Dissertações/Teses

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2024
Descrição
  • FERNANDO SOUSA DA ROCHA
  • Adição de Bismuto na Liga Eutética Al-12,6%Si Solidificada Direcionalmente: Análises Térmica e Microestrutural, Dureza e Usinabilidade

  • Orientador : ANTONIO LUCIANO SEABRA MOREIRA
  • Data: 26/02/2024
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  • Experimentos de solidificação direcional vertical ascendente foram realizados com as ligas Al-12,6%Si-xBi (x = 0 e 3,2%Bi) utilizando um dispositivo refrigerado a água. Os dados térmicos gerados foram usados para determinar parâmetros térmicos solidificação como o coeficiente interfacial de transferência de calor (hi), velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL) e taxa de resfriamento (TR). Técnicas de microscopias ótica e eletrônica de varredura foram aplicadas na análise microestrutural. Espaçamentos dendríticos primários (λ1), secundários (λ2), terciários (λ3) e eutéticos (λSi) foram medidos e ensaios de dureza Rockwell F (HRF), microdureza Vickers (HV) e usinabilidade foram realizados em amostras solidificadasde ambas as ligas. Temperatura máxima de corte (Tmáx), taxa de aquecimento (Ta) e desgaste de flanco da ferramenta (VBmáx) foram aos parâmetros de usinabilidade avaliados. Como resultados obtidos, foram observados valores mais elevados para hi, VL e TR próximos à superfície de extração de calor e microestruturas de solidificação formadas por duas fases primárias pró-eutéticas com Bi globular disperso na região interdendrítica da liga Al-12,6%Si3,2%Bi. Menores valores para λ1, λ2 , λ3 e λSi foram alcançados para resultados mais elevados de VL e TR. No caso da liga Al-12,6%Si-3,2%Bi foi identificada uma transição de Si eutético fibroso/esferoidal para cristais de Si eutético em flocos para VL e TR iguais a 0,94 mm/s e 6,5 ºC/s, respectivamente. Maiores valores de HRF e HV foram obtidos para mais altas VL e TR e menores λ1, λ2 , λ3 e λSi para ambas as ligas. Os resultados referentes à usinabilidade mostraram para a liga Al-12,6%Si que TR e λSi não exerceram qualquer influência na temperatura máxima de corte enquanto que a liga com Bi apresentou um perfil de Tmáx decrescente com o comprimento do lingote. No que se refere à taxa de aquecimento, os resultados apresentados para as ligas estudadas mostraram comportamentos similares, isto é, maiores valores foram alcançados para microestruturas mais grosseiras. A liga Al-12,6%Si-3,2%Bi apresentou maior área de formação de arestas postiças indicando que estas podem ter influenciado nas Tmáx encontrados na liga em questão. Finalmente, foi encontrado um maior valor de desgaste de flanco (VBmáx) para a liga binária em condições de altas TR e menores λSi. A adição de Bi à liga binária reduziu o VBmáx em aproximadamente 40%. 

2023
Descrição
  • ANA CAROLINA DE ASSIS SOUSA
  • Desenvolvimento de Madeira Plástica a Partir do Endocarpo de Patauá (Oenocarpus bataua) e Polipropileno Reciclado

  • Data: 21/12/2023
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  • A Floresta Amazônica possui grande diversidade de espécies vegetais, as quais fornecem os mais variados produtos empregados nas indústrias que atuam na região. Esta intensa atividade industrial gera grande quantidade de resíduos, entre eles, os resíduos lignocelulósicos não madeireiros provenientes do beneficiamento de frutas. O presente estudo avaliou utilização do pó do endocarpo de patauá, oriundo do beneficiamento desse fruto para extração de óleo vegetal, na produção de madeira plástica (WPC). Para isso, foi empregada 10% de carga vegetal de patauá (CVP), em matriz polimérica de polipropileno reciclado (PPr). Os compósitos de madeira plástica foram moldados por compressão em uma prensa termo hidráulica, sob pressão constante de 5 ton e temperatura de 180 °C por um período de 5 minutos. Os compósitos de madeira plástica foram submetidos à avaliação de suas propriedades mecânicas por meio dos ensaios de resistência à flexão e impacto Charpy. Foi possível constatar que a presença do pó de patauá contribuiu para aprimorar a rigidez do material, resultando, na redução da ductilidade do compósito. Consequentemente, houve uma diminuição da resistência ao impacto do compósito em 55,45%, quando comparado com a matriz de polipropileno reciclado. A introdução da carga vegetal resultou em um aumento do módulo de elasticidade do WPC_10, elevando-o de 1358 MPa para 1539 MPa em relação à matriz PPr. Além disso, foi observado um aumento na absorção de água. A análise por DRX mostrou que o impacto da adição de pó de patauá sobre o processo de cristalização do polipropileno foi limitado, não sendo suficiente para induzir mudanças estruturais significativas nos compósitos. Os padrões de espectrometria de infravermelho dos compósitos foram analisados para identificação de grupamentos químicos orgânicos e inorgânicos presentes, onde as bandas de polipropileno da matriz reciclada e dos compósitos são nitidamente notadas e a composição da carga vegetal se caracteriza em decorrência de constituintes como celulose e hemicelulose presentes. Os resultados obtidos evidenciaram que os compósitos de madeira plástica, contendo 10% de pó do endocarpo de patauá como carga, são comparativamente equivalentes aos materiais descritos na literatura. Portanto, o objetivo deste estudo foi alcançado, indicando a viabilidade da utilização desse material em aplicações na indústria.

  • JUCELIO LIMA LOPES JUNIOR
  • Elaboração de lâmina unidirecional com fibras naturais do caule de Montrichardia linifera (Arruda) Schott (Aninga)

  • Data: 31/08/2023
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  • A demanda por fibras naturais vem crescendo diariamente devido a versatilidade em seus usos e obtenção de baixo impacto ao meio ambiente. Como exemplo a utilização de fibras naturais tem-se materiais de reforço em painéis, compósitos e nanomateriais. Tal interesse é atribuído a viabilidade de renovação e por propriedades físico-mecânicas atribuídas a elas. A espécie vegetal de estudo é a Montrichardia linifera (Arruda) Schott, a qual é popularmente conhecida como aninga. Este vegetal é uma macrófita aquática que é vastamente distribuída pelas várzeas e estuários da região amazônica, cuja espécie é pioneira nas margens de ambientes alagados e de presença abundante, possui diversas aplicações pelas populações ribeirinhas e demonstrando ter potencial de matéria prima para aplicações industriais, visto que possui material fibroso e rápida propagação, formando extensas florestas, conhecidas popularmente como “aningais”. A obtenção de indivíduos dessa espécie pode evitar que ocorra pressão sobre materiais de origem plástica e madeireira em áreas de floresta nativa. O objetivo deste trabalho foi a elaboração de uma lâmina formada por fibras orientadas da espécie Montrichardia linifera (Arruda) Schott e resina polimérica epóxi. A coleta do material botânico foi realizada no Parque Mangal das Garças – Belém/PA (1°27'52.0"S 48°30'23.1"W) onde foram coletados 15 exemplares do caule do vegetal. Esta pesquisa investigou as fibras presentes no interior do caule. A densidade das fibras que foi de 0,189 g/cm3, valor que é menor em comparação a de fibras como a juta e do bagaço de cana, comumente usadas como reforços em compósitos. Na análise de DRX, obteve-se o índice de cristalinidade de 62,21%, demonstrando a presença de celulose como principal constituinte da fibra. Na análise térmica (TGA e DTG) revelou a estabilidade térmica das fibras com sua degradação máxima a temperatura de até 450 oC. Em FTIR foram encontrados os principais grupos funcionais em fibras naturais. Na análise de MEV foi possível observar a superfície rugosa da fibra. A resistência a tração da fibra foi de 308,9 MPA e o módulo de elasticidade 13.000 MPa. Quando incorporadas a resina epóxi a lâmina apresentou a resistência a tração de 7,79 MPa, valor compatível com compósitos como os de fibra de cânhamo e linho. As fibras da espécie Montrichardia linifera apresentam-se não só como matéria prima de origem renovável, como também fonte de renda e desenvolvimento para comunidades ribeirinhas, impulsionando a bioeconomia da região amazônica.

  • ALINIA RODRIGUES DOS SANTOS
  • Análise Numérica da Drenagem e Transferência de Massa em Escala de Poro Utilizando Fluidos não Newtonianos 

  • Data: 31/08/2023
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  • Um estudo sobre escoamento multifásico com fluido não newtoniano em escala de poro é realizado considerando o domínio de um microcanal e um meio poroso 2D a partir do método Compressive Continuum Species Transfer (C-CST). A abordagem sobre este método é utilizada para investigar a transferência de massa através da interface entre os fluidos utilizando o método VOF (Volume of Fluid). O fluxo de fluidos em reservatórios de petróleo é um cenário em que o escoamento multifásico é evidenciado, no qual fluidos imiscíveis que compartilham do mesmo espaço poroso estão presentes. Dentro deste cenário petrolífero, quando o reservatório já não possui energia suficiente para promover o escoamento do óleo até a superfície ou as características físicas do óleo tornam o escoamento mais difícil, a implementação do uso de métodos de recuperação torna-se necessário. A reologia do petróleo apresenta uma influência importante no escoamento através de meios porosos. O petróleo bruto pesado em condições de reservatório pode apresentar o comportamento de um fluido não newtoniano viscoelástico, fluindo com mais dificuldade dentro do meio poroso. Os métodos de recuperação de petróleo auxiliam também em promover alterações nas propriedades reológicas do fluido no reservatório, facilitando o seu escoamento. Um método de recuperação bastante conhecido é o de injeção de CO2 dentro do reservatório, que tem o intuito de promover a redução das tensões interfaciais e favorecer o deslocamento do óleo no meio poroso. A quantificação da transferência de massa do CO2 entre os fluidos neste cenário permite compreender e modelar os eventos que ocorrem durante o escoamento. O estudo numérico deste evento pode ser realizado através do método C-CST, por meio de Simulação Numérica Direta (SND) utilizando métodos de rastreamento de volume, onde a interface entre os fluidos é capturada por meio de uma função indicadora de fases. A partir disto, o intuito deste trabalho é implementar um modelo reológico não newtoniano na equação de conservação de momento linear, para analisar o comportamento da drenagem de um fluido não newtoniano em comparação com um fluido newtoniano em escala de poro e 
    transferência de massa de uma espécie na interface do escoamento com esta nova abordagem.

  • HUGO ANDRÉ MAGALHÃES DE AZEVEDO
  • EFEITO DOS PARÂMETROS DE SOLIDIFICAÇÃO E DO TRATAMENTO TÉRMICO T6 NA MICROESTRUTURA, MICRODUREZA, DESGASTE E CONDUTIVIDADE ELÉTRICA DA LIGA Al-3%Cu-5%Nb

  • Data: 30/08/2023
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  • O objetivo deste estudo foi desenvolver, caracterizar e entender as interrelações entre processamento e propriedades mecânicas e elétricas da liga Al-3%Cu-5%Nb, submetida também a diferentes configurações de tratamentos térmicos. O lingote foi obtido por meio do processo de solidificação em um forno horizontal refrigerado a água. As características microestruturais que resultam deste processo estão intimamente relacionadas aos parâmetros térmicos de solidificação, os quais, por sua vez, possuem efeito direto sobre as propriedades finais do material. Neste sentido, a abordagem adotada no presente trabalho para correlacionar tais variáveis foi por meio da avaliação da influência dos parâmetros de solidificação, tais como velocidade de avanço da isoterma liquidus (VL) e taxa de resfriamento (TR), do espaçamento dendrítico secundário (2) e de oito diferentes configurações de tratamentos térmicos T6 (TT-T6) sobre à microdureza, a resistência ao desgaste micro-abrasivo e a condutividade elétrica da liga. Equações matemáticas descrevendo a cinética de solidificação da liga e a correlacionando com a microestrutura da mesma foram propostas. Resultados mostram que a microdureza global da liga (HVG) apresentou um acréscimo em relação a outros estudos encontrados na literatura acerca de ligas Al-Cu e Al-Cu-Nb, mostrando que há uma relação diretamente proporcional entre a microdureza da liga e o teor de Nióbio presente até os níveis então estudados. No caso da liga estudada, maiores valores de HV foram geralmente observados para posições bem próximas à base do lingote, onde se tem uma microestrutura mais refinada. A partir dali estes valores decrescem e eventualmente atingem um equilíbrio. Estes valores de microdureza, entretanto, foram severamente alterados por qualquer uma das configurações de TT-T6 empregadas, com um acréscimo mínimo de cerca de um terço dos valores de HV das amostras brutas de fusão (BF). O tratamento mais eficiente no aumento de HV o de 3h(500 °C)/5h. Sobre a condutividade elétrica da liga, notou-se um comportamento quase que completamente proporcional a qualquer acréscimo feito nos parâmetros do TT-T6. Uma grande exceção foi o caso de 3h(490 °C)/3h, ou seja, a configuração de TT-T6 mais branda utilizada, onde um valor de condutividade elétrica quase duas vezes maior do que de o outras configurações foi observada, o que implica em um equilíbrio ideal de fases removidas dos espaços interdendríticos e precipitadas no interior da matriz rica em alumínio, otimizando a passagem de corrente através do material. Quanto à resistência ao desgaste da liga, observou-se novamente uma clara influência da microestrutura, onde amostras com microestruturas mais refinadas apresentaram resistências superiores àquelas com microestruturas mais grosseiras, e sobre o efeito do TT-T6 no desgaste da liga, constatou-se que a condição de 3h(490 °C)/3h, que foi a que resultou na melhor combinação de condutividade elétrica e microdureza, foi também a que trouxe os maiores ganhos de resistência ao desgaste à liga, sendo ela a única configuração de TT que foi capaz de aumentar a resistência ao desgaste em relação às amostras BF, o que indica que não há uma relação clara de proporcionalidade entre a microdureza e resistência ao desgaste da liga.

  • DARA CAROLINE DA SILVA ARAÚJO
  • Otimização de Pás de Turbinas de Eixo-horizontal sob o Efeito Resistivo do Trem de Potência 

  • Data: 17/08/2023
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  • Classicamente, o projeto otimizado de pás de turbinas de eixo horizontal considera apenas os aspectos aero ou hidrodinâmicos dos rotores. Considerar o efeito do trem de potência no projeto de turbinas é importante para garantir que o torque desenvolvido pelo rotor seja capaz de vencer as forças resistivas impostas pelos rolamentos e pelo gerador elétrico da turbina. Portanto, o presente trabalho propõe um novo modelo de otimização de pás de turbinas de eixo horizontal, o qual introduz as forças resistivas do trem de potência no modelo de otimização de Glauert. O modelo proposto é baseado na Teoria do Momento do Elemento de Pá. A otimização considera a maximização do coeficiente de potência de uma turbina para o caso de rotores acoplados ao trem de potência. Para isso, é introduzido o coeficiente de força resistiva do trem de potência no triângulo de velocidades de cada seção da pá do rotor, em que a carga distribuída é determinada através das forças resistivas impostas sobre o eixo da turbina. Com a otimização é possível analisar o efeito resistivo do trem de potência sobre a geometria da pá da turbina. Os resultados mostram uma modificação na distribuição de corda da pá, resultando em uma melhor forma aero ou hidrodinâmica. Uma avaliação da eficiência dos rotores projetados com o modelo proposto é desenvolvida e comparada com o modelo de Glauert, além de outros modelos disponíveis na literatura. Os resultados também mostram uma melhora na extração de energia devido à mudança na forma geométrica da pá da turbina.

  • WELLINGTON BRUNO SILVA DE JESUS
  • Caracterização Térmica, Microestrutural e Mecânica da Liga Multicomponente Al-33%Cu-1%Ni-1,2%Ta Solidificada Com Fluxo De Calor Transiente

  • Data: 26/07/2023
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  • A crescente demanda da indústria moderna por materiais com propriedades elevadas e específicas requer um conhecimento aprofundado do processo de solidificação de metais e ligas metálicas. Neste trabalho, realizou-se a caracterização térmica, macro e microestrutural, seguida de análise de dureza, de uma nova liga fundida Al-33%Cu-1%Ni-1,2%Ta, utilizando um dispositivo de solidificação unidirecional vertical ascendente com fluxo de calor transiente. Destaca-se a novidade dessa liga e a utilização de análises estatísticas, pouco comuns na área de solidificação. A caracterização térmica revelou o comportamento similar das variáveis velocidade de deslocamento da isoterma liquidus, taxa de resfriamento e gradiente térmico, VL, TR e GL, respectivamente, em relação à distância da interface metal/molde. As macrografias demonstraram uma estrutura refinada, com grãos equiaxiais predominantes e uma região de grãos colunares próximos à interface. As micrografias revelaram estruturas dendríticas sem direção preferencial de crescimento, além de uma fase raramente encontrada na literatura. Medições dos espaçamentos dendríticos secundários (λ2) indicaram seu aumento com o distanciamento da interface, contrapondo a diminuição da velocidade de solidificação e taxa de resfriamento. A análise de dureza Rockwell apresentou valores relativamente constantes ao longo do lingote. Diversas leis do tipo potência puderam ser estabelecidas e coeficientes estatísticos calculados, demonstrando boa correlação entre os resultados.

  • CARLISSON ARNAUD DE AZEVEDO
  • Comparação de Performance de Fluido Sintético HCFC R-22 e Natural HC R-290 em um Sistema Chiller.

  • Data: 13/07/2023
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  • Este trabalho foi realizado no laboratório de refrigeração da Universidade Federal do Pará, buscando resultados sobre o uso de fluidos naturais em substituição aos fluidos sintéticos pela contribuição destes últimos citados à poluição acelerada quem vem sido causada desde a revolução industrial. No experimento realizado, construiu-se um sistema de resfriamento de água e foi realizada a circulação dessa água gelada em uma serpentina aletada e ar forçado com o intuito de simular um sistema de condicionamento de ar. Os fluidos utilizados foram o Hidrocarboneto R-290, com o nome popular de Gás Propano e o Hidroclorofluorcarbono R-22, um gás sintético que contribui com o crescimento do aquecimento global e tem um potencial destrutivo da camada de ozônio. Nos testes realizados, analisando as eficiências, o COP do fluido natural foi 3% maior e eficiência exergética no mesmo patamar que o fluido sintético, visto como uma vantagem pelo fato do compressor usado no sistema ser projetado para o funcionamento apenas com o fluido sintético.

  • EDIL SILVA DE VILHENA
  • Modificação da Geometria e Razão de Aspecto de Fibras Naturais: Efeito nas Propriedades Mecânicas em Tração.

  • Data: 29/06/2023
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  • O uso de novos materiais oriundos de fontes renováveis como as fibras naturais são uma opção aos materiais tradicionais como metais e derivados oriundos da cadeia produtiva do petróleo. O uso de materiais compósitos reforçados por fibras naturais vem ganhando destaque no atual contexto da busca de materiais de fontes renováveis e está cada vez mais difundido nas indústrias aeroespacial, naval, automotiva, entre outras. Estes materiais apresentam elevada resistência e rigidez específicas, enquanto reduzem a massa das estruturas por eles compostas. Neste sentido, buscando trazer uma contribuição para o estudo de compósitos reforçados por fibras vegetais, este trabalho tem por objetivo estudar um compósito polimérico de matriz poliéster reforçado com fibras fracionadas juta, sisal, carnaúba, palha da costa, malva. Os compósitos foram fabricados com o menor nível possível de processamento tecnológico nas etapas produtivas, usando molde de silicone para confeccionar compósitos nos padrões da norma de ensaio de tração ASTM D638. Foram avaliadas as propriedades como resistência à tração, deformação e módulo de elasticidade e tendo em vista as frações mássicas de 100% e 50% em relação ao preenchimento do molde durante o processo de fabricação, verificou-se que os compósitos com fibras fracionadas apresentaram as melhores propriedades mecânicas em tração que os compósitos reforçados por fibras na forma in natura. Foi verificado que o fracionamento ocasiona uma melhor distribuição das fibras no compósito e mesmo com os defeitos oriundos do processo de fabricação, que puderam ser observados pelas fractografias, em especial a presença de vazios, os compósitos com fibras fracionadas com 50% de fração mássica apresentam propriedades superiores para todas as configurações estudadas neste trabalho.

  • EDIELSON SILVA DE VILHENA
  • Compósito de Poliéster e Fibras do Folíolo da Palmeira de Miriti: Propriedades Mecânicas de Tração.

  • Data: 28/06/2023
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  • O presente trabalho dedicou- se à pesquisa de materiais compósitos de matriz poliéster com a inclusão de fibras da folha do miriti (Mauritia flexuosa), que foram dispostas aleatoriamente com a finalidade de obter a melhor rentabilidade de produção, no cerne de menor nível de processamento tecnológico nas etapas produtivas. O polímero utilizado no trabalho foi a resina poliéster tereftálico, curado à temperatura ambiente com utilização do peróxido de metil-etil-cetona (MEK) como agente de cura (na proporção de 0,1% (v/v)). Utilizou- se fibras da folha da palmeira de miriti, in natura bem como as processadas (as fibras são fragmentadas em um liquidificador com água natural), dimensionadas sob corte manual nos comprimentos: 5 mm, 10 mm, 15 mm e 40 mm. Os compósitos foram fabricados por moldagem manual, sem pressão e à temperatura ambiente, submetido a pós-cura em estufa a temperatura de 60°C. Foram fabricados corpos de prova de matriz plena, a partir das amostras de compósitos com a inclusão de fibras da folha de miriti in natura e compósitos de fibras processadas. Avaliou- se as propriedades mecânicas por ensaios de tração, conforme a norma ASTM D 638:2010. Os resultados demonstraram que ao submetidos aos esforços de tração, os compósitos in natura apresentam as resistências: 26,94 (±4,60) MPa para a matriz plena; 5,12 (± 2,11) MP para fibras da folha de miriti de 5 mm; 7,07 (± 2,20) MPa para as fibras de 10 mm; 8,23 (± 1,87) MPa para fibras de 15 mm; 12,54 (± 3,59) MPa para as fibras de 40 mm. Em se tratando do teste de inclusão com fibras da folha do miriti processadas obteve- se o resultado: 13,81(± 2,11) MPa para o comprimento de 5 mm; 12,76 (± 2,05) MPa para o comprimento de 10 mm; 18,39 (± 2,56) MPa para o comprimento de 15 mm; 19,42 (± 2,40) MPa para o comprimento de 40 mm. Dessa forma, obteve-se um aumento nas propriedades mecânicas com a proposta de processamento das fibras. As superfícies de fratura geradas foram avaliadas com a utilização de um microscópio de alta resolução, com a finalidade de se correlacionar os aspectos de fratura com as propriedades mecânicas de maiores e menores desempenhos.

2022
Descrição
  • MIRIAM LYS DE ALMEIDA GEMAQUE
  • Otimização Hidrodinâmica de Turbinas Hidrocinéticas com Pás Curvadas.

  • Data: 06/12/2022
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  • A turbina hidrocinética tem recebido destaque em todo o mundo para fins de geração elétrica, uma vez que tal tecnologia pode reduzir fortemente o impacto ambiental. Turbinas projetadas com pás curvadas para trás podem reduzir significativamente a carga axial, sendo relevante para turbinas hidrocinéticas. No entanto, poucos trabalhos foram feitos na literatura a esse respeito. Para o caso dos rotores hidrocinéticos, as pás com curvatura para trás ainda são um desafio, pois desconhecemos qualquer procedimento de otimização disponível, tornando este estudo relevante para o atual estado da arte. Assim, o presente trabalho desenvolve um novo procedimento de otimização ao aplicado às pás de turbinas hidrocinéticas curvadas para trás, sendo a principal contribuição da abordagem o projeto de pás com carga axial reduzida no rotor. O método proposto consiste em uma extensão das teorias axial e do elemento de pá para o caso de pás curvadas para trás por meio de uma função de transformação ao radial. Como resultado, tal transformação afeta fortemente as distribuições de corda e ângulo de torção ao longo da pá, aumentando o torque da turbina e consequentemente o coeficiente de potência.

  • GRAZIELA DA COSTA LIMA
  • Desenvolvimento de Nanocompósito PVA/Óxido de Ferro.

  • Orientador : CARMEN GILDA BARROSO TAVARES DIAS
  • Data: 30/11/2022
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  • Nanomateriais com propriedades elétricas e magnéticas possuem grande importância para aplicações em dispositivos eletrônicos. A introdução de nanopartículas de óxido de ferro em polímeros como álcool polivinílico, tem demonstrado interesse tecnológico, pois esse processamento é simples e pode ser usada água como solvente, desta forma o desenvolvimento de nanocompósito além da fácil produção e baixo custo apresenta excelentes propriedades magnéticas, elétricas, óptica, térmicas e mecânicas. Objetivando desenvolver nanocompósito PVA/Óxido de Ferro foi produzida nanopartículas superparamagnéticas a partir de embalagens de aço pós- consumo e incorporadas em álcool polivinílico (PVA) pelo método casting. Foram realizadas caracterizações das nanopartículas de óxido de ferro; com o DRX foi possível encontrar as fases hematita e magnetita, com o MEV-EDS/FRX analisou-se a morfologia das partículas e foram observados as formas e tamanhos heterogêneos o EDS indicou o teor pontual dos elementos presentes em três áreas específicas, encontrando- sede ferro em 63,1% e sendo confirmados por FRX em que a predominância de ferro foi de 98,3% e Fe2O3 indicando 97,5% em massa, através da Adsorção de Nitrogênio descobriu- se que as partículas são mesoporosas e a área superficial dos poros 1,717 m2/g e diâmetro médio dos poros 2,83 nm, o ensaio de magnetização identificou que as partículas de óxido de ferro possuem comportamento superparamagnético, característico das nanopartículas, o nanocompósito PVA/Óxido de Ferro ficaram com bolhas, porém pode- se observar pontos com brilho metálicos o que caracteriza a estrutura core-shell das partículas. Este tipo de compósito encontra aplicações como anodo eletroquímico, optoeletrônica, armazenamento de energia e sensores.

  • DALMIR DOS SANTOS MATOS
  • Tensões Residuais e Distorções Angulares em Chapas de aço Balístico Armox® 500T.

  • Data: 24/11/2022
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  • Os aços de elevada dureza (HHS) são usados amplamente na indústria da defesa. Entretanto, estes apresentam grandes problemas de soldabilidade como mudanças microestruturais, distorções angulares (DA) e tensões residuais (TR). Por outro lado, o processo de soldagem a arco por proteção gasosa com adição de arame frio (Cold Wire - GMAW) incrementa a produtividade e reduz a adição de calor sobre o metal base, sendo adequado para a atenuação destes problemas. Neste trabalho, o método ultrassónico de birrefringência acústica foi usado para avaliar os efeitos de parâmetros de alta e média energia de soldagem sobre as TR, junto com taxas de adição de arame frio de 20% e 40% no processo GMAW. As DA e mapeamento de dureza das chapas soldadas do aço de elevada dureza Armox® 500T também foram verificadas. Como resultado, o processo Cold Wire reduziu até 30% as DA e 50% das TR máximas encontradas. O valor máximo das TR foi somente 19% do limite de escoamento (200 MPa). As macrografias e os mapeamentos de microdureza das juntas soldadas mostraram uma diminuição em 20% zona termicamente afetada (ZTA) -grãos grosseiros e finos-, e 54% zona de amolecimento (ZA). Adicionalmente, o valor da constante acústico-elástica (CA) para este material foi de -8,49x 10-6 MPa-1. 

  • CLAUDIO MAURO VIEIRA SERRA
  • Desenvolvimento de um Sistema de Aquisição para Análise deParâmetros em Escoamentos Bifásico.

  • Data: 14/10/2022
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  • Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de medição para determinação da fração volumétrica de gás (fração de vazio) em um escoamento bifásico do tipo ar-água em tubulações verticais. Para tanto, foi construído um aparato com tubulação de acrílico liso, com um circuito de bombeamento de água e injeção de gás com vazões controladas. Usou-se sensores eletrorresistível baseados em Siqueira et. al. (2012) para aquisição de sinal em conjunto com uma placa de aquisição de dados, e rotinas em Matlab e Simulink para tratamento dos sinais e o cálculo da fração de vazio. Os resultados obtidos mostraram-se satisfatórios, erros abaixo de 3%, quando a vazão de gás é menor do que 10 l/min e não satisfatório a partir daí (erros acima de 10%), o que significa dizer que no momento há uma limitação do uso da nossa proposta. Tal limitação também só nos permitiu estudar sistemas cujo regime de escoamento pode ser classificado como borbulhante e borbulhante disperso. 

  • SARA PACHECO LEAO
  • Análise Experimental da Combustão Utilizando Misturas Ternárias de Etanol-Biodiesel-Diesel em Grupos Geradores a Diesel.

  • Data: 05/10/2022
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  • O aumento dos preços dos combustíveis derivados do petróleo nos últimos anos e os crescentes embargos econômicos  sofrido  em  um  dos  principais  exportadores  de  petróleo  para  o  mundo  devido a diversos fatores inclusive a guerra, que gerou desabastecimentos e prejuízos em países que direta ou indiretamente necessitam desses polos petrolíferos, demonstra cada vez mais a fragilidade   em   depender   de   produtos   e   combustíveis   fósseis.   Em   contrapartida,   os   biocombustíveis,  que  são  produzidos  a  partir  de  matérias-primas  renováveis,  surgem  como  forma  de  substituição  total  ou  parcial  dos  combustíveis  fósseis.  Em máquinas  que  utilizam  motores de combustão interna (MCI) diesel, como grupo geradores e veículos de grande porte, o uso de biodiesel, mistura de diesel com porcentagens de óleos vegetais, é uma realidade para desafogar o consumo de combustível de origem fóssil, diversos estudos comprovam vantagens na  utilização  dessas  misturas,  como  redução  nas  emissões  de  gases  poluentes,  consumo  específico e aumento na eficiência. Outra opção, é a mistura de outros biocombustíveis a essa mistura  binária,  como  por  exemplo  o  álcool,  tendo  como  objetivo  melhorar  ainda  mais  as  propriedades  do  biodiesel  além  de  ajudar  a  impulsionar  o  cenário  socioeconômico  nacional.  Nessa perspectiva, este estudo tem como propósito a investigação dos efeitos na utilização de etanol-biodiesel-diesel em MCI, bem como analisar os parâmetros de combustão e parâmetros energéticos.  Para  este procedimento  técnico  experimental,  foi  utilizado  um  grupo-gerador diesel, monocilíndrico, quatro tempos, a rotação de constante com 79% da carga de operação, e  nele  estando  instalado  sensores  da  AVL  de  pressão  e  rotação  instalados  no  eixo  do  virabrequim e no interior do cilindro, respectivamente para obtenção da curva de pressão, taxa de liberação de calor e temperatura no interior do cilindro. O grupo gerador foi instrumentado com diversos outros sensores, dentre eles de temperaturas, vazão mássica de ar, assim como uma balança de precisão para verificar a vazão mássica de combustível consumida pelo motor durante os ensaios. Os combustíveis utilizados foram diesel comercial S10 e misturas com 1%, 2%  e  3%  de  etanol  anidro  ao  diesel,  além  da  pressão  de  injeção  alterada  para  uma  mistura  apenas. Os resultados obtidos durante os testes mostraram que em aproximadamente 79% da carga, houve uma diminuição na eficiência e aumento no consumo específico de combustível, além de uma elevação no atraso de ignição, aumento na duração da combustão, diminuição da pressão e taxa de liberação de calor conforme o aumento na porcentagem de etanol.

  • LAYS DA CUNHA LIMA
  • Uso da Fibra do Caroço de Açaí como Absorvedor Acústico – Estudos de Casos.

  • Orientador : ALEXANDRE LUIZ AMARANTE MESQUITA
  • Data: 26/08/2022
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  • Existe uma crescente preocupação com o conforto e segurança no ambiente de trabalho e estudo, principalmente relacionada a problemas causados pelo excesso de ruído. Esta preocupação refere-se ao risco de perda de audição numa indústria por parte de máquinas e equipamentos e redução da inteligibilidade da fala numa sala de aula prejudicando a fala dos professores e causando aos alunos a falta de concentração. Como solução, o uso de materiais bsorvedores acústicos produzidos da fibra do caroço do açaí, uma fibra vegetal ambientalmente sustentável e de baixo custo. Desta forma, neste trabalho foi proposta a utilização da fibra do caroço de açaí em dois ambientes que necessitam de tratamento acústico. No primeiro estudo foi proposto o controle de ruído em um laboratório em decorrência dos altos níveis propagados por um ventilador axial. Foram realizadas medições do NPS do ambiente e construído o modelo virtual que analisou 5 diferentes propostas de controle acústico utilizando os painéis da fibra do açaí. No segundo estudo foi avaliada a inserção da fibra do açaí em 5 configurações diferentes em uma sala de aula com o objetivo de tornar o ambiente em condições apropriadas, no qual a voz é a fonte sonora principal. Nos dois estudos de caso foram alcançados os objetivos, devido os valores dos NPS e parâmetros acústicos estarem em concordância com os resultados encontrados ao serem substituídos por absorvedores convencionais.

  • DAVID RODRIGUES BRABO
  • Produção e Caracterização de Madeira Plástica Proveniente de Polímero Reciclado e Tegumento Lenhoso da Castanha do Pará.

  • Data: 08/07/2022
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  • Grande volume dos materiais descartados em lixões são a base de polímeros sintéticos e naturais, esses materiais por sua vez, apresentam um tempo de degradação relativamente longo, causando sérios problemas em detrimento do acumulo. Este trabalho apresenta a elaboração de um compósito do tipo madeira plástica proveniente de polipropileno reciclado (PP) preenchido com carga vegetal oriunda do tegumento lenhoso de castanha do Pará (CDP). O polímero foi usado como matriz com teores de 10, 20 e 30% em massa de carga de CDP. Os difratogramas de Raio-x indicaram que a adição de CDP pode atuar como agente nucleante da fase beta. A Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier - FTIR sugere ação de interação dos componentes em função do aumento de carga na matriz. A adição de CDP não altera significativamente o módulo e a resistência sob flexão, entretanto diminui a resistência ao impacto em decorrência da morfologia complexa da carga. Por fratografia em microscopia eletrônica de varredura foi possível observar aumento de regiões de vazios em diferentes teores, corroborando os resultados de resistência ao impacto.

  • NADIA SILVA COSMO
  • Liga hipoperitética Sn-5,5%Sb: análise da solidificação e da viabilidade de uso para soldas comerciais em substituição a ligas à base de chumbo

  • Data: 01/03/2022
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  • A liga Sn-37%Pb é uma das mais empregadas em processos de montagem de placas e circuitos eletrônicos, devido ao ótimo grau de molhabilidade do chumbo e excelentes características referentes ao acabamento do produto final (GARCIA et al., 2009). Entretanto, desde o início da década passada, soldas contendo chumbo vêm sofrendo crescente pressão das leis regulamentares, e uma alternativa para eliminar os riscos potenciais do chumbo é a substituição deste metal por outros componentes de liga menos nocivos à saúde humana (ITSUBO et al., 2003). Existe então uma busca por uma liga que substitua o sistema Pb-Sn, e apresente as mesmas características mecânicas que fazem as ligas à base de chumbo uma das mais utilizadas até hoje em circuitos elétricos. Estudos preliminares indicam que ligas Sn-Sb consistem em alternativas promissoras para a substituição das ligas de solda contendo chumbo, porém, é necessário avaliar a influência das taxas de resfriamento durante processo de solidificação sobre a microestrutura formada, assim como a utilização da liga Sn-Sb para substituição de ligas de chumbo de baixo calor de fusão, para soldas de revestimento e de brasagem em componentes eletrônicos. O presente trabalho tem por objetivo um estudo da influência da solidificação direcional horizontal na estrutura final da liga Sn-5,5%Sb e uma análise comparativa de sua molhabilidade com a liga comercial Sn-37%Pb e a liga peritética Sn-2%Sb através da análise do ângulo da gota formada em um experimento similar ao da gota séssil. Os resultados obtidos demonstram grande potencial para a utilização de tais ligas como substitutas de euteticos de chumbo, sendo observados resultados de ângulos de molhabilidade com diferenças inferiores a 3%, e é constatada a importância da afinidade metalúrgica do substrato para a melhoria desta molhabilidade.

2021
Descrição
  • JESSICA LORRANY FERREIRA BARBOSA
  • Influência de Superfícies Super Hidrofóbicas na Hidrodinâmica de uma Coluna de Bolhas.

  • Orientador : MARCELO DE OLIVEIRA E SILVA
  • Data: 28/12/2021
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  • Este trabalho propõe investigar experimentalmente a hidrodinâmica de uma coluna de bolhas, sob a influência de uma parede com revestimento superhidrofóbico, aplicado a um meio isotérmico e unidimensional. O escoamento bifásico será caracterizado em termos da fração de vazio, considerada uma variável importante para caracterizar o regime de escoamento. Sua transição, será investigada a partir do escoamento uniforme (homogêneo) até o escoamento turbulento (heterogêneo) em uma coluna de bolha de tubo aberto. O método experimental será fundamentado através de medições de fração de vazio e técnica de análise de sensores de condutividade, em colunas com e sem revestimento hidrofóbico, para que se possa investigar a influência da superfície superhidrofóbica na transição do regime do escoamento e na hidrodinâmica da coluna de bolhas. Após serem tomadas todas as medidas, através da técnica de sonda condutiva, para o caso sem revestimento e para o caso com revestimento, será feita uma análise comparativa dos dados obtidos com os presentes na literatura, visando compreender, em parte, os efeitos que este revestimento causará na dinâmica do escoamento. Os trabalhos até estão, disponíveis na literatura mostram que para escoamentos bifásicos em dutos, condicionados a um revestimento superhidrofóbico, o regime homogêneo é estabilizado, proporcionando um melhor rendimento em seus processos, pois há uma considerável redução do arrasto com a superfície. Desta forma, se fazem necessários estudos sobre o impacto destes materiais na dinâmica do escoamento em colunas de bolhas.

  • YVES ALEXANDRINO BANDEIRA
  • Análise de Cavitação e Estrutural em Difusores Flangeados Aplicados a Turbinas Hidrocinéticas.

  • Data: 25/12/2021
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  • O difusor flangeado é um equipamento capaz de melhorar a eficiência da turbina hidrocinética conforme a velocidade axial que passa pelo rotor é aumentada. Entretanto, na literatura atual, ainda não são encontrados estudos sobre as condições operacionais que podem ocasionar a cavitação nesses componentes e nem o comportamento estrutural a altas pressões e velocidades de escoamento. Nesta dissertação foi feito um estudo numérico para avaliar a possibilidade de cavitação nesses difusores e definir a partir de que profundidades de operação isto poderia ser evitado. O modelo usa técnicas de Dinâmica dos Fluidos Computacional (Computational Fluid Dynamics, CFD), sendo o fluxo de água através do difusor avaliado usando uma abordagem Reynolds Averaged Navier Stokes (RANS), acoplado ao modelo Rayleigh-Plesset para estimar a taxa de produção de vapor. A metodologia é aplicada, primeiramente, em um difusor de 10 m de diâmetro, 15 m de comprimento e uma flange de 5 m para uma velocidade de projeto de 2,5 m/s, pois há resultados na literatura para essas dimensões. O modelo foi considerado validado quando passou a apresentar boa concordância com esses estudos da literatura. Uma análise estrutural usando Método de Elementos Finitos (Finite Element Method, FEM) foi feita em um modelo em escala de 1:10. Foi realizada também nesse modelo uma análise de escoamento via CFD para obtenção dos campos de pressão que foram usados como carregamento no modelo estrutural. Estas análises foram realizadas para uma profundidade de 3 m até o começo do flange, que foi a profundidade mínima para qual já não foi observada a ocorrência de cavitação segundo os modelos em CFD.s.

  • TAINÃ CARVALHO GARCIA MIRANDA FILGUEIRAS
  • Análise de um Grupo Gerador Diesel Utilizando Misturas Ternárias de Óleo Diesel, Biodiesel e Óleo de Soja.

  • Data: 22/12/2021
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  • Atualmente, o alto consumo de combustíveis fósseis está causando problemas, talvez, irreversíveis ao planeta, tonando o investimento em energias verdes um ponto essencial para o desenvolvimento sustentável de qualquer país. Concomitante a isto, surgem os combustíveis da biomassa, em específico os óleos vegetais naturais, como opção para a substituição total, ou parcial destes combustíveis na produção de energia na atual matriz energética mundial. Corroborando com este pretexto, o objetivo deste trabalho é analisar os efeitos da inserção de óleo refinado de soja ao diesel comercial brasileiro em um grupo gerador atuando a partir de modelos experimentais. Para alcançar tal finalidade, foram selecionadas, para fins comparativos com o diesel puro, queimar quatro misturas de óleo de soja refinado e óleo diesel. Inicialmente foi usado a mistura de 2% de óleo de soja no óleo diesel, em volume, em seguida aumentando para 6%, 10% e a fração de 14%. Os ensaios experimentais foram realizados no grupo gerador monocilíndrico da marca Branco, modelo BD-6500 CF3E, de potência máxima de 7,35 kW, auxiliado do aparato experimental composto por um sistema de aquisição de consumo de combustível formado por um medidor de deslocamento positivo, um totalizador e um supervisório; o analisador de energia elétrica SAGA 4500 fabricado por Landis+Gyr; e o sistema de aquisição da pressão em tempo real do cilindro, fornecido pela AVL, modelo GU21D. Assim, foram realizadas, neste trabalho, as análises das curvas de pressão em tempo real do cilindro x ângulo da manivela; a pressão média indicada; consumo específico de combustível; e eficiência global. Os resultados apresentados mostram que o aumento das razões volumétricas de óleo de soja aumenta o consumo específico das misturas e consequentemente diminui a sua eficiência global.

  • WELLITON PAULO DA SILVA
  • Comportamento Metalúrgico de Revestimento Duro Depositado por Arame Tubular com a Técnica Switchback.

  • Data: 17/12/2021
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  • Este trabalho tem como objetivo analisar o efeito da soldagem FCAW com a técnica switchback na deposição de revestimento duro com a liga FeCrC+Nb. São avaliadas as características geométricas, trincas, microestruturas, microdureza e dureza. Os resultados obtidos demonstram que o uso da técnica switchback não afeta a geometria e o número de trincas, mas afeta, no entanto, a microestrutura do metal depositado, com o refinamento dos carbonetos primários de cromo do tipo M7C3. Além disso, há alteração nas características dos carbonetos de nióbio que, por consequência, influenciam na microdureza do material. A microdureza é maior na superfície das soldas em camada dupla, depositadas com o switchback.

  • JOSE AUGUSTO FRANCA RODRIGUES
  • Ligas Hipoeutéticas Al-5%Si e Al-11%Si: Variáveis Térmicas, Parâmetros Microestruturais e Microdureza Vickers.

  • Data: 15/12/2021
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  • Este trabalho apresenta um estudo teórico-experimental com o objetivo de determinar o coeficiente de transferência de calor interfacial, as variáveis térmicas de solidificação, os espaçamentos dendríticos primários, secundários, terciários e eutéticos de ligas Al-Si bem como a microdureza Vickers das mesmas, solidificadas direcionalmente sob condições transientes de fluxo de calor em um dispositivo de configuração horizontal refrigerado a água. Para o monitoramento dos perfis de temperatura utilizou-se um conjunto de termopares tipo K localizados em diferentes posições a partir da interface metal/molde, considerando a linha central correspondente ao eixo longitudinal do lingote. Uma técnica numérica, que compara perfis térmicos teóricos e experimentais, foi utilizada no cálculo do coeficiente de transferência de calor na interface metal/molde durante a solidificação cuja condição transiente é representada por uma equação analítica na forma de potência. Foram aplicadas técnicas experimentais para o cálculo das variáveis térmicas de solidificação, ou seja, deslocamento da frente de solidificação, velocidade da isoterma liquidus e taxa de resfriamento. Os resultados experimentais e simulados apresentaram uma concordância muito boa e possibilitaram estabelecer correlações analíticas entre tais variáveis térmicas e os espaçamentos dendríticos primários, secundários, terciários e eutéticos obtidos, por meio de equações experimentais na forma de potência representadas por expoentes característicos. Finalmente, são também apresentadas expressões capazes de correlacionar os valores dos espaçamentos dendríticos e eutéticos estudados com o comportamento da microdureza Vickers das ligas investigadas.

  • GIOVANNI ANTONIO VIELMA VIVAS
  • Modelagem Computacional de Trocadores de Calor Solo-Ar Integrado com Materiais de Mudança de Fase.

  • Data: 14/12/2021
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  • A demanda mundial de energia está em constante crescimento e os sistemas convencionais de aquecimento e refrigeração representam cerca de um terço dessa demanda. O trocador de calor solo-ar (TCSA) é uma opção sustentável com potencial para reduzir consideravelmente o consumo de energia dos edifícios. No entanto, o desempenho térmico desse sistema se deteriora durante a operação contínua e prolongada devido à saturação térmica do subsolo nas proximidades do duto enterrado. Para atender a esse problema, a tecnologia de armazenamento de energia térmica baseada em materiais de mudança de fase (MMF) foi integrada recentemente ao TCSA, chamando esse novo sistema TCSA-MMF. Mesmo assim, a influência de seus parâmetros geométricos e estratégias de operação no seu desempenho térmico precisa ser esclarecida. Portanto, o objetivo desta pesquisa foi desenvolver um modelo numérico tridimensional do TCSA-MMF usando ANSYS Fluent para avaliar a influência da espessura, comprimento e propriedades termofisicas do MMF, bem como velocidade de escoamento do ar, o diâmetro e o comprimento do duto, sobre o desempenho térmico desse sistema, adaptado às condições climáticas e às características do solo da cidade de Belém do Pará. A partir dos resultados obtidos, conclui-se que com este sistema, foi alcançado um aumento de até 25,88% na queda de temperatura do ar ao longo do duto, 24,99% no desempenho energético de resfriamento diário e e 24,99%, no COP em relação ao TCSA tradicional.

  • LETICIA FERNANDA RABELO CASTELO BRANCO
  • Adaptação do Método Gráfico de Clauser na Identificação da Região Logarítmica em Escoamento com Camada Limite Turbulenta.

  • Data: 09/12/2021
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  • O método gráfico de Clauser estima a velocidade de atrito uτ de forma indireta, por meio do perfil de velocidade média e de uma regressão linear na região logarítmica. Apesar de décadas de pesquisa, os limites da região logarítmica ainda não são bem estabelecidos para escoamentos com camada limite turbulenta em não-equilíbrio. Neste trabalho, utilizou-se a função diagnóstico, originalmente utilizada em gradiente de pressão adverso, para determinação da região logarítmica. Os perfis de velocidade foram obtidos através do software ANSYS Fluent, para a configuração de um jato de ar incidindo ortogonalmente contra uma placa plana lisa. Com essa abordagem, estabeleceu-se a distribuição do coeficiente de atrito Cf ao longo de toda a placa de incidência. Além disso, constatou-se que quanto melhor descrita a subcamada viscosa estiver, mais eficaz o método se apresenta. Portanto, este trabalho forneceu um procedimento confiável para estimar velocidade de atrito, facilitando a caracterização da região interna de um perfil de velocidade turbulento e aprofundando a compreensão na camada limite turbulenta e a dinâmica de escoamentos newtonianos sobre superfícies lisas.

  • GABRIEL PESSOA VILAS BOAS
  • Avaliação da Junta Soldada em Alumínio por Fricção Linear com Adição Nióbio e Nanotubos de Carbono.

  • Data: 02/09/2021
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  • Este trabalho apresenta um estudo sobre adição do nióbio com granulometria de 200 e 400 mesh e nanotubos de carbono em chapas de alumínio pelo processo Friction Stir Welding (FSW), buscando aumentar a resistência mecânica nas juntas soldadas. A relevância de tal pesquisa advém de o fato do Nióbio apresentar excelentes propriedades como resistência à altas temperaturas, corrosão, boas propriedades mecânicas e características de supercondutor quando combinado com determinadas ligas. Os nanotubos de carbono são um promissor reforço de matriz em nanocompósitos, possui alta anisotropia térmica e elétrica, alta resistência a tração e boa estabilidade química. O Nióbio metálico foi cominuído em pó para uma melhor inserção na junta soldada. A técnica operatória de soldagem utilizada foi o deslocamento da ferramenta com tecimento para melhorar a mistura do pó de nióbio com alumínio do metal de base. Após a soldagem foi realizado a metalografia na seção transversal onde observou-se uma boa mistura do nióbio e nanotubos de carbono no metal soldado. Além disso, foi analisado os resultados dos ensaios de microdureza, tração e sua microestrutura através do microscópio eletrônico de varredura (MEV), assim como composição química com EDS. Os resultados mostraram que a adição de nióbio e Nb/NTC melhorou as propriedades mecânicas, tanto da dureza quanto a resistência à tração e ocorreu uma boa homogeneidade na solda causando uma menor presença de descontinuidades.

  • ROBERTA DA SILVA BRITO
  • Extração e Caracterização de Carbonato de Cálcio (CaCO3) Obtido a Partir de Conchas de Ostras Resultantes da Maricultura do Municipio de Augusto Corrêa-PA.

  • Data: 16/08/2021
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  • O carbonato de cálcio (CaCO3) é um mineral amplamente utilizado na agricultura, siderurgia, na indústria farmacêutica e como elemento de carga nas indústrias de papel, plásticos e tintas. Em quantidades moderadas, é comum o seu uso como carga não reforçante, ou também chamada de carga de enchimento, em materiais polimérico para produzir compósitos de menor custo não causando grande influência sobre as propriedades mecânicas do mesmo. Outra aplicação muito relevante desse mineral é como biomateriais, quando proveniente de origem natural e processadas sem surfactantes, o CaCO3 também é usado como precursor para produção de nanopartículas de hidroxiapatita (HA). CaCO3 é o constituinte principal da composição das conchas de ostras. Sabendo que o cultivo de ostra apresentou um aumento significativo em todo o mundo e que, no Brasil, entidades públicas e privadas têm incentivado a ostreicultura, o presente trabalho visa oferece uma solução baseada na utilização dessas conchas descartadas como resíduo, no município de Augusto Corrêa - PA, Brasil, para obtenção de CaCO3 de origem biológica. O processo de obtenção iniciou a partir da higienização de cada amostra com hipoclorito de sódio (NaClO) para a remoção de resíduos superficiais, após a lavagem as conhas foram secas por 30h em um forno a 60oC. Para obter o pó das conchas de ostras (PCO), as amostras foram, primeiramente, prensadas em prensa hidráulica e em seguida foram levadas ao moinho de bolas, de onde saíram com a granulometria até 200 mesh (74 μm).O material passou por processos químicos seguido de filtração e secagem. A concha e o PCO foram caracterizados quanto ao grau de cristalinidade, utilizando a técnica de Difração de Raios-X (DRX), onde o polimorfo calcita foi apresentado de forma majoritária, constatando a viabilidade em utilizar essas conchas para obtenção de CaCO3 de origem biológica. Os materiais, foram caracterizados morfologicamente através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e suas composições químicas, por espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Após o beneficiamento das conchas, o material obtido foi incorporado a matrizes poliméricas para a produção de placas, filmes e cobertura de acabemento, agregando assim, valor comercial ao resíduo da ostreicultura local.

  • DANIELE SOARES STIEVEN
  • Influência do Superaquecimento no Comportamento Térmico na Fundição em Molde Permanente Unidirecional de Alumínio Puro.

  • Data: 06/08/2021
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  • Os parâmetros operacionais em fundição metálica influenciam fortemente o controle da dinâmica térmica neste processo, consequentemente influenciando o comportamento mecânico desses. Visto isso, este trabalho visa contribuir para o entendimento da dinâmica térmica do processo de solidificação direcional de alumínio puro a partir da modificação do superaquecimento do sistema líquido, importante parâmetro industrial. Três experimentos de solidificação em regime direcional de extração de calor foram realizados, considerando 0%, 10% e 15% de superaquecimento. Observou-se, a partir do aumento do superaquecimento, que a dinâmica da taxa de extração de calor e do gradiente térmico são diferentes da velocidade da isoterma liquidus, onde os primeiros aumentam abruptamente e a última tem comportamento próprio dependendo do percentual de superaquecimento. Verificou-se que o coeficiente de extração de calor interfacial tem seu pico onde há mudança de fase, o qual tende a ter magnitude elevada quando o superaquecimento também é elevado. Por fim, uma correlação do tempo final de solidificação experimental e dos parâmetros da regra de Chvorinov é apresentada.

  • BRENDA THAYSSA FIGUEIRA DANIEL
  • Caracterização dos Trilhos Tipo TR-68 da Estrada de Ferro Carajás (EFC) Para a Identificação de Defeitos por Rolling Contact Fatigue (RCF).

  • Data: 06/08/2021
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  • O trilho é o componente mais importante da superestrutura ferroviária e é considerado o elemento principal de suporte e guia dos veículos ferroviários, e economicamente possui o maior custo dentre os elementos estruturais de via. E devido ao contato direto da roda com o trilho e mais o grande carregamento de carga, o desenvolvimento de defeitos na ferrovia está se tornando recorrente, diante disso, o intuito desta pesquisa é realizar um estudo sobre os defeitos desencadeados pela fadiga de contato de rolamento (Rolling Contact Fatigue – RCF) em duas amostras de trilho TR-68 do trecho da ferrovia da Estrada de Ferro Carajás – EFC, localizada na cidade de São Luís – Maranhão, que apresentaram defeitos superficiais e através de técnicas de caracterização química, mecânica, macro e microestrutural, pôde-se identificar a presença incidência de dois defeitos, head check e spalling, que se desenvolvem na superfície do boleto do trilho através de pequenas trincas que tendem a se ramificar de forma subsuperficial, até provocar o desprendimento de pedaços de material do boleto e que pode levar a falha do componente por meio de uma fratura, logo, isto vêm a causar grandes custos para a manutenção ou a substituição do trilho, além de riscos reais a acidentes ferroviários. E através dos resultados obtidos, observou-se que a composição química está com os valores dentro da taxa tolerável, conforme a ASTM (2018), pois o trilho é formado por aço com alto teor de carbono, sendo eutetóide, com 0,77% de Carbono. E com a análise das características, confirmou-se a presença de head checks, onde este é mais severo na ZTA onde as trincas apresentam maiores comprimentos e profundidades, e este fenômeno pode estar relacionado a variações microestruturais ou até mesmo à tensões residuais no boleto do trilho; e de spallings se localizam na região de transição da composição química e de queda de dureza, sendo mais severo onde verificaram-se maiores teores de fósforo e enxofre indicando fragilidade na região.

  • HUMBERTO VINICIUS MUNOZ AGUIRRE
  • Avaliação do Efeito da Técnica Switch-Back Combinado à Técnica da Dupla Camada para Deposição de Revestimentos Dissimilares.

  • Data: 06/08/2021
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  • O aço alta resistência baixa liga (ARBL) ASTM A182 F22 tem sido usado na fabricação de componentes estruturais nos setores de petróleo e gás natural, sendo recomendado pela norma NACE MR0175/ISO 15156-1(2009) aplicar revestimentos superficiais a base de níquel, para minimizar efeitos da corrosão pelo acido sulfídrico (H2S). Para evitar a fragilização da zona dura e trincas induzidas por hidrogênio a norma estabelece o limite superior de dureza em 250 HV. Nos revestimentos do aço F22 com ligas de níquel, a martensita (400 HV) é apontada como a principal fase dura formada, podendo ser encontrada na interface dissimilar e na zona afetada pelo calor (ZAC). O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito da técnica switch-back combinado à técnica da dupla camada para deposição de revestimentos dissimilares de uma liga de níquel sobre o aço F22 quanto a aspectos operacionais, geométricos, microestruturais e de propriedade mecânica. Os resultados indicam um baixo valor de microdureza na ZTA próximo à linha de fusão das soldas com switch-back, sugerindo um revenimento imposto pelos ciclos térmicos dos movimentos de avanço e reversão, e que o pré-aquecimento resultou nos menores valores de microdureza para ZAC (em média, entre 250 HV e 310 HV). Nesse caso, o uso do pré-aquecimento foi capaz de reduzir a taxa de resfriamento da ZAC como um todo, levando a uma menor formação de martensita e, portanto, a um menor nível de microdureza, sem atingir, no entanto, os valores desejados estabelecidos pela norma.

  • LUCIANO LEITE POMPEU
  • Protótipo de Bancada Hidrocinética para Estudo Eletromecânico na Conversão de Energia.

  • Data: 06/08/2021
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  • As fontes de energias renováveis representam soluções adequadas para os problemas como o crescimento pela demanda energética, a redução nos níveis de emissão de gás carbônico, poluentes e derivados da corrida industrial; essas alternativas buscam amenizar os impactos não só do consumo extrativista das fontes não renováveis, como podem operar em harmonia com o meio ambiente, desde que utilizada de forma sustentável e diversificada. A conversão da energia cinética contida no fluxo de água dos rios, marés e oceanos; o que pode ser mais uma opção de geração renovável a ser inserida no sistema integrado de energia, sejam conectados ou desconectados da rede principal de interligação do Sistema Nacional de Energia. O Brasil possui grande um potencial para a exploração dessa tecnologia de conversão de energia, devido à grande bacia hidrográfica distribuída em grande parte do território nacional; sendo assim, pesquisas envolvendo a geração hidrocinética tem despertado grande interesse por parte de pesquisadores e empresas do setor de energia elétrica. O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de uma bancada para emulação da geração de energia elétrica, utilizando o conceito da conversão hidrocinética do fluxo de água de rios em eletricidade, enfatizando o potencial dos rios da Amazônia, como o Rio Acará, que possui um curso de água com cerca de 900 Km de extensão sendo plenamente navegável, tem sua foz na baía de Guajará, em frente a cidade de Belém do Pará e suas nascentes mais importantes nos municípios de Tailândia e de Tomé Açu. O acidente geográfico mais importante é a cidade de Acará que se encontra localizada na margem esquerda do mesmo, quando ocorre a bifurcação do rio Acará com os rios Acará-Miri e Miriti-pitanga. Os resultados foram adquiridos através da construção e prototipagem de uma bancada didática, com a capacidade de emular turbinas Hidrocinéticas de eixo axial, no laboratório localizado na Universidade Federal do Pará – Prédio do CEAMAZON – Labmotriz (Laboratório de Sistemas Motrizes). Para construção da bancada, foi realizado um estudo conceitual sobre o trem de potência de turbinas de eixo axial, considerando os parâmetros adotados no projeto. Esses dados foram imputados e processados em uma placa microcontrolada, qual função é gerar sinais de controle, e reproduzir o torque da turbina sobre o trem de potência acoplado ao gerador elétrico. O trem de potência basicamente é composto por um servomotor, que possui a função de gerar o torque da turbina acoplado mecanicamente a um gerador ima permanente, responsável em converter a rotação em corrente alternada para alimentar as cargas do sistema. A placa desenvolvida, é responsável em controlar o servomotor, gerenciar o sistema para o controle de cargas e operação da turbina, que podem ser visualizadas em um Supervisório desenvolvido para este trabalho. Ao realizar os ensaios será possível encontrar as melhores configurações de operação da turbina de modo a maximizar a eficiência na geração, encontrando o ponto ótimo de operação. Utilizando uma bancada de ensaio em laboratório, aumentam-se as possibilidades de estudos nesse tipo aplicação, uma vez que é possível reproduzir as mais diversas configurações sem restrições de repetibilidade, destacando-se o fato que os locais de instalação são de difícil acesso, dependem de fatores naturais como a vazão de um rio e geralmente são custosos, o que mais que justifica a importância da implantação de um sistema de emulação de turbinas Hidrocinéticas em um ambiente fechado e controlado.

  • CARLOS HENRIQUE POMBO DOS SANTOS
  • Estudo de Partida de uma Turbina Eólica de Pequeno Porte com Pás Curvadas.

  • Orientador : JERSON ROGERIO PINHEIRO VAZ
  • Data: 04/08/2021
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  • As turbinas eólicas de pequeno porte, em geral, são fortemente afetadas pela resistência devido ao atrito nos mancais de seus trens de potência. Isso faz com que o comportamento dinâmico de partida da turbina seja um sério desafio. Normalmente, o torque resistivo da transmissão é muito menor do que o torque nominal do gerador, de forma que a resistência do trem de potência seja ignorada com segurança assim que a produção de energia começa, mas deve ser considerado quando o torque do rotor é baixo. Isso ocorre durante a partida e quando a turbina se aproxima da condição de aceleração sem carga no gerador. Desta forma, o presente trabalho foca na resistência devido aos rolamentos no sistema de transmissão de uma pequena turbina eólica considerando as pás curvadas para trás, afim de se avaliar o comportamento dinâmico da turbina já que rotores com pás curvadas geralmente apresentam menor carregamento axial e maior torque aerodinâmico em altas razões de velocidade. Neste caso, o trabalho compara o comportamento de uma turbina de três pás retas com dados experimentais com as mesmas pás curvadas de um ângulo de 30°. Os resultados demonstram que os coeficientes de potência, torque e empuxo aumentam para razão de velocidade na ponta da pá maiores que 1,65 para o caso de um rotor com pás curvadas. Para uma razão de velocidade na ponta de 1,93, o aumento do coeficiente de potência chega a 81%. Na análise dinâmica de partida da turbina, devido ao aumento do coeficiente potência, a rotação de eixo também aumenta de 35,42 para 39,63 rad/s quando a razão de velocidade na ponta da pá atinge um valor de 2,27.

  • NAYARA MARTINEZ FARO
  • Análise Experimental em Escoamento Trifásico em Leito Fluidizado.

  • Data: 30/07/2021
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  • A utilização de colunas de bolhas é amplamente adotada pela indústria e relevante para a eficiência de diversos processos produtivos, em se tratando de leitos fluidizados trifásicos do tipo sólido-líquido-gás (SLG), onde ocorre uma interação trifásica, onde as partículas sólidas são transformadas em um estado como o de um líquido através de suspensão de um fluido. Dentre suas aplicações se destacam os equipamentos empregados pela indústria mineradora, farmacêuticas, químicas, alimentícias e petrolíferas. Em suas aplicações a eficiência do projeto está diretamente ligada medição e controle de seus parâmetros hidrodinâmicos, que em um escoamento trifásico (sólido - líquido – gasoso) se mostra complexo, devido a grande quantidade de variáveis e limitações dos equipamentos. Este trabalho aborda o estudo experimental em um leito fluidizado com particulado de vidro, a partir de sua construção em laboratório, através da utilização de sensores de condutividade para obter parâmetros importantes como, a fração de vazio, a velocidade das bolhas e o tamanho das bolhas através da sua corda (comprimento da bolha interceptado pelo sensor). Foi montada uma instrumentação para coluna onde o meio líquido se torna o meio condutor e o meio gasoso (ar pressurizado) o meio isolante, fazendo com que os sensores eletro-resistivos gerassem sinais elétricos de forma analógica e posteriormente eles fossem digitalizados através de um circuito eletrônico. O tratamento estatístico e controle do sistema são primordiais para a confiabilidade dos dados que serão obtidos.

  • GABRIEL SOARES QUIXABA
  • Análise e Previsão do Ruído de Impacto através de uma Abordagem Numérica Híbrida.

  • Data: 29/07/2021
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  • O controle do ruído em edificações é um fator de grande influência no conforto dos usuários, incômodo provocado por ruído de impacto em pisos de edificações de múltiplos pavimentos, devido à queda de objetos e pessoas caminhando, pode ser atenuado a partir da elaboração de um projeto de isolamento. No entanto as principais investigações a respeito do ruido de impacto se devem por métodos experimentais, dessa forma, pesquisas relacionadas a fenômenos vibro acústicos, técnicas de controle, propriedades de materiais e a otimização do isolamento, encontram uma certa dificuldade viabilizar inovações. Este trabalho visa desenvolver uma abordagem numérica para prever o ruído e a vibração provenientes de forças de impacto no piso, sendo aplicado a análise estatística energética e o método dos elementos finitos para elaborar um modelo modular entre os dois métodos. Para avaliar a acurácia da abordagem híbrida, foram realizados experimentos em uma câmara acústica objetivando comparar as respostas vibro acústicas, além de serem realizadas investigações experimentais para inferir as propriedade e parâmetros da estrutura. Os resultados numéricos das respostas da estrutura e o nível de pressão sonora são comparados com os dados experimentais, demostrando uma boa exatidão da abordagem, para a faixa de 100 a 400 Hz e a de 500 a 3150 Hz, os desvios são de 5, 26 dB e 2, 03 dB, respectivamente.

  • CINTHYA ELEN PEREIRA DE LIMA
  • Avaliação da Influência de Superfícies Superhidrofóbicas no Escoamento do Tipo Slug em Duto Vertical.

  • Data: 29/07/2021
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  • O escoamento multifásico de fluidos está presente em diversas áreas da indústria, dessa forma a modelagem desses escoamentos é, assim, imperativa para a engenharia. Devida as características do fenômeno da hidrofobia, o desenvolvimento de materiais com tais características possibilita um melhor rendimento de processos que envolvem escoamentos, devido à redução do arrasto com a superfície, contudo se fazem necessários estudos sobre o impacto de tais materiais na dinâmica do escoamento slug. Neste trabalho será realizado um estudo experimental do efeito da hidrofobia na dinâmica de bolhas de Taylor em fluido estagnado em tubulações verticais ascendentes, com e sem revestimento hidrofóbico, utilizando a técnica da sonda condutiva para medir a velocidade, filme de líquido e tensão de cisalhamento das bolhas, em um duto com e outro sem revestimento hidrofóbico. Os ensaios incluíram bolhas de 10, 15 e 20 ml, injetadas na base da coluna de testes. Comparando-se os parâmetros medidos através da técnica de sonda condutiva, para o caso sem revestimento e para o caso com revestimento. Foi feita uma análise comparativa dos dados obtidos com os modelos presentes na literatura, visando compreender, em parte, os efeitos da mudança molhabilidade na dinâmica das bolhas de Taylor, para o regime de escoamento analisado.

  • GERARDO ALVES NOGUEIRA BRAGA NETO
  • Determinação do Isolamento Acústico de Revestimentos Resilientes de Pisos e de Contrapisos Flutuantes Usando Método por Medição de Vibração.

  • Data: 26/07/2021
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  • Em edificações de múltiplos pavimentos o ruído de impacto (queda e/ou arraste de objetos, passos, etc.) é um problema recorrente, podendo causar grande desconfortos e até mesmo respostas fisiológicas adversas a quem está exposto. As soluções de controle mais comuns a este tipo de ruído são a aplicação de revestimento de piso macios (flexíveis ou resilientes) no acabamento final do piso (ex.: carpetes, pisos emborrachados, etc.) e/ou a utilização de uma camada resiliente entre a laje estrutural e o contrapiso, o chamado contrapiso flutuante. Usualmente, os parâmetros que mensuram a isolação do ruído de impacto destas soluções são: a redução do nível de pressão sonora de impacto (ΔL) e redução ponderada do nível de pressão sonora de impacto (ΔLw). Tais parâmetros são obtidos convencionalmente utilizando a metodologia descrita na norma ISO 10140-3, que requer o uso de câmaras acústicas padronizadas. A construção das câmaras, entretanto, implica num investimento significativo, que pode prejudicar fabricantes, projetistas e limitar a atuação de pesquisadores. Tendo em vista está problemática, a norma ISO 16251-1 apresenta uma metodologia alternativa e menos onerosa para avaliar o ΔL e ΔLw de revestimentos de piso flexíveis utilizando medições de aceleração de vibração em uma bancada de pequenas dimensões em modelo de laje de concreto. Este trabalho realizou análise comparativa do método alternativo (ISO 16251-1) ao método tradicional (ISO 10140-3) na avaliação do ΔL e ΔLw de revestimentos de pisos macios e investigou fatores concernentes a acurácia e precisão do método alternativo. Realizou-se também o estudo da aplicabilidade dá ISO 1651-1 à caracterização acústica de sistemas de contrapiso flutuante.

  • EDILEIA PEREIRA DA SILVA
  • Desenvolvimento de Protótipo de Móvel a partir de Açaí (Euterpe Oleracea Mart.).

  • Orientador : CARMEN GILDA BARROSO TAVARES DIAS
  • Data: 23/07/2021
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  • O Brasil dispõe de grande quantidade de matéria prima proveniente de fontes renováveis, a destacar os excedentes da indústria de alimentos que apresentam capacidade de gerar novos produtos com função econômica, cultural e social. O Estado do Pará é o maior produtor de açaí, “Euterpe oleracea Mart.”, com 98,3% do total nacional. Com o objetivo de construir protótipo de móvel a partir do estipe da palmeira e frações do fruto pouco comercializadas, foi projetado móvel tipo banco em dois tipos de peças. Os estipes usados foram beneficiados como madeira, em corte longitudinal sextavado, as lâminas da parte da borda foram submetidas a tratamento em prensa hidráulica a 4t e temperatura de 80ºC por 10 minutos, para retirar o excesso de umidade das peças que serviram como estrutura do banco. A fibra, foi a fração do fruto selecionada, individualizada a partir de separador rotativo e prensadas em molde de alumínio, formando várias mantas aplicadas na produção de placas que compõem o acento. A placa foi produzida por processo manual e os corpos de prova cortados por serra de bancada. O material foi caracterizado por ensaios de tração, flexão e impacto Charpy. A avaliação morfológica da fibra foi realizada por Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por difração de raio-x (DRX).  As placas processadas, apresentaram resistência à flexão com proporção de volume de fibra de 34% de 88,23 MPa e energia de impacto Charpy 2,79 J/m, correspondendo ao reforço de 62% e ao aumento de tenacidade de 65% em relação a matriz. O protótipo acabado foi avaliado por requisitos da norma brasileira que estabelece sobre os móveis de escritório, resistindo aos testes quando submetido ao uso real por voluntários de até 110 kg e estatura que varia entre 1,52 m e 1,92 m, por um período de 1 ano e 8 meses. Esse estudo revelou o excelente resultado do material na aplicação, podendo se tornar uma alternativa de uso em projetos de moveis.

  • WENDELL TAUFNER FICK
  • Medição e Análise de Tensões Residuais Geradas na Soldagem FBW de Trilhos.

  • Data: 20/07/2021
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  • As linhas férreas vêm ganhando cada vez mais importância para as atividades de transporte, principalmente de cargas pesadas. A indústria de mineração responde por boa parte das ferrovias de nossa região. Esforços contínuos são empenhados para reduzir o risco de falhas nestes equipamentos. As tensões residuais têm papel relevante nos históricos de falhas em dutos, o que justifica a necessidade de serem adequadamente consideradas em avaliações de integridade de trilhos. Um dos principais geradores de tensões residuais em trilhos é o processo de soldagem para união de trilhos longos. O processo mais conhecido é a soldagem por caldeamento ou FBW (do inglês, Flash-Butt Welding). Neste trabalho foram analisados experimentalmente espécimes de dois tipos de trilhos cedidos pela empresa Vale, com amostras de fabricantes premium e super-premium, soldados e resfriados a ar comprimido sob diferentes condições de pressão. Foram realizadas no total 48 medições utilizando a técnica extensométricas do furo cego, segundo procedimentos da Norma ASTM E837-13. Os resultados, no geral, mostraram boa concordância com o que se encontra na literatura, com altas tensões residuais trativas na região da alma e compressivas no boleto, ambas com altas magnitudes. Também foi possível fazer uma análise preliminar do efeito do resfriamento forçado pós-soldagem nas tensões residuais, sendo que análises desta natureza não foram encontradas na literatura. Os resultados apontam uma tendência de aumento das tensões residuais trativas na alma à medida que se eleva a taxa de resfriamento, o que pode ser um fator de redução da vida útil do trilho, já tendo ocorrido várias falhas catastróficas nessa região por causa influenciadas por tensões residuais trativas verticais.

  • DIEGO LOURENÇO DA COSTA FELIPE
  • Avaliação Numérica do Padrão de Escoamento Bifásico, Slug, em um Duto Vertical e Fluxo Co-corrente.

  • Data: 01/07/2021
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  • Nesta pesquisa foi utilizado o método VOF na condução de simulações numéricas de um escoamento bifásico, co-corrente, água-ar, confinado em um duto vertical contento uma expansão abrupta, sendo o diâmetro do duto de 13 mm a montante da expansão e 19 mm a jusante desta, com o intuito de verificar a eficiência do método na descrição desse tipo de escoamento. As simulações foram conduzidas em domínio computacional axissimétrico discretizado em três refinamentos de malha utilizados em um estudo de convergência utilizando o méto GCI, além disso foram feitas simulações com dois modelos de turbulência, κ −  e κ − ω, para verificar a influência destes sobre os campos de velocidade e fração de vazio.

  • SYRLEIRE LOPES DE PAULA SILVA
  • Análise Comparativa de Usinabilidade de Ligas à Base de Alumínio com Diferentes Teores de Cobre.

  • Data: 22/06/2021
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  • O desgaste da ferramenta de corte em usinagem está intimamente relacionado a diferentes fatores como composição química e microestrutural da peça de trabalho, tipo de ferramenta de corte, condições do processo, etc. A adição de cobre em ligas de alumínio proporciona ao material, aumento da resistência mecânica, dureza, resistência à fadiga e melhoria da usinabilidade, propriedades essenciais na utilização de setores industriais, como o automotivo e aeronáutico. A microestrutura bruta de solidificação e aspectos da usinabilidade, como temperatura de corte e desgaste de ferramenta, são influenciadas diretamente pelas variáveis térmicas de solidificação, o que determinará as propriedades do produto acabado. Deste modo, o controle da cinética de solidificação de ligas metálicas se tornou um fundamental objeto de estudo para obtenção de materiais com boa usinabilidade, propriedades homogêneas, e adequadas à crescente demanda do setor industrial. Neste sentido, este trabalho apresenta um estudo experimental e comparativo, objetivando investigar o desgaste máximo (VBmax) de ferramentas e temperatura de corte (Taxa média de aquecimento de corte, Tac) dos sangramentos de uma liga Al-6%Cu, solidificada em um dispositivo direcional horizontal refrigerado a água, correlacionando os valores obtidos durante a usinagem com os parâmetros térmicos e microestruturais de solidificação: taxa de resfriamento (TR) e espaçamento dendrítico secundário (λ2), considerando a variação da posição a partir da interface metal/molde. Os resultados a liga Al-6%Cu foram comparados com os resultados dos ensaios apresentados em Rodrigues e Ribeiro (2015), para Temperatura de Corte e Leal (2018), para o Desgaste de Ferramenta, referentes à liga Al-3%Cu, realizados sob as mesmas condições de usinagem. Ao contrário do que se esperava, o aumento do teor de soluto não foi responsável pelos maiores valores de taxa de aquecimento média, levando à conclusão que as estruturas de solidificação formadas e os mecanismos de desgaste presentes durante o processo de sangramento foram preponderantes no comportamento da usinabilidade dessas ligas.

  • RENÉE ISRAEL MENDES
  • Estudo Numérico de Duplo Difusores Aplicados em Turbinas de Eixo Horizontal.

  • Data: 18/06/2021
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  • Os difusores são dispositivos instalados em turbinas para que proporcionem aumento de potência. Este aumento proporciona a elevação da velocidade axial no escoamento e gera uma maior quantidade de energia útil ao rotor, em comparação a uma turbina de fluxo livre. Investiga-se neste trabalho, a influência da adição de um segundo difusor em um difusor cônico simples mantendo seu comprimento inalterado e variando o espaço geométrico entre eles (x’, H), com intuito de analisar o perfil de velocidade e mensurar a eficiência dos casos de duplo difusores. As configurações geométricas adotadas mostram uma eficiência variante de 59.8% a 61.5% nos casos eleitos, um valor maior se comparados ao do difusor simples 53.2%.

  • DOUGLAS SANTOS SILVA
  • Comportamento em Flexão e Impacto e Aspecto Fractográfico de Poliéster e Fibras Curtas de Sisal, Piaçava, Palha da Costa, Malva e Juta.

  • Data: 20/05/2021
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  • Neste trabalho, materiais compósitos de matriz poliéster com a inclusão de fibras curtas de sisal, piaçava, palha da costa, malva e juta dispostas aleatoriamente foram produzidos, utilizando-se o menor nível possível de processamento tecnológico nas etapas produtivas. O polímero utilizado no trabalho foi o poliéster insaturado tereftálico, (tipo CRISTAL), e curado a temperatura ambiente, o agente de cura utilizado foi o peróxido de MEK na proporção de 0,33 % (v/v). As fibras de sisal, piaçava, palha da costa, malva e juta foram cortadas manualmente nos comprimentos de 15 mm e foram utilizadas da maneira como adquiridas, sem tratamento superficial. O comprimento de 15 mm foi o escolhido, pois o mesmo alcançou resultados superiores de resistência à tração, carga e alongamento em relação às fibras de 5 e 10 mm em trabalhos realizados anteriormente pelo grupo de pesquisa em materiais compósitos da UFPA. Os compósitos foram fabricados por moldagem manual, sem pressão e a temperatura ambiente. Foram fabricados corpos de prova de matriz plena e compósitos com a inclusão de fibras de sisal, piaçava, palha da costa, malva e juta. As propriedades mecânicas foram avaliadas por ensaios de flexão e impacto Charpy de acordo com a norma ASTM D 790 e ASTM D 6110, respectivamente. Os resultados demonstraram que quando submetidos aos esforços de flexão, apresentaram resistência de 112,12 (± 17,58) MPa para a matriz plena, 35,21 (± 1,74) MPa com a inclusão de fibras de sisal, 34,45 (± 3,09) MPa com a inclusão de fibras de piaçava, 27,29 (± 3,12) MPa com a inclusão de fibras de palha da costa, 25,89 (± 2,94) MPa com a inclusão de fibras de malva e 20,56 (± 3,17) MPa com a inclusão de fibras de juta. Ao ensaio de impacto Charpy os materiais compósitos apresentaram valores de 31,50 (± 3,26) kJ/m2 para a matriz plena, 57,06 (± 3,65) kJ/m2 com a inclusão de fibras de sisal, 52,52 (± 3,19) kJ/m2 com a inclusão de fibras de piaçava, 48,03 (± 2,93) kJ/m2 com a inclusão de fibras de palha da costa, 38,02 (± 0,71) kJ/m2 com a inclusão de fibras de juta e 37,65 (± 1,81) kJ/m2 com a inclusão de fibras de malva. As superfícies de fratura geradas foram avaliadas por um estereoscópio de modo a se correlacionar os aspectos de fratura com as propriedades mecânicas.

  • VICTOR CARLOS TEIXEIRA
  • Estudo do Transporte Térmico em Escoamento Bifásico de Líquido-Líquido Imiscíveis em Microtubo.

  • Data: 30/04/2021
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  • Usando o modelo de Navier-Stokes-Cahn-Hilliard acoplada com a equação de energia, investigamos o aumento da transferência de calor em um escoamento bifásico de líquido-líquido imiscíveis através de um dispositivo de formação de gotículas co-flowing em regime de gotejamento. Os resultados mostram um aumento significativo na transferência de calor e a existência de uma taxa de vazão ótima para o melhor transporte térmico. Além disso, com base no campo do número de vorticidade, perda de pressão e fluxo de massa, concluímos que este valor máximo para transferência de calor está relacionado à perda de capacidade térmica devido à substituição da fase contínua, onde o transporte por convecção ocorre de forma mais eficaz, pela fase dispersa responsável pela mistura térmica da fase contínua. Usando o número capilaridade baseado na velocidade média do fluxo total, mostramos que existe um número de capilaridade ideal que produz os melhores valores de dissipação de calor para gotículas com um comprimento o mínimo possível. Por fim, indicamos também a existência de um número de capilaridade onde o aumento da transferência de calor não é mais compensado pela perda de pressão.

     

  • TEYLA CRISTINA CASTRO SILVA
  • Investigação Eletroquímica e Microestrutura da Liga Metálica Al-3%Cu-2%Si: Aspectos do Processo Corrosivo em HCL.

  • Data: 16/04/2021
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  • O sistema de ligas Al-Cu-Si está entre os sistemas de ligas de fundição de maior aplicabilidade nas indústrias automobilista e aeronáutica. Assim, neste estudo analisa-se a relação entre os parâmetros térmicos de solidificação e corrosão eletroquímica da liga multicomponente Al-3%Cu-2%Si solidificada em dispositivo direcional horizontal. A determinação experimental do gráfico da posição da isoterma liquidus permitiu a definição dos parâmetros de solidificação que incluem velocidade da isoterma liquidus (VL) e taxa de resfriamento (TR), a correlação dos espaçamentos dendríticos secundários com a posição de solidificação também foi realizada. Os parâmetros eletroquímicos de potencial de corrosão (ECORR) e corrente de corrosão (iCORR) foram determinados por técnica eletroquímica de polarização, iniciada após 30 minutos de imersão no eletrólito de trabalho. A resistência à polarização (RP) foi obtida pela execução dos ensaios de impedância eletroquímica na faixa de frequência de 10 kHz até 10-1 Hz, obedecendo a estabilidade dos arcos capacitivos após 2h imersos em HCl 0,2 mol.L-1. A avaliação do aspecto microscópico diante da imersão em meio agressivo ácido (HCl 0,2 mol.L-1) após 24h foi realizada através de ensaios de MEV/EDS. Os resultados mostraram que as taxas de corrosão das ligas Al-3%Cu-2%Si resultam da combinação de dois fatores: presença do elemento silício, que ocasiona o aumento na cinética do processo corrosivo, e posição de solidificação, que quanto mais próximo da interface de transferência de calor, onde os valores de VL e TR são maiores e os de λ2 menores, maior será a resistências à corrosão.

  • FRANCISCO DE SOUZA FORTE NETO
  • Efeito da Migração de Cadeias na Instabilidade Elástica no Escoamento de Soluções Micelares em um  Canal CROSS-SLOT.

  • Data: 26/02/2021
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  • Micelas do tipo wormlike são estruturas longas e flexíveis formadas por surfactantes e apresentam características de quebra e reconexão contínua. Sob certas condições de escoamento (e.g., escoamentos cisalhantes e extensionais), a dinâmica desse processo é fortemente afetada, modificando a distribuição das cadeias micelares de comprimentos diferentes. A quebra de cadeias induzida pelo escoamento leva a instabilidades e comportamento peculiares. Neste trabalho, estudamos os esfeitos da migração de espécies induzida por gradientes de tensões na instabilidades elástica no escoamento de soluções micelares em um canal cross-slot. Para estudar tais fenômenos, o modelo constitutivo VCM, que considera duas espécies de cadeia sob uma dinâmica de quebra e reconexão, acoplando número de densidade de cadeias e tensões de conformação foi adotado. As equações de evolução do modelo VCM, acopladas as equações da quantidade de movimento e restrição de incompressibilidade, foram implementadas e resolvidas numericamente na plataforma de elementos finitos FEniCS. Para capturar os efeitos da migração de espécies na estrutura do escoamento e no início da quebra de simetria, os termos de fluxo não-Fickianos presentes no modelo VCM foram considerados. Os resultados das simulações mostram que os fluxos não-Flickianos têm forte influência na distribuição das cadeias, promovendo a migração das espécies na direção dos gradientes de tensão. Além disso, verificamos que a migração de cadeias induzida por gradiente de tensão antecipa o início da quebra de simetria e também reduz drasticamente o comprimento de regiões de recirculação que se formam a montante dos cantos do cross-slot.

  • DEISYLENE DO SOCORRO NEGRAO CARDOSO
  • Fabricação de Compósitos usando Poliestireno Expandido Reciclado e Biomassa Pós Consumo Reforçados por Nanotubos de Carbono.

  • Data: 23/02/2021
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  • Materiais que apresentam um bom desempenho mecânico já vem sendo aplicados em várias pesquisas, exemplos deles, são os nanotubos de carbono (NTC), que é um ótimo reforço para compósitos de matriz polimérica, promovem nestes, excelentes propriedades mecânicas, físicas, elétricas e excelente flexibilidade. Fatores que associam desempenho mecânico com sustentabilidade se apresentam com bastante relevância e pensando nisso, foi utilizado o poliestireno expandido (EPS) e o caroço de açaí, que são resíduos que não possuem destinação ambientalmente correta, eles são gerados pós-consumo e descartados no meio ambiente, causando vários problemas ambientais. Nesta pesquisa, foi produzido um nanocompósito de EPS, biomassa de açaí e nanotubos de carbono, as placas para ensaios mecânicos foram produzidas com poliestireno expandido e cinza do caroço de açaí com porcentagens de 4% e 8% e nanotubos de carbono na porcentagem de 0,1%, 0,2%, 0,4% e 0,8%, dissolvidos em acetona e catalizador no ultrassônificador. A caracterização foi realizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a resistência elétrica foi avaliada pela medição de duas pontas no picoamperímetro, o ensaio de impacto Charpy foi realizado para avaliar a resistência do material, a amostra de 0,2% em peso MWNTC mostrou uma melhoria de 40% na resistência ao impacto e 6130% na condutividade elétrica sobre a matriz de EPS pura.

2020
Descrição
  • CLOVIS IARLANDE OLIVEIRA SANTANA
  • Caracterização de Defeitos Superficiais e Análise de Falha em Trilhos Ferroviários.

  • Data: 23/12/2020
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  • Os trilhos são componentes que têm uma variedade de funções, como guiar o veículo ferroviário e transmitir os esforços de carregamento do veículo ferroviário para a infraestrutura da via. Como estão sujeitos a tensões originárias do serviço (dobra, vertical, térmica) e fabricação (residual), podem iniciar defeitos e causar falhas catastróficas. Para garantir uma vida útil adequada aos componentes sujeitos à fadiga, é necessário um controle rigoroso de vários parâmetros dos trilhos. O objetivo deste estudo é investigar as possíveis causas de falha de uma fratura em um trilho ferroviário cedido pela empresa VALE S/A, através do projeto Cátedra Roda-Trilho e caracterizar um defeito na superfície do trilho. A análise visual, fractográfica, micrográfica da fratura, dureza tração e análise química, podem revelar o motivo da falha, as quais esforços o mesmo estava sujeito, concentração de tensões entre outros. Para o defeito, as trincas foram examinadas via microscopia eletrônica de varredura e óptica, via testes de microdureza, tração, dureza e análise química, para ajudar a confirmação da presença do squat e dar um diagnóstico de causa da falha de forma mais precisa.

  • JÉSSICA CAROLINE BEZERRA VALE
  • Identificação de Parâmetros de Modelo DEM Via Redes Neurais Artificiais Associadas ao Método de Monte Carlo.

  • Data: 21/12/2020
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  • O Método dos Elementos Discretos (DEM) vem sendo usado como ferramenta de análise do comportamento de partículas em diversas áreas, como na indústria da mineração. Para seu uso, o DEM exige que os parâmetros (microscópicos) de entrada sejam calibrados para que a simulação possa apresentar resultados apropriados. No entanto, o processo de calibração é bastante oneroso por demandar alto poder computacional devido ao tempo dispendido durante as simulações, e muitas vezes é feito por tentativa e erro ao se buscar correspondências de valores microscópicos à comportamentos macroscópicos. Nesses casos, é comum que mais de um conjunto de parâmetros de entrada corresponda ao mesmo resultado macroscópico. Portanto, neste estudo, é apresentado um método para identificar e selecionar um único conjunto de parâmetros de entrada DEM usando ângulos de repouso dinâmicos em um tambor rotativo, aplicando Rede Neural Artificial (RNA) em associação ao Método de Monte Carlo. Testes são realizados com diferentes quantidades de neurônios em busca da melhor topologia para a Rede Neural. Uma vez desenvolvida e treinada, a RNA fornece rápidas respostas para selecionar o conjunto de parâmetros DEM. A princípio, o método de Monte Carlo é aplicado na rede neural com a geração de números aleatórios dentro da probabilidade encontrada dos parâmetros de entrada afim de buscar os possíveis cenários de conjunto de dados. Posteriormente, o Monte Carlo é utilizado para analisar a incerteza do modelo final da RNA na previsão dos resultados dos ângulos de repouso. Rastreando os ângulos de repouso desejados, a rede retornou várias alternativas de conjunto de valores. Buscando identificar um único conjunto de solução, a mesma metodologia foi utilizada para a criação de uma nova Rede Neural com uma velocidade de rotação diferente da usada anteriormente, que também foi submetida às mesmas aplicações do Método de Monte Carlo. No estudo de caso apresentado neste trabalho, considerando os ângulos alvos obtidos da análise experimental do material particulado, a junção dos resultados previstos das duas redes neurais desenvolvidas tornou possível a seleção de um conjunto de parâmetros adequado. Para corroborar a escolha desse conjunto, os valores de entrada selecionados foram simulados em três velocidades diferentes, e seus resultados apresentaram apenas 5,90% na maior diferença encontrada entre os ângulos experimentais e os previstos pela RNA. Dessa forma, a associação do uso de Rede Neurais Artificiais e Método de Monte Carlo garante com rapidez e precisão, a calibração de um modelo DEM mediante a identificação de um único conjunto de parâmetros de entrada.

  • RODRIGO RIBEIRO LIMA
  • INFLUÊNCIA DOS TRATAMENTOS TÉRMICOS PRÉ-DEFORMAÇÃO E PÓS-DEFORMAÇÃO NAS LIGAS “Al-6,0%Mg” E “Al-6,0%Mg-0,15%Ti”.

  • Data: 31/08/2020
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  • Este trabalho analisa as macroestruturas, microestruturas, gráficos “Tensão Real x Deformação Real”, fraturas, e o Efeito PLC (Portevin-Le Chatelier) nas amostras “Sem Tratamento Térmico (STT)”, e tratadas termicamente à “400o C/16h Pré-deformação”, “400o C/1h Pós-deformação” e “400o C/16h Pré-deformação + 1h Pós-deformação” em cada uma das ligas “Al-6,0%Mg” e “Al-6,0%Mg-0,15%Ti”. As ligas foram fundidas em molde de cobre e solidificadas por resfriamento brusco. Através do lingote foram obtidos corpos de prova por conformação plástica. A macrografia do lingote da liga Al-6,0%Mg como fundido é extremamente refinada e suas microestruturas indicam que todas as amostras são constituídas pela solução [α-Al]. As curvas “tensão x deformação” da liga Al-6,0%Mg com etapas de tratamento térmico após a deformação mostram comportamentos mais dúcteis e as razões L/W das microcavidades indicam formas prolatas em todas as suas amostras. Na liga Al-6,0%Mg as amostras STT e “400o C/16h Pré-deformação” possuem serrilhas do “Tipo C”, as amostras “400o C/1h Pós-deformação” e “400o C/16h Pré-deformação + 1h Pós-deformação” apresentaram serrilhas “Tipo A” e “Tipo B”. Na liga “Al-6,0%Mg-0,15%Ti” a macroestrutura é ainda mais refinada, todas as amostras provavelmente são constituídas pela solução [α-Al], as curvas “tensão x deformação” das amostras com etapas de tratamento térmico após a deformação também mostram-se mais dúcteis e suas razões L/W das microcavidades indicam formas prolatas. Na liga Al-6,0%Mg-0,15%Ti as amostras STT e “400o C/16h Pré-deformação” possuem serrilhas do “Tipo A” e “Tipo C”, a amostra “400o C/1h Pós-deformação” possui serrilhas do “Tipo B” e a “400o C/16h Pré-deformação + 1h Pós-deformação” apresenta serrilhas “Tipo A” e “Tipo B”.

  • CARLOS VINICIUS DE PAES SANTOS
  • Análise da Influência do Carregamento sobre o Desgaste e o Comportamento Microestrutural de um Trilho Perlítico.

  • Data: 26/08/2020
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  • Atualmente estudos relacionados ao desenvolvimento de tecnologias aplicada a ferrovias vem ganhando importância, pois o Brasil ainda não explora de modo satisfatório a total potencialidade desse modal de transporte. Os investimentos nessa área e o aumento da eficiência do sistema roda-trilho gerarão a eficácia logística que o país necessita para se tornar mais competitivo. O presente estudo busca caracterizar um trilho com matriz perlítica quanto ao seu espaçamento interlamelar, dureza, resistência ao desgaste e parâmetros de rugosidade. Diante disso, retirou-se pinos que foram cortados em incrementos de 5 mm a partir da superfície até uma profundidade de 20mm na direção transversal à laminação do trilho. Os pinos foram ensaiados sobre discos de aço AISI H13 com dureza de aproximadamente 600 HV. Em cada posição que se analisou a microestrutura se efetuou medições dos espaçamentos interlamelares com o intuito de verificar quais são as relações que a microestrutura possui com a distância e a dureza. A posição superficial foi submetida a ensaios de desgaste do tipo pino sob disco em quatro condições de carregamento e após o término desses ensaios as superfícies foram analisadas via MEV e EDS, além dos parâmetros de rugosidades em um perfilômetro óptico 3D. Percebeu-se que as distâncias interlamelares variam ao longo da direção estudada, contudo em termos de variação média não há diferenças significativas entre as posições 0 e 5mm e as 10 e 15mm. O espaçamento interlamelar possui uma relação de linearidade com a distância na direção transversal da laminação, ou seja, a dureza possui uma relação de linearidade com a raiz do reciproco do espaçamento interlamelar. A variação das condições de carregamento promoveu modificações nas propriedades relacionadas ao desgaste (dureza, perda de massa, taxa e coeficiente de desgaste), assim como nos parâmetros de rugosidade. A análise da superfície desgastada de todas as condições revelou que o desgaste foi do tipo oxidativo, ou seja, para as quatro condições de carregamento ocorreu a formação de óxidos.

  • MARCELLE YASMIN DIAS RIBEIRO
  • Análise Oxidativa do Biocombustível Obtido por Meio do Aproveitamento do Óleo de Fritura Usado, com Adição de Antioxidantes Naturais: Uma Fonte Alternativa de Energia para Comunidades Isoladas na Amazônia.

  • Data: 25/08/2020
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  • O biodiesel tem alta susceptibilidade à oxidação, deste modo apresenta uma estabilidade oxidativa relativamente baixa devido ter em sua composição, ácidos graxos insaturados. Assegurar a qualidade destes biocombustíveis é de suma importância, tanta para aumentar seu período de estocagem como para não acarretar danos ao motor, desta forma, torna-se fundamental o investimento em estudos que permitam reduzir o processo de degradação. O presente trabalho tem como objetivo produzir e testar antioxidantes naturais para estabilidade oxidativa do biodiesel. Para o planejamento da analise utilizou-se o delineamento experimental simplex-centroide, com duas repetições no ponto central, através do software Statistica V.10.0, para a retirada do extrato antioxidante, foram utilizados os frutos de açaí e fruto e casca de buriti. O biocombustível foi submetido ao teste de estabilidade oxidativa realizada de acordo com a Norma Europeia EN 14112 (Determinação da estabilidade oxidativa – teste de oxidação acelerada). Para tal análise utilizou-se o biodiesel bio-aditivado, mas concentrações de 1000, 2000 e 3000 ppm de cada extrato no biodiesel. O biocombustível adicionado de 3000ppm de extrato de buriti, apresentou um período de indução de 26,87h, 220,26% maior que o biodiesel B100. Observou-se no delineamento experimental que os antioxidantes empregados isoladamente ou em suas misturas binárias e ternárias, apresentaram um aumento na estabilidade oxidativa do biodiesel, obtendo período de indução superior a seis horas, a 110°C, estando desta maneira em acordo com as especificações estabelecidas pela norma EN 14112. Destaca-se a mistura binária do antioxidante de buriti (polpa) e buriti (casca) que apresentou um tempo de estocagem de 215,07 dias. A otimização da equação preditiva que representa o período de indução do biodiesel puro na presença do antioxidante natural, mostrou um valor máximo de 219,87 dias obtidos com a utilização de 33,33% de antioxidante de buriti (polpa) e 66,67% de buriti (casca).

  • THAIS SCARLLETY DE ALMEIDA ALMADA
  • Geração de Vapor a Partir da Queima do Bagaço de Malte de Cevada em Caldeira Flamotubular, Utilizada na Produção de Cerveja Artesanal.

  • Data: 24/08/2020
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  • O presente estudo teve por objetivo quantificar o vapor produzido a partir da queima do resíduo de malte e avaliar a viabilidade da utilização desse combustível como fonte energética na fabricação de cerveja, partindo de um estudo de caso em uma cervejaria localizada no município de Belém-PA que utiliza vapor gerado por caldeira alimentada por Gás liquefeito de petróleo (GLP). Para alcançar o objetivo, foi realizada a coleta de 0,5 kg de bagaço de maltes úmido, logo após a filtração do mosto. A biomassa foi resfriada a temperatura ambiente, embalada e encaminhada para o Laboratório de Caracterização de Biomassa (LACBIO), do departamento de Engenharia Mecânica, da Universidade Federal do Pará para a realização da secagem em estufa e da Análise Imediata. Após a secagem da biomassa coletada, foram armazenados 0,15 kg e enviados ao Instituto Tecnológico de Aeronáutica, a fim de realizar a análise do Poder Calorífico Superior (PCS) do malte. Além disso, foram propostos três regimes de trabalho envolvendo o uso da biomassa juntamente com o GLP. A cervejaria gera 14,7 toneladas de resíduos por ano, essa biomassa possui um teor de umidade relativamente alto (31%), o que torna imprescindível a secagem desse material para que possa ser usado como combustível para a produção de calor. Além disso, o teor de materiais voláteis se mostrou significativamente superior ao de outras biomassas comumente usadas para a produção de energia, como a casca de arroz e o bagaço de cana-de-açúcar. Em relação ao teor de cinzas, ele também se mostrou elevado se comparado ao da cana-de-açúcar e da castanha de babaçu. No que se refere a produção de energia térmica, a quantidade de bagaço de malte seco subproduzido pela cervejaria é capaz de suprir cerca de 60% do gasto energético na produção de cerveja. Após a análise dos três regimes de trabalho (RT) propostos, notou-se que RT1, RT2 e RT3 respeitam a quantidade de energia consumida pela fábrica, não ultrapassando o gasto anual de GLP. No entanto, apenas os regimes RT1 e RT2 concernem a quantidade de bagaço de malte seco produzido pela cervejaria. Além disso, RT1 propõem uma redução de 50% sobre os gastos com GLP, já o Regime de Trabalho 2 demonstra uma economia de R$ 21.219,16 ao ano.

  • MATEUS FORTES CARVALHO
  • Análise de Tensões Residuais em Trilhos Geradas no Processo de Straightening.

  • Data: 20/08/2020
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  • O processo de fabricação de trilhos se divide em três etapas principais: laminação a quente, resfriamento e straightening. Este último pode ser entendido como um “desentortamento” e é responsável por gerar as maiores tensões residuais no trilho. O padrão de tensões residuais longitudinais em um trilho novo é semelhante a um C, com tração no boleto e patim e compressão na alma. O processo de straightening é complexo, pois envolve carregamentos cíclicos em uma geometria não trivial, o que torna sua simulação numérica não trivial. Neste trabalho desenvolveu-se uma metodologia nova, utilizando uma modelagem quase-estética. A simulação foi dividida em milhares de subpassos, cada um sendo a simulação de um instante específico da passagem do trilho pelos rolos. Essa metodologia possibilitou que a simulação fosse realizada em muito menos tempo do que nas primeiras tentativas com ferramentas usuais de simulação dinâmica. Além disso, os resultados obtidos se mostraram tanto qualitativamente, quanto quantitativamente, semelhantes aos resultados obtidos pelos estudos da literatura que utilizaram modelagem dinâmica. Foram escolhidos três parâmetros dentro do processo para serem variados aleatoriamente de modo a se obter uma gama variada de resultados: o limite de escoamento, o módulo tangente e a curvatura inicial do trilho. Dezesseis casos foram simulados e os resultados obtidos mostraram que mesmo variando os parâmetros, o padrão em C se manteve na maioria dos casos. As tensões residuais normais longitudinais apresentaram magnitude bem maior do que as transversais, como também era esperado. Uma análise preliminar de sensibilidade mostrou que o limite de escoamento afeta mais o estado final de tensões residuais que a curvatura do trilho. Ademais, os resultados obtidos por meio das dezesseis simulações serviram de base para a criação de uma ferramenta de modelagem estatística que torna possível a predição de tensões residuais a partir de parâmetros iniciais determinados, dentro de um certo limite de incerteza. Tal ferramenta confirmou que os parâmetros que mais influenciam no estado final de tensões residuais são, nesta ordem: limite de escoamento, módulo tangente e curvatura. Essa é uma informação importante, pois as curvaturas com as quais os trilhos entram s ̃ao a informação mais difícil de ser obtida na prática. Tanto a metodologia de simulação estabelecida, quanto a ferramenta de análise estatística utilizando processo gaussiano podem ser muito úteis em avaliações de vida à fadiga de trilhos, que precisam do estado de tensões residuais iniciais para serem mais confiáveis.

  • RODRIGO CAVALCANTI RIBEIRO LIMA
  • Análise Numérica CFD da Combustão de Biomassa Torrada e IN NATURA em Fornalha Ciclônica com Parede D'Água

  • Data: 17/06/2020
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  • O uso da biomassa como fonte de energia tem obtido cada vez mais relevância na busca por diversificar a matriz energética mundial. Entre as dificuldades encontradas no uso da biomassa sólida em escalas maiores está a não uniformidade de sua composição química, teor de umidade, formato e tamanho, o que limita o dimensionamento de equipamentos que promovam a conversão da energia. Métodos de beneficiamento como a torrefação trazem grandes benefícios pois podem promover uma densificação energética do combustível e uma maior uniformidade de suas características, além de tornar a biomassa mais resistente a degradações naturais e a absorção de umidade. E possibilitar a redução de sua granulometria com menor consumo de energia. Esta proposta de dissertação de mestrado tem como objetivo principal comparar o desempenho da combustão da Cupiúba in natura e a Cupiúba torrada, e analisar o impacto da parede d’água na reação de combustão em um combustor ciclônico. Para tal, realiza uma análise numérica com o uso do método dos volumes finitos, utilizando o pacote comercial ANSYS FLUENT. As simulações computacionais demonstram que, devido à maior liberação de calor da reação com biomassa torrada, este escoamento apresenta temperaturas mais elevadas, que gera impacto em todas as etapas da reação de combustão, acelerando-as, resultando em menor comprimento de chama. A formação de NOx, nestes casos, também foi mais elevada, onde o mecanismo de formação termal foi preponderante. Ao avaliar a parede d’água, observou-se uma redução significativa das temperaturas ao longo do escoamento, sobretudo para o caso com Cupiúba torrada, e, consequentemente, uma queda acentuada na formação de NOx.

  • LUCAS FEITOZA GONCALVES MACHADO
  • O Processo de Secagem de Biomassas com Análise Termogravimétrica sob Condição não Isotérmica.

  • Data: 09/04/2020
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  • Do ponto de vista energético biomassa é toda matéria orgânica de origem animal ou vegetal, que pode ser utilizada na produção de energia. A biomassa a ser utilizada como combustível, normalmente não pode ser utilizada na forma em que se encontra disponível, necessitando de algum tratamento para seu uso eficaz, sendo a secagem um tratamento fundamental. Este trabalho apresenta um estudo da cinética da secagem do angelim vermelho, marupá, tatajuba e timborana por meio da análise termogravimétrica (TG) a partir de modelos semiteóricos em condição não isotérmica. Quatro modelos semiteóricos foram propostos para o estudo: Newton, Page, Henderson-Pabis e logarítmico. Fatores estatísticos avaliaram os ajustes dos modelos, e os modelo Logarítmico e de Page foram considerados os melhores para descrever a secagem não isotérmica. Os valores da energia de ativação variaram de 20,95 a 38,16 kJ/mol para a secagem não isotérmica das biomassas.

  • BRUNO MAUES FARIAS
  • Investigação Cinética da Pirólise de Biomassas Amazônicas por Termogravimetria.

  • Data: 12/03/2020
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  • A energia presente na biomassa pode ser convertida em combustíveis líquidos, sólidos e gasosos. Os resíduos agrícolas e florestais (considerados como biomassa) armazenam energia considerável para ser aproveitada. O Brasil por apresentar grandes dimensões cultiváveis, florestas, solo e condições climáticas adequadas afigura-se como um dos maiores fornecedores de matérias primas para a produção de bioenergia, ou seja, os resíduos gerados durante o processo de produção agrícola e beneficiamento de madeira podem ser utilizados para geração de energia, podendo ser utilizados tanto in natura ou em carvão vegetal, produto da carbonização de materiais lignocelulósicos. Este trabalho teve como objetivo caracterizar o comportamento térmico e realizar o estudo cinético da pirólise de biomassas amazônicas através de uma série de ensaios de análise imediata e termogravimétrica em atmosfera de nitrogênio em diversas taxas de aquecimento: 5, 10, 20 e 30 °C/min. As curvas termogravimétricas foram submetidas à avaliação cinética por métodos dinâmicos. É verificado que o processo de pirólise nas amostras analisadas pode ser dividido em três etapas: remoção da água, pirólise ativa e pirolise passiva. Em cada estágio, a energia de ativação e o fator pré-exponencial variam com a conversão de massa para os modelos cinéticos considerados. Os valores foram determinados pelos métodos: Kissinger, Kissinger-Akahira-Sunose (KAS), Flynn-Wall-Ozawa (FWO) e Friedman. O processo de desvolatização foi matematicamente descrito por uma reação de primeria ordem.

  • FRANCISCO MACHADO DE ASSIS BENTES NETO
  • Soldagem GMAW – P com SWITCHBACK e Adição de Arame Frio Aplicada à Manufatura Aditiva do Alumínio.

  • Data: 06/03/2020
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  • A manufatura aditiva é um processo de fabricação que consiste na deposição de múltiplas camadas de material, a partir de um modelo tridimensional. Este processo possibilita a criação de peças de pequeno e grande porte, com geometrias complexas e que, frequentemente, não seriam possíveis por processos de manufatura subtrativa convencionais, com aplicações nos setores aeroespaciais, aeronáuticos, navais entre outros. A manufatura aditiva de materiais metálicos normalmente é realizada através de processos de soldagem, neste contexto, destaca-se o processo de soldagem GMAW, pois possibilita a fabricação de peças de grande porte, com elevada taxa de deposição, além de apresentar custo relativamente baixo. Apesar destas vantagens, muitas dificuldades ainda devem ser superadas para viabilizar a fabricação de componentes através da manufatura aditiva com arco elétrico. Sendo assim, este trabalho aborda a soldagem GMAW-P com a técnica switchback e com adição de arame frio, aplicados à manufatura aditiva do alumínio. Foram realizados testes em simples deposição utilizando o arame ER5356 para explorar os parâmetros de soldagem e das referidas técnicas derivativas. Os resultados desta etapa mostraram que melhor acabamento superficial e menor incidência de defeitos (trincas, poros e falta de fusão) foram obtidas para condições de baixa amplitude de tecimento para as soldas com switchback, e para alimentação de arame frio de até 50% da velocidade de alimentação do arame eletrodo. Por fim, foram confeccionadas paredes com os melhores resultados da etapa anterior, os resultados mostraram que as paredes depositadas com adição de arame frio apresentaram maior altura por passe, menor quantidade de poros e microdureza ligeiramente mais elevada. Por outro lado, as paredes com switchback apresentaram melhor acabamento superficial.

  • RUAN DE SOUZA RIBEIRO
  • Estudo de partida de turbinas eólicas de pequeno porte.

  • Data: 28/02/2020
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  • Turbinas eólicas de pequeno porte apresentam um significante atrito na partida do trem de potência. O atrito apresenta várias características não lineares que dificultam a sua modelagem e também características dinâmicas que precisam ser analisadas para descrever os seus efeitos. Este trabalho apresenta uma nova abordagem de partida de turbinas eólicas de pequeno porte. Um modelo matemático é desenvolvido para o cálculo do torque de atrito do trem de potência considerando dois rolamentos do tipo esfera de uma carreira no eixo da turbina, onde o comportamento estático e dinâmico do atrito é avaliado pelo modelo de deslizamento de Maxwell generalizado. A abordagem matemática é comparada com dados experimentais de pequenas turbinas eólicas disponíveis na literatura. Os resultados mostram que o modelo proposto é uma generalização do efeito Stribeck aplicável a ambos os regimes, transiente e estacionário, demonstrando boa concordância com os experimentos.

  • ERICK OLIVEIRA DO NASCIMENTO
  • Avaliação da Performance de uma Pico Turbina Indalma Utilizando Dinâmica dos Fluidos Computacional.


  • Data: 28/02/2020
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  • A aplicação de turbinas hidráulicas para pequenas alturas de queda tem recebido recentemente maior atenção, pois, tais turbinas apresentam a possibilidade de se obter um bom desempenho. No Brasil, a energia elétrica é altamente dependente da geração hidrelétrica devido a abundante disponibilidade hídrica e o baixo custo a longo prazo. Para geração em menores escalas, as turbinas convencionais como Kaplan, Pelton e Francis, geralmente não apresentam rendimento satisfatório em baixas quedas ou possuem alto custo de implantação. Desta forma, surgem alternativas para a utilização de pequenos aproveitamentos hidroenergéticos, sendo uma delas a turbina Indalma que foi inventada e construída na região oriental da Amazônia que opera em desnível mínimo de 4 metros. O diferencial desta turbina está no formato das pás e na forma da caixa espiral, tendo sua eficiência comprovada pelo Centro Nacional de Referência em Pequenas Centrais Hidrelétricas. Como o projeto desta turbina foi realizado quase empiricamente, é necessário um estudo aprofundado dos campos de pressão e velocidade e de fenômenos que comumente ocorrem em turbinas hidráulicas. Desta forma, este trabalho apresenta a modelagem numérica empregando a Dinâmica dos Fluidos Computacional através do programa Ansys CFX para a simulação de uma pico turbina Indalma. Os resultados obtidos mostram que em baixas quedas esta turbina possui eficiência semelhante aos rendimentos que as turbinas convencionais alcançam apenas em altas alturas de queda, além disto, não apresentou indicativos de cavitação. Portanto, foi possível identificar que pico turbina Indalma é uma alternativa viável para pequenos aproveitamentos hidroenergéticos.

  • ELCILANE ARAÚJO DE FREITAS
  • Estudo Numérico do Controle de Vazão em Uma Válvula Borboleta Aplicada à Turbina Indalma.


  • Data: 27/02/2020
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  • Este trabalho tem como objetivo realizar um estudo numérico utilizando a Dinâmica dos Fluidos Computacional para uma pequena turbina hidráulica usada na eletrificação rural de comunidades isoladas na Amazônia. A análise consiste em localizar regiões de perda, a partir da obtenção dos perfis de pressão e velocidade dada uma variação de abertura de uma válvula borboleta e analisar o impacto dessa variação no escoamento, comparando também as perdas entre uma válvula borboleta em um tubo reto e a válvula borboleta na voluta da turbina em estudo. Até o momento, nenhuma simulação em CFD foi realizada incluindo a válvula na turbina. A sugestão do estudo de perda quantitativa visa melhorar o desempenho da turbina em seu modo de operação. O controle da taxa de abertura da válvula permite configurar a turbina para operação no ponto ideal, pois esse tipo de turbina possui um sistema muito robusto e somente controle manual. Os ângulos utilizados nas simulações foram os considerados pela literatura existente como os mais comuns na operação real. Uma análise desses efeitos também é considerada na interface de saída da voluta, onde imediatamente se acopla o rotor. Será visto que a válvula causa uma perturbação severa na homogeneidade do escoamento na região de entrada do rotor. Os resultados mostram que a simulação numérica do escoamento permite prever os fenômenos físicos envolvidos no caso e na quantificação de perdas no sistema devido à válvula, além de apontar possíveis causas de problemas que prejudiquem o funcionamento adequado da turbina.

  • GIORDANE JORGE ANTUNES JUNIOR
  • Análise computacional do vórtice de trança em uma turbina hidráulica da hidrelétrica de Tucuruí.

  • Data: 21/02/2020
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  • Existe um enorme potencial hidráulico nos rios Amazônicos, onde é gerada grande parte da energia disponível para a maior parte do Brasil. Uma das usinas hidrelétricas mais importantes da região é a barragem de Tucuruí, que pode produzir 8,37 MW através de turbinas Francis. Este tipo de turbina geralmente apresenta problemas hidrodinâmicos devido à formação de tranças de vórtice, que podem induzir vibrações e reduzir a vida operacional da máquina. O presente trabalho concentra-se em um estudo computacional para determinação da frequência das flutuações de pressão em uma unidade de geração hidráulica da usina hidrelétrica de Tucuruí. Uma técnica numérica é aplicada para modelar o escoamento turbulento em toda unidade de geração hidráulica em regime transiente, utilizando o método dos volumes finitos para a análise dos campos de velocidade e pressão em todo o hidrogerador. Uma análise tridimensional turbulenta é realizada para caracterizar as flutuações de pressão na saída do rotor. A estrutura do vórtice de trança formada na saída do rotor é investigada para avaliar os fenômenos hidrodinâmicos provenientes da operação da máquina. As pulsações de pressão em baixa frequência são causadas pela movimentação do vórtice de trança na saída do rotor, onde a dinâmica de propagação do vórtice caracteriza as condições de operação da turbina. Este estudo mostra a importância da análise do vórtice de trança através das variações do contexto operacional da turbina. As comparações com dados de campo mostram a eficiência e validade da modelagem numérica, demonstrando boa concordância.

  • SAMMY NASCIMENTO POMPEU
  • Curvas TRC de Aços de Trilhos Ferroviários: Dilatometria, Microestrutura e Microdureza.

  • Data: 21/02/2020
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  • Os trilhos são um dos elementos principais de uma ferrovia, o qual, suporta toda a carga dos veículos através do contato roda-trilho, submetendo o material a condições críticas de operação. Durante o processo de união dos trilhos, na construção das vias, realizado principalmente pela soldagem por centelhamento (Flash Butt Welding - FBW), ocorrem alterações estruturais e mecânicas decorrentes dos ciclos térmicos do processo, denominada de Zona Afetada pelo Calor (ZAC), por conta disso, tratamentos térmicos têm sido utilizados a fim de melhorar as propriedades dessa região. No entanto, as informações necessárias para a realização adequada do ciclo térmico para tratamento de cada trilho, após o processo de soldagem, contidas em diagramas de transformação de fases por resfriamento contínuo (TRC), ainda são restritas. Este trabalho tem como objetivo fornecer subsídios necessários para melhorar os tratamentos térmicos, visando a melhor compreensão entre decomposição, microestrutura e propriedade dos aços perlíticos usados na fabricação de trilhos ferroviários, através de diagramas de transformação por resfriamento contínuo obtidos por ensaios de dilatometria, caracterização microestrutural e microdureza. Os resultados mostraram que a técnica dilatométrica com o auxílio da metalografia e microdureza, forneceram dados suficientes para propor o melhor ciclo térmico e obter uma microestrutura perlítica e dureza similar ao do metal de base (MB).

  • KELVIN ALVES PINHEIRO
  • Efeito de torques dissipativos dos mancais no comportamento dinâmico de turbinas eólicas H - Darrieus.

  • Data: 20/02/2020
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  • Nos últimos anos, o estudo sobre turbinas eólicas para geração de eletricidade alcançou avanços significativos no desenvolvimento de novas formulações, metodologias de análise ou até no aumento da eficiência. O crescimento do uso de tecnologias eólicas deriva de dois fatos principais: (i) no uso de fontes de energia renováveis e (ii) como uma solução alternativa, atraente para o potencial global existente. Assim, as turbinas eólicas de eixo vertical (VAWT) apresentam, entre outras vantagens, a possibilidade de maiores eficiências em baixas velocidades de ponta pá, principalmente em comparação com as de eixo horizontal, além da possibilidade de receber fluxo de qualquer direção sem a necessidade de sistema de guinada. Como desvantagens, os VAWTs apresentam dificuldade na partida sendo ainda mais perceptível em pequenas turbinas eólicas, pois a resistência do trem de potência é relevante. Nesse sentido, este trabalho tem como objetivo estudar o efeito de torques dissipativos no comportamento dinâmico de uma turbina eólica H - Darrieus. Uma abordagem que adiciona torques de resistência ao rolamento e proposta, considerando sua influência na velocidade de rotação final do rotor da turbina. O método proposto é baseado na segunda lei de Newton, com o torque gerado pela turbina e as forças atuantes nos mancais fornecidas pelo modelo duplo múltiplo tubo de corrente. Os torques dissipativos dos rolamentos são calculados usando as metodologias propostas por Palmgren e SKF. Uma correção dessas metodologias, considerando o efeito Stribeck, também é implementada. Os resultados do modelo são comparados com os dados da literatura, mostrando-se consistentes.

  • MARLO OLIVEIRA COSTA
  • Solidificação horizontal de uma Liga Ternária Duralumínio AlCuSi: Análise térmica, microestrutura e microdureza.

  • Data: 20/02/2020
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  • As ligas Al-Cu, conhecidas como ligas da série 2XXX (trabalhadas) e 2XX.X (fundidas) na classificação da Aluminum Association, contém de 2% a 5% de Cu e, por serem tratadas termicamente, são amplamente empregadas na fabricação de componentes das indústrias aeronáutica e automotiva, tais como bordos de ataque de aeronaves, peças estruturais, cilindros, pistões e blocos para motores. A utilização destas ligas está diretamente relacionada às características que o cobre confere ao alumínio como, por exemplo, o aumento da resistência mecânica, aumento da tenacidade à fratura, elevação da dureza e melhoria da usinabilidade. A adição de Si nessas ligas melhora a sua resistência à corrosão. Nesse sentido, experimentos de solidificação horizontal foram desenvolvidos para investigar a influência de parâmetros térmicos na microestrutura e microdureza (HV) da liga Al-3%Cu-2%Si. Uma ampla faixa de velocidade de crescimento e taxa de resfriamento (VL e TR, respectivamente) foi obtida por meio de um dispositivo de solidificação horizontal refrigerado à água. A fim de avaliar os efeitos de VL e TR na microestrutura de solidificação, amostras do lingote, preparadas em posições a partir da interface de transferência de calor, foram caracterizadas por microscopias óptica e eletrônica de varredura (MO e MEV, respectivamente). A microestrutura resultante foi caracterizada e quantificada pelos espaçamentos dendríticos primários, secundários e terciários (λ1, λ2 e λ3). Os resultados obtidos mostraram que a microestrutura de solidificação é constituída por uma fase primária dendríttica rica em Al (Al-α) e por uma mistura eutética interdendrítica composta pelas seguintes segundas fases: partículas de Si + compostos intermetálicos Al2Cu e Fe. Uma análise da resistência mecânica da liga investigada foi realizada por meio de testes de HV no centro das dendritas e em regiões interdendríticas, seguindo padrões técnicos. Uma associação matemática entre os parâmetros térmicos, microestruturais e microduraza foi elaborada, observando-se valores mais altos de HV na mistura eutética devido à distribuição, tamanho e morfologia das segundas fases que constituem a mistura eutética. Finalmente, uma análise comparativa com outros trabalhos da literatura também foi conduzida.

  • GIANFRANCO DE MELLO STIEVEN
  • Inferência por métodos inversos de um modelo de resistência de contato acoplado ao fenômeno de solidificação metálica.

  • Data: 19/02/2020
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  • Problemas de interface são comumente encontrados nas mais diversas áreas da engenharia, os quais apresentam complexa aferição experimental e modelagem matemática. Dentre estes problemas encontra-se, nos processos de fundição, a interface que separa o metal fundido do molde. Nestes, esta interface se apresenta como um parâmetro relevante para determinar a troca térmica entre o fluxo refrigerante e o sistema metálico líquido. Como a extração de calor está intimamente ligada à metalurgia física e mecânica de fundidos, o conhecimento do comportamento térmico desta interface contribui fortemente para a otimização deste processo de fabricação a fim de evitar defeitos de fundição e prever a transição colunar-equiaxial. Contudo, mesmo com diversas proposições de modelos para representar esta interface, não é aparente uma modelagem físico-matemática robusta que a represente. Além disso, não é consenso a presença de um modelo geral que represente satisfatoriamente esta interface. Desta forma, qualquer predição numérica das propriedades mecânicas e metalúrgicas do fundido pode ser questionada por não haver consenso sobre a relevância e/ou qualidade do modelo de resistência de contato implementado. Visto esta problemática, a pesquisa em questão tem como principal foco a inferência, pelo método de Aproximação Bayesiana Computacional (ABC), de um modelo de coeficiente de transferência de calor interfacial, dentre diversos modelos apresentados na literatura e propostos neste trabalho, para representar a resistência térmica interfacial no processo de fundição em molde permanente metálico unidirecional vertical ascendente. Para isso, a equação da energia foi discretizada pelo Método de Volumes Finitos, agregando condições de transformação de fases e difusão de retorno. Após, um método metaheurístico foi definido para localizar a priori mais adequada dos parâmetros dos modelos de interface para implementação do método ABC. Observou-se, pelo coeficiente de sensibilidade reduzido, que a distribuição de temperatura do lingote é bastante sensível a todos os parâmetros dos modelos propostos por essa pesquisa. A partir dos resultados advindos pelo método ABC e por otimização metaheurística, infere-se que o modelo proposto por esta pesquisa, de caráter exponencial e variante com a difusividade da liga, é o mais provável para representar o comportamento da resistência de contato na região hipoeutética do sistema Al-Si em solidificação direcional vertical ascendente. Contudo, faz-se necessário um levantamento estatístico dos experimentos a fim de estimar, com maior rigor, o comportamento térmico do fenômeno para que, assim, se assegure uma resposta coerente para o modelo de interface estudado nesta pesquisa. 

  • IZABELA VAZ DOS SANTOS
  • Hidrodinâmica de escoamento pistonado vertical ascendente em líquido estagnado.

  • Data: 14/02/2020
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  • Um estudo experimental e numérico da hidrodinâmica de escoamentos pistonados verticais do tipo ar-água em líquido estagnado é apresentado. Na parte experimental, consideramos uma técnica de filmagem rápido para analisar uma única bolha ascendendo em água estagnada sob escoamento laminar dentro de um tubo circular. Os parâmetros de escoamento obtidos incluem a velocidade de ascensão, o comprimento da bolha e a espessura do filme líquido para diferentes volumes de entrada de ar. Na parte numérica, usamos um modelo de campo de fase que combina as equações de Navier-Stokes e Cahn-Hilliard. Este modelo é aplicado para simular escoamentos com as mesmas características dos experimentais. Além disso, consideramos características do escoamento que não são facilmente obtidas em abordagens experimentais. Devido à considerável falta de dados disponíveis para características de escoamentos com altos valores de Nf, realizamos simulações para avaliar Nf maior que 1500. Apresentamos resultados para a vorticidade da esteira turbulenta e perturbação causada pela tensão de cisalhamento na parede da tubulação.

  • DAVI CAVALCANTE DE OLIVEIRA
  • Estudo de uma Turbina a Vapor Aplicada a Pequenas Gerações de Energia Elétrica.

  • Data: 28/01/2020
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  • Na Amazônia, a produção de energia é muito importante devido ao grande número de comunidades isoladas, geralmente distantes da rede convencional. Nesse contexto, a turbina a vapor é uma tecnologia relevante a ser utilizada na região, uma vez que a biomassa residual é realmente grande. Atualmente, não há estudos relevantes para pequenas turbinas a vapor operando a baixa pressão, condicionadas às condições da região amazônica. Portanto, o objetivo deste trabalho é desenvolver um estudo experimental de uma turbina a vapor de pequeno porte aplicada a uma pequena demanda de energia, normalmente encontrada na Amazônia. Este estudo desenvolveu medições sobre o comportamento das potências mecânicas e elétricas em relação à velocidade de rotação de eixo de uma pequena turbina a vapor, para pressões de 0,1, 0,2 e 0,3 MPa. O trabalho permite a análise do consumo elétrico específico do sistema a vapor. Concluí-se que, o levantamento experimental deste trabalho demonstra um bom comportamento da turbina a vapor, sendo importante para gerar eletricidade em comunidades isoladas na Amazônia.

2019
Descrição
  • BRUNA NORAT BEZERRA
  • Análise numérica da evolução microestrutural durante a solidificação transiente de ligas diluídas do sistema Al-Cu-Si.

  • Data: 18/12/2019
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  • A solidificação de metais e as estruturas obtidas nesse processo, conhecidas como estruturas planares, celulares e dendríticas, são importantes do ponto de vista prático, uma vez que influenciam fortemente as propriedades dos produtos. Em muitas situações práticas é inviável a determinação de uma solução analítica para o tratamento dos processos de solidificação através de métodos tradicionais. O método de Campo de Fases tem se tornado muito popular e eficaz no modelamento de interfaces sólido/líquido complexas, devido à sua capacidade de simular a cinética da interface e a formação da morfologia gerada no processo de solidificação. Este trabalho resultou em análise numérica da evolução microestrutural durante a solidificação transiente de ligas diluídas do sistema Al-Cu-Si, utilizando um modelo de Campo de Fases para a simulação de ligas ternárias acopladas ou não a equação de energia. Resolveram-se numericamente as equações de Campo de Fases, Energia e Concentrações de Soluto para o sistema ternário em questão, variando os parâmetros de malha, temperatura e composição da liga. As análises realizadas foram confrontadas com a teoria e os resultados obtidos foram extremamente promissores.

  • DANYELLA CRYSTYANE SILVA CARDOSO
  • INFLUÊNCIA DOS NANOTUBOS DE CARBONO NA MATRIZ DE AÇO AISI 304L INCORPORADOS ATRAVÉS DE SOLDAGEM A ARCO ELÉTRICO.

  • Data: 13/12/2019
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  • O uso de revestimentos com alta resistência ao desgaste é amplamente estudado como solução para o problema de cavitação em turbinas hidráulicas, sendo os de melhor desempenho as ligas a base de cobalto, porém esses materiais possuem alto custo de fabricação e manutenção. Por outro lado, as excelentes propriedades mecânicas, elétricas e estruturais dos Nanotubos de Carbono (NTC) conferem a ele grande potencial de reforço em materiais compósitos. O presente trabalho pretende fabricar um revestimento nanoestruturado formado com nanotubos de carbono de paredes múltiplas e aço inoxidável AISI 304L, e avaliar suas modificações microestruturais e propriedades mecânicas. Os NTC foram tratados com peróxido de hidrogênio e caracterizados por meio de DRX, Espectroscopia Raman e MEV. Confeccionaram-se varetas tubulares com fluxo interno nanoestruturado. O processo de soldagem usado para a fabricação dos revestimentos foi o P-GTAW. As caraterísticas microestruturais foram avaliadas via MO, DRX, MEV, EDS e EBSD. A resistência à erosão por cavitação dos materiais foi determinada segundo a norma ASTM G32 e a microdureza através do ensaio Vickers. Após a incorporação de NTC o nanomaterial apresentou variações microestruturais com a formação de microcontituinte interdendrítico altamente composto de cromo, além da redução do tamanho de grão cerca de 47%. Os resultados mostram que as propriedades mecânicas do nanocompósito AISI 304L/NTC incrementaram-se, com aumento de microdureza superficial em torno de 45%. O nanomaterial exibiu excelente resistência à erosão por cavitação com redução de perda de massa acumulada em torno de 67% em comparação ao revestimento AISI 304L.

  • DIEGO JORGE ALVES BORGES
  • ESTUDO DOS EFEITOS DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE FLUXO NANOESTRUTURADO EM SOLDAGENS P-GTAW.

  • Data: 13/12/2019
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  • Este trabalho visa estabelecer a melhor rota para fabricação de um pó nanoestruturado composto de 5% em peso de Nanotubos de Carbono de Paredes Múltiplas e pó de aço inoxidável 304L para posterior inserção como fluxo para a manufatura de uma junta soldada através do processo de Soldagem a arco com eletrodo de Tungstênio e Proteção Gasosa (GTAW, em inglês) pulsado, utilizando os processos de Síntese Mecânica e Tratamento Químico com peróxido para a dispersão dos nanotubos na matriz metálica. Para o primeiro, a mistura foi colocada num moinho de bolas em uma taxa de bolas-pó de 30:1, sendo rotacionado a 200 rpm durante 60 min; no segundo, uma solução de 30% de Peróxido de Hidrogênio foi adicionada à mistura por 10 min em um ultrassonicador. As misturas foram então submetidas à temperatura de 350 oC por 1h para a remoção de carbonos amorfos, e então caracterizadas por Difração de Raio-X, Espectroscopia Raman e Microscopia Eletrônica. Os compósitos nanoestruturados foram então inseridos como fluxo em varetas também de AISI 304L para realizar um processo de P-GTAW. A microestrutura das juntas soldadas foi analisada à partir de imagens de Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) e Microscopia Ótica, dos elementos de liga pelo método de Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), e caracterização mecânica por microdureza Vickers. Os resultados indicaram que a rota de Tratamento Químico proporcionou um menor grau de carbonos amorfos e melhor dispersão na matriz metálica, além de um aumento de mais de 20% em média de dureza na seção transversal da junta soldada em relação à amostra controle e refino considerável de grão dentre os espécimes analisados, o que qualifica o método de metalurgia do pó seguido de tratamento químico em ultrassom como a mais indicada por aliar menor tempo de preparação de amostra com melhores resultados de resistência à dureza.

  • MAILTHON RITTER GIL
  • Soldas dissímilares de uma superliga de Níquel depositadas pelo processo GMAW com SWITCHBACH.

  • Data: 12/12/2019
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  • O presente trabalho buscou estudar a soldagem de amanteigamento empregando o uso da técnica de oscilação longitudinal da tocha de soldagem, no sentido do cordão, chamada de Switchback. A técnica switchback consiste no movimento controlado de avanço e reversão da tocha enquanto a solda está sendo executada, onde é possível controlar a amplitude e frequência do movimento ao longo do processo. Pesquisas apontam que é possível controlar a solidificação da poça de fusão e os aspectos geométricos do cordão, mesmo aumentando a velocidade limite de soldagem onde os parâmetros operacionais da técnica inferem no aumento de produtividade no processo de união metálica. A soldagem de amanteigamento é muito empregada no preparo de superfícies de aços alta resistência e baixa liga (ARBL na sigla em inglês BLAR), pois o aporte térmico da solda causa a formação de fases frágeis na microestrutura da ZAC, como a martensita, então o controle da microestrutura nessa região necessita de cuidados especiais no preparo do bisel antes da união com outro metal dissimilar. Para este estudo foram utilizados uma fonte eletrônica modelo IMC INVERSAL 600, uma liga de níquel do tipo Hastelloy C-276 (ER NiCrMo-4) como metal de adição e um aço BLAR ASTM A182 F22 (2,25Cr-1Mo) como metal de base, o Ar-25%He, StarGold Navy, foi o gás de proteção utilizado, e o processo MIG/MAG (GMAW) automatizado. O trabalho foi dividido em duas etapas. Na primeira, onde soldas de passe em simples deposição com corrente convencional e corrente pulsada foram estudados e os critérios para seleção e comparação dos parâmetros foram obtidos, tanto em deslocamento convencional como utilizando a técnica switchback. Na segunda etapa foram confeccionadas as soldas de amanteigamento de Bisel empregando os melhores pacotes de parâmetros obtidos pelo método estatístico de Higuchi, afim de diminuir as descontinuidades da ZPM e controlar a morfologia dos grãos na ZAC. As primeiras caracterizações das peças soldadas em simples deposição mostraram uma diminuição da extensão da ZPM além da redução de descontinuidades na interface MS/MB, e uma redução da dureza na ZAC-GG quando utilizamos a técnica switchback tanto em corrente contínua como em corrente pulsada. Na soldagem de amanteigamento observou-se que extensão da ZPM foi significativamente reduzida e menos descontinuidades foram encontradas quando empregada a técnica, porém com a alta velocidade de soldagem no avanço do arco dificultou a deposição homogênea do MS na soldagem interpasse, isso foi provocado pelo desvio de arco elétrico, que foi corrigido.

  • ANTONILSON OLIVEIRA DA CONCEICAO
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    Efeito do Aumento do Teor de Oxigênio na Combustão de Motores de Ignição por Compressão.

  • Data: 29/11/2019
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  • Na região Norte do Brasil grande parte da energia elétrica é obtida a partir de derivados do petróleo, por meio da queima desses combustíveis em motores de combustão interna (MCI). Esses sistemas de geração de energia são denominados de Usinas Termelétricas (UTE). Entretanto a produção de energia elétrica pelas UTE’s possui um custo elevado de produção, que está diretamente relacionado ao consumo específico dos motores de combustão interna. Uma alternativa que atualmente vem sendo utilizada para melhorar a eficiência dos MCI é a combustão enriquecida com O2 (CEO), que consiste em injetar O2 “puro” no pleno de admissão dos motores, o seu efeito é obter uma combustão mais completa, com o intuito de reduzir o consumo específico de combustível, aumentar a potência produzida e reduzir os níveis de emissões como: CO, HC e Fuligem. A metodologia utilizada neste trabalho foi injetar O2 no pleno de admissão de grupo gerador diesel, com potência nominal de 20 kVA, na faixa de 0 a 40% da vazão mássica de O2 consumida pelo motor na rotação de 1800 rpm, utilizando como combustível biodiesel comercial (B8), aplicando cargas no grupo gerador de 50, 70 e 100%. O objetivo principal é avaliar os efeitos da CEO nos motores diesel, monitorando parâmetros como: temperaturas, eficiência térmica, consumo específico e emissões, a fim de checar a viabilidade de sua utilização e os possíveis ganhos para a geração de energia elétrica nas UTE’s.

  • DENIS MELO ROCHA
  • Desenvolvimento de software para análise dinâmica de turbinas eólicas e hidrocinéticas para fins de ensino e pesquisa.

  • Data: 28/11/2019
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  • Este trabalho descreve um código computacional para análise dinâmica de turbinas eólicas e hidrocinéticas de eixo horizontal usando o software MATLAB. A modelagem inclui os aspectos aerodinâmicos (ou hidrodinâmicos) do rotor da turbina acoplado ao comportamento dinâmico do seu trem de potência, que inclui os efeitos da transmissão mecânica e do gerador elétrico. Os momentos de inércia de massa de todos os componentes da turbina são considerados, assim como, o torque do rotor, o torque dissipativo por atrito e o torque do gerador. A interface com o usuário possui uma faixa de opções que inclui a análise do modelo do rotor, do trem de potência e dos resultados da simulação, nas quais os torques e os momentos de inércia podem ter suas expressões matemáticas modificadas de acordo com diferentes abordagens encontradas na literatura, assim como, novos modelos podem ser avaliados. Para verificar a precisão do programa, um estudo de caso da literatura foi usado e os resultados para rotação e torque da turbina mostraram excelente concordância com os resultados originais.

  • MARIA ELIZABETH MAUES DOS SANTOS
  • REGENERAÇÃO DE SÍLICA BIOGÊNICA A PARTIR DE MESOCARPO DE AÇAÍ (Euterpe oleracea Mart.)

  • Orientador : CARMEN GILDA BARROSO TAVARES DIAS
  • Data: 04/11/2019
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  • Sílica biogênica obtida através de métodos economicamente viáveis e de fontes renováveis é um estudo ainda recente, mas que já demonstra grande potencial de aplicação em diferentes áreas, a destacar a biomédica. Atualmente, são obtidas a partir de frações de vegetais geradas durante o processamento industrial, como: casca de arroz, casca de abacaxi, bagaço de cana-de-açúcar e semente de babaçu. Neste trabalho, foram regeneradas e caracterizadas a partir de açaí (Euterpe oleracea Mart.), um fruto importante para a indústria e comércio do estado do Pará, que é o responsável por 95% de toda a produção no Brasil. A comercialização do suco na região metropolitana de Belém gera 280 toneladas por dia de excedente de processamento, formado por: endocarpo e mesocarpo (partículas e fibras). Nestes foram identificados Silício, Magnésio e Cálcio. De partículas insolúveis do mesocarpo (PAM) foram obtidas sílicas biogênicas (BSi) com rendimento entre 7%, com prétratamento de ácido sulfúrico (BSi-S), e de 4%, com pré-tratamento de ácido clorídrico (BSi-Cl), apresentando estrutura na forma de roseta e predominantemente amorfa com picos de cristalinidade. Em BSi-Cl e BSi-S calcinadas a 700ºC (BSi-Cl700 e BSi-S700) e a 800ºC (BSi-Cl800 e BSi-S800)  foram identificados planos de cristobalita. Em Em BSi-S700 e BSi-S800 também foram identificados planos de tridimita. Foi demonstrado a partir dos resultados que a utilização de um pré-tratamento com ácido sulfúrico à 6M, com calcinação em temperatura acima de 700ºC é eficiente para a obtenção de uma sílica de maior pureza com menor quantidade de outros materiais remanescentes. 

  • SERGIO DE SOUZA CUSTODIO FILHO
  • PREVISÃO DE FADIGA EM PÁ HIDROCINÉTICA.

  • Data: 01/11/2019
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  • A energia hidrocinética oferece uma grande vantagem sobre as formas tradicionais de geração hidráulica, pois, analogamente às turbinas eólicas, é aproveitado o fluxo de água já existente. Seu projeto, abrange várias disciplinas e entre elas está a análise estrutural. Geralmente são feitas simulações com carregamentos estáticos e parâmetros como deslocamentos e tensões foram avaliados. No entanto, também dever ser observada a possibilidade de fadiga, uma vez que pode causar falhas mesmo com carregamentos pequenos comparados ao que é suportável em cálculos estáticos. Este trabalho visa estabelecer procedimento para previsão da vida à fadiga de pá hidrocinética, tendo como estudo de caso turbina projetada para trabalhar à jusante da UHE de Tucuruí-PA. A metodologia adotada para previsão de fadiga requer que sejam estabelecidas as variações de velocidade, carregamento e tensões. Dados históricos da velocidade do rio no local foram utilizados como referência. A teoria do elemento de pá foi implementada para cálculo de carregamentos e a partir de modelo em elementos finitos, as tensões foram estimadas. O método S-N, a contagem Rainflow e a regra de Palmgren Miner são utilizados no cálculo de fadiga. Todo esse processo foi facilitado pela criação de ferramentais computacionais para automatizar diferentes etapas. O resultado mostrou uma vida prevista de aproximadamente 20 anos para a pá projetada, desprezando-se a turbulência que ocorre na velocidade do rio. Quando considerada um turbulência de 5%, a estimativa foi reduzida para 17 anos. Indicando uma redução de 15% na previsão. 

  • ALAN NOGUEIRA CARNEIRO
  • Impacto do processo de torrefação na qualidade energética da biomassa durante armazenamento ao ar livre.

  • Data: 04/10/2019
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  • O uso de biomassa como combustível é amplamente utilizado como fonte de energia para eletricidade, calor e biocombustíveis. A biomassa tem uma grande vantagem gerando energia sob demanda, sendo uma das fontes renováveis de energia que podem ser armazenadas. No entanto, a biomassa armazenada tem grandes problemas, principalmente para controlar seu teor de umidade em níveis desejáveis o que afeta diretamente a qualidade dos combustíveis e pode comprometer sua segurança aumentando sua capacidade de combustão espontânea. Este trabalho estuda o impacto do pré-tratamento de torrefação na qualidade energética da biomassa durante armazenamento. Duas biomassas (Goupa glabra (CUP) e Elaeis guineensis (CFV)), sob diferentes condições (bruta, levemente torrado (CUP220; CFV220) e fortemente torrado (CUP250)) foram armazenadas durante 52 semanas em basquetas abertas sob um galpão aberto, enquanto a temperatura interna, a temperatura ambiente e a umidade relativa foram monitoradas diariamente. A caracterização energética das amostras de biomassa foi realizada a cada quatro semanas utilizando análise imediata, análise elementar, poder calorífico e análise termogravimétrica. Análise para medir a qualidade da energia. Ao final do período de armazenamento, observou-se maior suscetibilidade das amostras brutas, em comparação com sua contraparte torrada, na absorção da umidade ambiente, perda de material volátil, concentração de teor de carbono e hidrogênio, aumento da densidade de energia e perda de matéria seca. Reações de oxidação à temperatura ambiente foram identificadas como principal agente de degradação das amostras de biomassa durante o tempo de armazenamento. Em geral, as amostras torradas foram mais resistentes à degradação observada enquanto as amostras brutas sofreram uma maior perda de matéria seca que não compensa o seu maior aumento na densidade energética. A variação de umidade das amostras seguiu as mudanças na umidade ambiente, enquanto o aumento na densidade energética foi consequência de um maior consumo de oxigênio do que de hidrogênio e carbono ao longo do tempo. 

  • ERIKA RAIOL PINHEIRO
  • Parametrização e potencialidades do MIG-PV aplicado em Ligas de Níquel.

  • Data: 28/08/2019
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  • Os avanços tecnológicos proporcionam o aprimoramento e a criação de técnicas de soldagem e estimulam estudos que objetivam a redução de custos nos processos de soldagem industrial. Assim, o processo MIG polaridade variável (MIG – PV) foi desenvolvido através da derivação do MIG pulsado, só que ocorre o acréscimo de seu trabalho na polaridade negativa. Quando o eletrodo atua na polaridade negativa ocorre a maior taxa de fusão do arame eletrodo e na polaridade positiva adquire a estabilidade do arco elétrico. Este trabalho apresenta um estudo sobre o levantamento de parâmetros operacionais para essa técnica com o uso da liga de níquel do tipo arame eletrodo ERNiCrMo – 4 e sua aplicação na área de soldagem de revestimento. Foram avaliados os aspectos superficial e geométrico no uso da técnica MIG – PV para a liga de níquel ERNiCrMo-4. Experimentalmente, foram feitos diversos cordões no processo MIG nas polaridades positiva e negativa com o objetivo de definir a estabilidade do arco elétrico e o comprimento do arame energizado, assim foram definidas as constantes da equação da taxa de fusão, seus parâmetros e seus respectivos tempos. Foi observado para os formatos de ondas A e B avaliados a tendência da diminuição da penetração, largura e diluição e o aumento do reforço conforme aumenta a porcentagem do eletrodo na polaridade negativa. Também foram realizados cordões no processo MIG convencional e MIG pulsado com energias próximas para comparações. Após a realização desses cordões foram selecionados os que apresentaram uma boa aparência superficial e bons aspectos geométricos para a soldagem de revestimento. Nos testes foi observada uma grande incidência de respingos e falhas de fusão do arame eletrodo nos cordões demonstrando que a realização de soldagem de revestimento para as ondas A e B de 70% se apresentaram como inviáveis dentro dos parâmetros utilizados neste estudo. A soldagem de revestimento que teve destaque positivo foi a do processo em MIG – PV da onda A50%, a qual apresentou bons resultados geométricos e baixa diluição em relação aos demais processos e perfil regular de soldagem ao longo dos passos de soldagem.

  • JOSIANE RODRIGUES DOS REIS
  • Análise do comportamento do arco elétrico e penetração dos processos de soldagem GMAW, CW-GMAW e EW-GMAW

  • Data: 20/08/2019
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  • O processo de soldagem GMAW é muito utilizado na indústria metal mecânica para a fabricação e manutenção de equipamentos e devido a busca intensa pelo aumento da produtividade e redução de custo de produção, surgiu a necessidade de algumas modificações desse processo convencional de soldagem. Uma variável do processo GMAW é o Cold Wire – Gas Metal Arc Welding - CW-GMAW, no qual um arame não energizado (arame “frio”) é adicionado no arco/poça de fusão aproveitando o aporte térmico para fundir, aumentando assim, a taxa de fusão, em contrapartida, há uma redução da penetração. Em vista da limitação de penetração gerada pelo processo CW-GMAW, a alternativa sugerida para manter a penetração do GMAW e aumento da taxa de fusão do CW-GMAW, foi desenvolvido o processo de Electric Wire-Gas Metal Arc Welding (EW-GMAW), o qual é caracterizado pela adição de um arame energizado no arco/poça de fusão. Assim, o trabalho objetiva avaliar o comportamento do arco elétrico e da penetração entre os processos de soldagem. Para isso foram realizadas soldagens de simples deposição em aço naval ASTM A131, com gás de proteção Ar 25% CO2, variando a taxa de alimentação do arame frio, com e sem corrente, em 40%, 80% e 120% em relação a velocidade do arame do processo GMAW. No processo EW-GMAW a corrente no arame energizado variou de 40A e 80 A. Os resultados mostraram que ao inserir um arame auxiliar, sem e com corrente, a instabilidade em relação ao GMAW convencional foi significativa. Em relação a penetração, o processo EW-GMAW com 40 A e 80 A, com adição de 40% de arame apresentou maior penetração que os processos GMAW e CW-GMAW. 

  • IGOR DOS SANTOS GOMES
  • Metodologia de fabricação de pás de turbinas hidrocinéticas e eólicas 13 empregando novos materiais.

  • Data: 09/08/2019
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  • As turbinas hidrocinéticas e eólicas são consideradas fontes de energia limpa, renováveis e encontram-se em crescimento entre as demais formas de geração. No Brasil o potencial eólico tem despertado o interesse de vários fabricantes e representantes dos principais países envolvidos com energia eólica, sendo a Região Nordeste a pioneira na instalação de centrais. Já para as turbinas hidrocinéticas, essa disponibilidade de energia pode ser encontrada na região Norte, mais especificamente no Rio Amazonas, que é o maior em volume de água, bem como em comprimento, em vazão e está conectado a uma rede de muitos outros rios. A busca pelo aumento de potência das turbinas atuais exige pás com geometria e materiais cada vez mais eficientes, levando, deste modo, à otimização do projeto e a necessidade de novos materiais, novas metodologias e processos eficazes, associados à redução do impacto sobre o meio ambiente. Neste contexto, portanto, este trabalho objetiva desenvolver metodologias de fabricação envolvendo novos materiais aplicados às pás turbinas eólicas e hidrocinéticas. Para tanto, foi produzido molde de bipartido para a fabricação de pás, a partir de perfil NACA 653 – 618 impresso em impressora 3D. Assim, foram fabricadas pás maciças em miriti),poliuretano e híbridos. Como resultado deste trabalho espera-se que as pás fabricadas sejam capazes de operar em condições normais de operação de turbinas hidrocinéticas e eólicas.

  • CARLOS EDUARDO PINTO LOPES
  • Painéis sanduíches reforçados por fibras naturais: comportamento em flexão e compressão.

  • Data: 08/08/2019
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  • Este trabalho abordou o desenvolvimento de compósitos sanduíches contendo faces à base de tecido de juta, laminado com resina poliéster, e núcleos à base de espuma de poliuretano com adição de fibras naturais de 5 mm de comprimento. Foram de desenvolvidos 5 tipos de painéis sanduíches: um sem adição de fibras naturais ao núcleo e outros 4 painéis cujos núcleos foram adicionados, separadamente, fibras de sisal, juta, palha da costa e piaçava. Foi avaliado a influência da adição de fibras naturais aos núcleos dos painéis sanduíches, nos ensaios mecânicos de compressão transversal e flexão em 3 pontos. Os ensaios mecânicos demonstraram que: a adição de fibras de sisal reduziu em 57 % a resistência à compressão e em 6 % a resistência à flexão dos compósitos sanduíches; a adição de fibras de Juta elevou em 4,6 % a resistência à compressão e em 50 % a resistência à flexão; adição de fibras de palha da costa elevou em 18,46 % a resistência à compressão e em 128 % a resistência à flexão; a adição de fibras de piaçava elevou em 53,85 % a resistência à compressão e em 180,60 % a resistência à flexão. A falha sob flexão, identificada nos compósitos sanduíches, de núcleos com adição de fibras naturais, foi o rompimento do núcleo, com aparecimento de trinca. As falhas sob compressão, identificadas nos compósitos sanduíches, de núcleos com adição de fibras naturais, foram a densificação do núcleo, o descolamento entre núcleo e face, o descolamento entre fibra e núcleo e o rompimento do núcleo, com o aparecimento de trinca.

  • AILTON DA SILVA NASCIMENTO
  • Estudo da viabilidade da fabricação de cone de sinalização e escada singela utilizando material compósito de fibra de juta/poliéster.

  • Data: 25/06/2019
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  • A busca por materiais com propriedades específicas para atender as necessidades humanas sempre demandou pesquisas. Neste trabalho, visando à aplicação de materiais naturais renováveis como a fibra de juta, é apresentado um estudo de viabilidade do processo de fabricação do cone de sinalização e escada singela com fibra natural de juta na forma de tecido e matriz poliéster, como alternativa aos materiais tradicionais, confeccionado a partir de moldes e em conformidade com as normas ABNT e ASTM. Na confecção do molde aberto do cone de sinalização usou-se compósito de manta de fibra de vidro/poliéster, já na confecção dos moldes macho e fêmea da escada singela usou-se compensado de madeira, gel coat, cola para madeira e cantoneiras de alumínio. A matriz usada nas etapas de produção do cone de sinalização e da escada singela foi a  esina poliéster e tecido de fibra de juta, além de fibras de vidro na forma de manta, cera desmoldante e massa poliéster. A metodologia utilizada para a confecção do cone de sinalização foi a laminação manual e a metodologia de fabricação dos montantes da escada singela foi a laminação manual seguida por compressão. Verificou-se que as metodologias utilizadas mostraram-se satisfatórias uma vez que o processo de fabricação do cone de sinalização e da escada singela é artesanal, utiliza materiais e insumos com custo reduzidos e de relativa facilidade de aquisição no mercado local. O resultado do ensaio de tração dos corpos de prova do compósito de tecido de fibra de juta/poliéster suporta uma carga de aproximadamente três toneladas e limite de resistência de 12,46 MPa. É viável o processo de fabricação do cone de sinalização e da escada singela em compósitos de matriz poliéster reforçado com tecido de fibra de juta. Além disso, é uma alternativa tecnológica para substituição de materiais tradicionais, como os oriundos da cadeia produtiva do petróleo, uma vez que utilizam materiais de fontes renováveis. 

  • JOUBERSON LEONIDAS DA ROCHA MOREIRA
  • Análise experimental da resistência 12 do trem de potência aplicada a geradores eólicos de pequeno porte.

  • Data: 03/05/2019
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  • A resistência do trem de potência das turbinas eólicas ainda é um desafio, pois a determinação do torque de atrito estático e dinâmico é bastante complexa. Este trabalho desenvolve uma investigação experimental de torques resistentes de um trem de potência tipicamente encontrado em pequenas turbinas eólicas.As medições experimentais são realizadas através de uma configuração de bancada incluindo sensor de torque, sensor de rotação, gerador e motor elétrico, a fim de validar a análise teórica. Para uma avaliação mais aprofundada, é utilizada uma abordagem que combina a segunda lei de Newton e a teoria dos elementos de pá para analisar o comportamento da turbina. Uma expressão teórica para o torque de atrito também é demonstrada. Como resultado, o torque de atrito estático é de 2 a 10 vezes maior do que o dinâmico, garantindo resistência à partida da turbina. As avaliações usando um SWT são realizadas para verificar o efeito de resistência do sistema de transmissão, em que sua velocidade de rotação muda de acordo com o torque de atrito, gerando uma resposta mais realista.

  • EDSON ALVES DE SOUSA
  • Desenvolvimento de sistema de aquisição de dados para motor a combustão interna utilizando Arduino® e NI-LabVIEW™.

  • Data: 24/04/2019
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  • Sistemas de aquisição de dados são amplamente utilizados no setor industrial para controle de processos e também na área de pesquisa e desenvolvimento. Estes sistemas permitem uma análise detalhada do comportamento de equipamentos e sistemas e fornecem informações que auxiliam na melhoria do seu desempenho. No estudo de motores de combustão interna os sistemas de aquisição de dados são aplicados para caracterizar o comportamento dos motores quando submetido a diversas condições de carga e combinações de diferentes tipos de combustíveis. Para viabilizar esta otimização são necessários equipamentos de coleta de dados específicos que, normalmente, tem alto custo de aquisição. Este é um dos principais empecilhos para um maior uso destes sistemas, principalmente os destinados a área de pesquisa. Sendo assim, este trabalho objetiva desenvolver um sistema de aquisição de dados de baixo custo para auxiliar no estudo dos motores de combustão interna no laboratório de Motores da UFPA (Labmotor). O sistema desenvolvido tem uma interface gráfica própria criada no software NILabVIEW ™ onde são indicadas e salvas em arquivo de texto as diversas grandezas físicas aquisitadas como, por exemplo as principais temperaturas do motor, vazão volumétrica de combustível, vazão mássica de ar admitido e rotação do eixo motriz. Estas grandezas são utilizadas posteriormente para análise de desempenho dos motores. O sistema de aquisição desenvolvido neste trabalho foi validado através de ensaios comparativos com os sistemas de aquisição utilizados atualmente no laboratório, os resultados dos ensaios mostraram que os resultados de aquisição foram satisfatórios e que o sistema pode ser substituído com a mesma confiabilidade do atual sistema utilizado no laboratório. Complementando este trabalho o sistema de aquisição de dados foi utilizado em ensaios experimentais no intuito de analisar o desempenho de um grupo gerador diesel consumindo Diesel S-10 com adição de óleo de soja refinado comercial nas porcentagens de 2%, 6%, 10% e 14% respectivamente. Os resultados demonstraram uma melhoria na eficiência global e redução do consumo específico do motor para a mistura de 6% de óleo de soja.

  • FABIO SANTOS DE SOUSA
  • Comportamento mecânico à tração e tenacidade à fratura de compósitos com fibras vegetais in natura e tratadas.

  • Data: 02/04/2019
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  • Pesquisas relacionadas a aplicação de fibras vegetais como reforço em materiais compósitos vêm ganhando destaque na indústria devido as caraterísticas inerentes de cada fibra, como resistência mecânica e massa especifica, além de características importantes no cenário atual, como por exemplo biodegradabilidade. Neste contexto, o estudo aprofundado de várias propriedades do compósito se torna necessário. Uma dessas propriedades de fundamental importância e à tenacidade a fratura. Este trabalho tem como objetivo um estudo experimental do comportamento à fratura de compósitos com fibras vegetais descontinuas e aleatórias. As fibras usadas foram sisal, juta e piaçava adquiridas no comércio de Belém onde foram cortadas em comprimentos de 5 mm, 10 mm, 15 mm,20 mm e 25 mm. Além disso, buscou-se realizar o tratamento químico com hidróxido de sódio (NaOH) variando de 2% ,6%, e 10% com intuído de encontrar o valor ótimo de tratamento para cada tipo de fibra e avaliar sua influência no fator de intensidade de tensão 𝐾𝐼𝐶 .Caracterizou-se as fibras em resistência à tração, massa específica, diâmetro e morfologia da fibra in natura e tratadas. Os compósitos foram caracterizados segundo as normas ASTM D638 para ensaio de tração e ASTM D5045 Single-edge notched bending (SENB) para ensaio de tenacidade à fratura. A morfologia da superfície de fratura dos compósitos foi obtida através do microscópio de varredura eletrônico (MEV). 

  • YASMINE SAMARA LOBO MACEDO
  • Desenvolvimento de um biodigestor para geração de biogás através da fermentação de esterco de frango.

  • Data: 26/03/2019
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  • Atualmente, a geração de biogás tem sido cada vez mais atrativa devido a grande variedade de biomassas presente no meio ambiente, onde esse material pode ser tratado através do processo de biorreação anaeróbia, gerando como um dos produtos finais o biogás com alto teor de metano (CH4). O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um biodigestor modelo caseiro para analisar o potencial de geração de biogás, utilizando esterco de frango como biomassa e obteve um volume de 0,08 m3, com o valor médio da pressão interna de 0,022 Kgf/cm2, o valor médio da umidade interna do biodigestor foi de 92,16% e a temperatura foi de 29ºC, tornando essas condições favoráveis para bactérias metanogênicas mesofílicas. O gás produzido teve 70% de metano em sua composição, tornando-o um gás de excelente qualidade. Também foi realizada uma análise econômica, onde o custo de montagem do biodigestor foi de aproximadamente R$ 317,40, chegando a um valor de 0,00025 m³/R$.

  • DIEGO CARNEIRO DE OLIVEIRA
  • Processo de torrefação de cachos de fruto vazios do dendê (Elaeis guineensis, Jacq.)

  • Data: 12/03/2019
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  • A demanda da humanidade por energia é sempre crescente, pois está relacionada com o seu desenvolvimento. Ao longo dos anos, o homem buscou desenvolver métodos de extrair energia da natureza e utilizá-la a seu favor, tendo encontrado para os combustíveis fósseis, uma infinidade de aplicações que alavancaram o desenvolvimento de sua sociedade. Entretanto, sabe-se que esta fonte de energia é esgotável, além de que a sua utilização em longo prazo pode acarretar em diversos problemas socioeconômicos e ambientais de ordem global. A biomassa vegetal está distribuída por todo o planeta terra e o seu beneficiamento para fins energéticos é um processo em constante evolução, que tem como um de seus objetivos se tornar uma fonte de energia renovável viável e de qualidade. O estudo da utilização de resíduos neste processo é amplamente investigado e auxilia na tomada de decisões para a elaboração de novas tecnologias e empreendimentos nesta área. Dentro deste contexto, o trabalho aqui apresentado tem o objetivo de contribuir na investigação do processo de torrefação do cacho de fruto vazio do dendê (CFV), resíduo produzido de forma expressiva no estado do Pará. A torrefação tem se mostrado conveniente para a melhoria de propriedades físicas e químicas de biomassas, principalmente os resíduos, pois contribui para sua valorização energética e econômica. Neste trabalho amostras de CFV densificado foram submetidas ao processo de torrefação em um forno tubular, sob fluxo de nitrogênio, com temperaturas entre 210 e 300°C, cada ensaio variando em 10°C com tempos de residência de 15 e 30min. A torrefação de material não densificado também é investigada em um reator em escala piloto conhecido como Torrador Eletro Vibrante (TEV), para as temperaturas de 220, 250 e 300°C, ambas por 30 min. As amostras tiveram suas propriedades investigadas através de análise elementar e imediata, determinação de PCS e PCI, bem como análises termogravimétricas. Os resultados encontrados indicam que a densificação não influencia de forma expressiva nos rendimentos da torrefação e que a temperatura é o parâmetro mais relevante no processo. Foi ainda verificada uma relação entre os dois processos através da correlação de rendimentos e perdas em massa de carbono, hidrogênio e oxigênio, o que pode auxiliar nos estudos sobre o processamento de grandes quantidades desta e de outras biomassas no reator de processamento contínuo TEV.

  • JOÃO GABRIEL BEZERRA DA SILVA
  • Redução do consumo específico de motores diesel estacionário atuando nos parâmetros de operação consumindo óleo diesel mineral e óleo B8.

  • Data: 19/02/2019
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  • Os grupos geradores diesel são equipamentos de fundamental importância no fornecimento de energia elétrica. Essa forma de gerar energia é puramente térmica utilizando como principal fonte de abastecimento o combustível de petróleo, tornando uma grande preocupação de ambientalistas pelos elevados níveis de emissões gasosas, produzida pela queima de combustível, lançadas na atmosfera prejudicando a saúde, o meio ambiente e agravação das mudanças climáticas, havendo uma real necessidade de buscar por alternativas viáveis e máquinas mais eficientes para reduzir o grande consumo de combustível fóssil. Uma das alternativas é a substituição parcial do diesel de petróleo misturado ao biodiesel, uma realidade já encontrada no mercado brasileiro, como é o caso do diesel S10 que contém 8% em volume de biodiesel em sua composição (B8). Porém quando o diesel de petróleo é substituído por biodiesel, o desempenho do motor tende a reduzir, devido as mudanças de propriedades físicas da mistura combustível, como a redução poder calorifico superior atribuído ao biodiesel que apresenta menor conteúdo energético comparado ao diesel fóssil puro. Como o objetivo de melhorar o desempenho de um motor a combustão interna de ignição por compressão quando há essa mudança no tipo de combustível, este trabalho adota em sua metodologia, modificações nos parâmetros de injeção de combustível, utilizando variação no avanço de injeção combinado ao aumento da pressão de injeção, na tentativa de reduzir o consumo específico de combustível do motor. Em estudo, são avaliados dois tipos de combustíveis comercial, o diesel puro de petróleo S500 (B0) e o combustível S10 (B8). Foram realizados testes experimentais medindo consumo de combustível e ar, potência elétrica e temperaturas para análise de desempenho do conjunto, como também, medição da pressão efetiva indicada para análise do processo de combustão, determinando a taxa de variação da pressão no cilindro para estimar o tempo de início da combustão, como o cálculo da taxa de calor liberado e calor líquido liberado. Com a injeção de combustível modificado, o desempenho do motor foi melhorado, atingindo redução no consumo específico de combustível B8 em até 2,8 g/kWh em relação ao B0 e, de 7,8 g/kWh em relação a B8 sendo injetado na condição padrão de fábrica do motor operando a 60% da carga. As características de combustão foram melhoradas com o aumento da pressão de injeção combinada ao avanço de ponto de injeção ideal, resultando no aumento da taxa de calor liberado, aumento do calor líquido liberado, maior pico de pressão e adiantamento do início da combustão, concluindo que o aumento da pressão de injeção resultou numa combustão mais eficiente melhorando o desempenho do motor.

2018
Descrição
  • CARLOS ALEXANDRE CAVALCANTE MATOS BAHIA
  • Estudo do fenômeno de PORTERVIN – LE CHATELIER em ligas de AL-MG.

  • Data: 26/12/2018
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  • Atualmente, as ligas de alumínio possuem uma ampla gama de aplicações industriais e estão presentes desde as formas mais simples - como latinhas de refrigerante, rebites, condutores elétricos, molas e utensílios para alimentação – até as formas mais complexas - como utensílios hospitalares e estruturas de veículos navais, rodoviários e até aeroespaciais. Dentre o vasto conjunto de ligas de alumínio presentes na indústria, as ligas de alumínio-magnésio [Al-Mg] são um dos grupos mais utilizados e possuem propriedades que a distinguem das demais como baixa massa específica, resistência a corrosão e boa soldabilidade sendo principalmente utilizada em componentes estruturais. Desse modo, as suas propriedades mecânicas são de importância singular para o projeto de uma estrutura complexa. No presente trabalho tem-se o objetivo de estudar as propriedades mecânicas do alumínio eletrocondutor [Al-EC] juntamente com a sua modificação com os teores de [2, 4 e 8,5]%Mg e a influência dos teores de Mg no fenômeno de Portevin – Le Chatelier. Primeiramente as ligas foram obtidas por fundição direta em forno do tipo mufla em câmaras de solidificação com extração de calor unidirecional. Posteriormente, o material foi seguimentado em corpos de prova com dimensões de [60 x 60 x 110] mm. Os corpos de prova foram laminados para o diâmetro de 10 mm e submetidos ao ensaio de tração a fim de verificar suas propriedades mecânicas. Os corpos de prova para o ensaio de microdureza foram retirados nas pontas dos corpos de prova após os obtidos os perfils cilíndricos. Os resultados de microdureza mostram o endurecimento do material com a introdução dos teores de Mg o qual também teve influência na elevação do serrilhado do fenômeno de Portevin – Le Chatelier.

     

  • DILSON TAVARES DOS SANTOS
  • Investigação de soluções para retirada de água em transporte de minério de ferro via método DEM.

  • Data: 14/12/2018
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  • Devido a elevada umidade do minério de ferro extraído no Brasil, a qual além de reduzir o volume de minério transportado, gera grandes dificuldades nas etapas de manuseio e transporte, causando ainda o efeito de liquefação que ocorre por meio da vibração mecânica do minério úmido. O presente trabalho descreve uma metodologia para o projeto de um sistema desaguador. Utilizando o método de elementos discretos – DEM, para a análise do escoamento com partículas virtuais representando tanto o minério úmido quanto a água sobressalente, foi realizado o estudo da trajetória do escoamento do minério úmido junto com a água sobressalente em diferentes velocidades na correia de alimentação do sistema, sendo assim capaz de parametrizar o projeto do chute desaguador padrão, analisando em conjunto o percentual de agua retirada. Dentro desta mesma problemática foi verificado a viabilidade da utilização de correias abertas, assim como a análise de um estudo de caso. Este trabalho apresenta como resultado o projeto básico de uma bancada do sistema desaguador assim como sua configuração de controle.

  • RODRIGO ALEX ARAGAO GALVAO
  • Caracterização de material viscoelástico para controle vibroacústico em chapas metálicas.

  • Data: 13/12/2018
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  • Nas grandes companhias do setor elétrico, os hidrogeradores são acoplados rigidamente a barragem, propagando vibrações e ruído a vários recintos, dentre eles o mais vulnerável é o piso do gerador, constituído de chapas metálicas extensas e delgadas. Neste sentido, este trabalho se destinou a caracterizar materiais ao controle vibro-acústico do piso dos geradores, avaliando a dissipação de energia e a perda de transmissão sonora de três materiais recomendados pela literatura, sendo o Butilo, Elastômero A e Manta B. Assim, foi utilizado o experimento da viga vibrante, tendo como base a norma ASTM E 756-04 e o experimento da câmara reverberante adaptado, conforme norma ISO 140-3. Os resultados demonstraram que o Butilo possui maior isolamento sonoro, enquanto a Manta B maior dissipação de energia sob certas condições de temperatura, modo e frequência.

  • JAIR FRANCISCO SOUZA MAGALHAES
  • COMPÓSITOS HÍBRIDOS DE MATRIZ POLIÉSTER REFORÇADA COM TECIDOS DE FIBRA DE JUTA E TECIDOS DE FIBRA DE VIDRO.

  • Data: 11/12/2018
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  • Este trabalho teve como objetivo o estudo do comportamento mecânico de compósitos laminados de três camadas reforçados por tecidos de fibra de juta e tecidos de fibra de vidro de gramaturas 145 g/m2 e 200 g/m2 . A matriz utilizada foi a resina de poliéster insaturada tereftálica. Os compósitos foram produzidos por processo de laminação manual (Hand lay up), sem pressão e à temperatura ambiente. Foram construídos 11 compósitos laminados, de acordo com a norma ASTM D 3039, sendo 8 híbridos com diferentes configurações e 3 não híbridos (puros). Os ensaios de tração dos compósitos foram realizados em uma máquina de tração Universal da marca Arotec, modelo WDW – 100E, com velocidade de ensaio de 2 mm/minuto e célula de carga de 5kN. Nos ensaios de tração foram analisadas as seguintes propriedades mecânicas: força máxima, resistência à tração, alongamento, deformação e módulo de elasticidade. Os resultados apontaram ruptura da matriz, exposição das fibras, delaminação, devido a falta de ancoragem entre as camadas de vidro e juta. O tecido de vidro é um reforço evidentemente superior em comparação ao tecido de juta, quando consideramos fatores de resistência mecânica e deformação total, pois a inserção de camadas de tecido de juta foi acompanhada de quedas de desempenho no ensaio de tração em todos os compósitos. Somente no compósito JV(145)J, onde as propriedades comparadas ao compósito JJJ, foram ligeiramente semelhantes, com diferença na resistência à tração da ordem de 10,2%.

  • REGIANE SOCORRO NEGRAO BARROS
  • Caracterização e análise da liga Al-Mg 5083 nas soldagens derivativas do processo MIG: MIG pulsado térmico e MIG SWITCH BACK.

  • Orientador : ALEXANDRE SALDANHA DO NASCIMENTO
  • Data: 19/11/2018
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  • Durante os processos de soldagem ocorrem nos materiais, variações de temperatura e deformações durante a deposição do metal de solda, o que gera mudanças nas estruturas e propriedades nos componentes utilizados. Esse estudo visa analisar essas mudanças e correlacionar com os processos utilizados, MIG Convencional, e suas variantes, MIG Pulsado Térmico e MIG Switch Back, em ligas de Alumínio naval, série 5XXX, sendo o metal de base Al-Mg 5083 e o metal de adição, arame da liga AWS ER 5356 e argônio puro como gás de proteção. Finalizada a etapa de testes, seguida da escolha dos melhores parâmetros pela qualidade dos cordões e terminadas as soldagens, foi realizado o ensaio de Líquido Penetrante e então retiradas amostras transversais e longitudinais de cada peça. Foi feita macrografia para caracterização econômica nas regiões transversais. Nas amostras longitudinais foram feitos ensaio de Microdureza Vickers, contabilização de tamanhos de poros, análise microestrutural e MEV. O esperado para os resultados seriam mudanças significativas nas estruturas dos corpos-de-prova, com melhorias para o modo MIG-PT e MIG-SB que influenciariam nos resultados de microdureza, redução nos poros, refinos de grão e diminuição significativa da ZTA.

  • FABRICIO VINICIUS ANDRADE DE SOUZA
  • Solidificação direcional horizontal da liga Al-7%Si-3%Cu: estrutura dendrítica, propriedades mecânicas e aplicação do tratamento térmico T6.


  • Data: 31/08/2018
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  • Neste estudo foram analisadas a condição direcional horizontal de solidificação, parâmetros térmicos, propriedades mecânicas e a aplicação do tratamento térmico T6 na liga Al-7%Si-3%Cu. Para tanto, três lingotes foram fundidos e em seguida vazados em um dispositivo de solidificação direcional horizontal refrigerado a água. Um conjunto de termopares registraram as temperaturas em posições estratégicas de modo a traçar um perfil térmico do processo. Os parâmetros térmicos (PT) do processo, tais como taxa de resfriamento (TR), velocidade da isoterma liquidus (VL) e o tempo local de solidificação (tSL), foram determinados. A caracterização macro e microestrutural foi realizada por meio de técnicas metalográficas tradicionais, com os valores médios de espaçamento dendrítico secundários (λ2) medidos. As propriedades mecânicas foram obtidas por meio de ensaios de tração na estrutura bruta de fusão complementada por medições de microdureza Vickers (HV). O tratamento térmico T6 (TT-T6) foi realizado, com a solubilização à temperatura de 495°C por 8h e o envelhecimento a 155°C variando-se o tempo de permanência de 1 às 24h. Após o TT-T6, ensaios de HV foram realizados. Os resultados das medições de λ2 foram correlacionadas com PT (TR, VL e tSL), HV antes e após a aplicação do TT-T6 e com as propriedades como limite de resistência a tração (LRT), limite de escoamento (LE) e alongamento (AL%). Um confronto com o modelo teórico para λ2(tSL) foi realizado. Um paralelo para a condição bruta de fusão da liga estudada com resultados de HV encontrados na literatura para as ligas binárias Al-3%Cu e Al-7%Si e para o LRT das ligas Al-3%Cu e Al-7%Si-0,3%Mg foram realizados. De forma geral, os resultados reforçaram a dependência de λ2 com TR, VL e tSL. O comparativo entre a liga ternária e as binárias mostrou que o perfil de HV aumentou para a liga ternária e mostrou-se mais estável a mudanças de λ2. Todavia, as propriedades de tensão tais como LRT e AL% mostraram-se fortemente suscetíveis a mudanças de λ2. As imagens obtidas por MEV das superfícies de fratura destacaram o comportamento da matriz α-Al, Si eutético, Al2Cu-θ e fases ricas em Fe.

  • JEFERSON DE OLIVEIRA BEZERRA
  • Análise da influência de uma concha orquestral em auditório por meio de simulação computacional.

  • Data: 31/08/2018
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  • Auditório são salas destinadas para apresentações musicais e verbais. As características acústicas que tornam um ambiente adequado para a música tornam, também, o ambiente limitado para apresentações verbais, sendo a reciprocidade verdadeira. Dessa maneira, identi car o ponto de equilíbrio acústico no projeto destes ambientes é um desa fio constante. As conchas orquestrais são elementos empregados no palco das salas cuja finalidade é bene ciar os músicos promovendo um campo difuso ajudando-os a se ouvirem e ouvir uns aos outros. Assim o objetivo desta pesquisa é avaliar a contribuição de um sistema de concha orquestral por meio de simulação computacional na área da plateia do Auditório Benedito Nunes. Foram realizadas medições experimentais e então foi desenvolvido um modelo computacional afi m de comparar as medições realizadas no auditório e os resultados simulados, para assim investigar os seguintes parâmetros acústicos: tempo de reverberação T, tempo de decaimento inicial EDT, clareza C80 e de finiçao D50, na Área da plateia, além de outros dois parâmetros na área do palco que foram: suporte inicial STEarly e tardio STLate. Diante dos dados obtidos foi veri cado que a inserção de uma concha orquestral provoca alterações que são perceptíveis tanto para os músicos quanto para a plateia, além de evidenciar que o uso da concha orquestral no Auditório Benedito Nunes resultou em uma melhora dos parâmetros destinados às apresentações verbais, D50.

  • LAYO RICARDO MACHADO LEAL
  • Análise comparativa da usinagem de ligas à base de alumínio: influência do elemento de liga e do teor de soluto no desgaste da ferramenta.

  • Data: 31/08/2018
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  • O melhor desempenho das operações de usinagem almejado pelos profissionais envolvidos na área (tanto pesquisadores quanto profissionais da própria área de usinagem) pode ser obtidos através de pesquisas envolvendo materiais e suas estruturas, já que o controle destas está no processo de solidificação que reduz significativamente os custos com processamentos posteriores. No mercado comercial de ligas fundidas não-ferrosas, mais de 50% das mesmas apresenta o metal alumínio em sua composição sendo o silício e o cobre, com destaque ao primeiro, os principais elementos constituintes das ligas de alumínio. Aproximadamente 90% dos produtos obtidos a partir dessas ligas, são originados de ligas binárias Al-Si e Al-Cu. Tais materiais são bastante utilizados na indústria para a fabricação de componentes que são expostos a condições críticas de desgaste, tais como peças de motor, pistões, cilindros, blocos e cabeçotes. Este vasto campo de aplicação pode ser justificado devido essas ligas fornecerem melhores propriedades mecânicas e maior resistência à corrosão e à propagação de defeitos como, por exemplo, porosidades e trincas de contração, contribuírem para redução do peso específico e da expansão térmica. Neste sentido, o objetivo deste estudo é analisar o comportamento do desgaste da ferramenta HSST6 no sangramento das ligas Al-3%Si, Al-7%Si e Al-3%Cu solidificadas em um dispositivo direcional horizontal, correlacionando-os com os parâmetros térmicos e microestruturais de solidificação, a fim de avaliar a importância do teor de soluto e do elemento de liga nesse critério de usinabilidade. Sendo assim, as ligas foram submetidas a diversos sangramentos, realizados em um torno convencional e as ferramentas foram levadas para microscopia ótica onde foram analisadas as imagens e medidos os desgastes, que foram correlacionados com os parâmetros desejados. Observou-se a predominância do desgaste de flanco das ferramentas em todos os casos, gerado pelos mecanismos de adesão e/ou abrasão. Os valores de desgaste, em todos os casos, diminuíram com o distanciamento da interface metal/molde e aumento de λ2 e aumentaram com o aumento da velocidade da isoterma liquidus e da taxa de resfriamento, sendo esses resultados expressos por meio de funções do tipo potência. Notou-se também que o aumento do teor de soluto e a utilização do silício como elemento de liga eleva significativamente o desgaste de ferramenta com o aumento da velocidade, da taxa de resfriamento, com a proximidade da interface metal/molde e diminuição do espaçamento dendrítico secundário até um ponto de convergência, onde a partir dele há uma inversão no comportamento de desgaste, passando esse a ser maior para a liga com menor teor de soluto, quando comparadas as ligas de silício e para a liga com cobre como elemento de liga. 

  • JOSE MANOEL FREIRE GUIMARAES
  • Análise e controle de vibração em suporte de motores navais via método de elementos finitos e análise estatística energética.

  • Data: 30/08/2018
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  • O excesso de vibração e ruído é um problema recorrente na industrial naval, especialmente quando não há um projeto voltado para os aspectos vibro acústicos da embarcação. É sabido que uma das principais fontes de excitações mecânicas e acústicas deste tipo de veículo está relacionado com o motor utilizado para a sua propulsão. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo avaliar os caminhos de transmissão em um suporte de motor típico de aplicações navais utilizando o Método de Elementos Finitos (MEF) e a Análise Estatística Energética (SEA). Os resultados obtidos apresentam concordância com encontrados na literatura e os dois métodos, apesar que apresentarem discrepância entre si, são aceitáveis quando considerados a complexidade de modelagem e tempo computacional gasto. Além disto, são pospostos diversos mecanismos de controle passivo para que haja atenuação da energia vibratória transmitida do motor para o restante da estrutura, sendo eles: modificações geométricas e estruturais, adição de material viscoelástico e utilização de isoladores. As mudanças geométricas apresentam bom comportamento em baixa frequência enquanto os mecanismos baseados em amortecimento são mais eficientes em altas.

  • LUIS PAULO BRASIL DE SOUZA
  • Desenvolvimento de uma máquina para ensaios de fadiga multiaxial com controle de carga.


  • Data: 21/08/2018
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  • Grande parte das estruturas e componentes mecânicos são submetidos a carregamentos variáveis e, portanto, estão sujeitos a falhar por fadiga. Além disso, geralmente os carregamentos são complexos e os critérios de análise de fadiga mais tradicionais, normalmente simplificados, podem ser não conservativos. Isso justifica o crescente interesse pelo desenvolvimento de modelos de fadiga multiaxial, que visam definir com maior precisão limites e vida à fadiga para componentes sujeitos aos mais diversos estados de tensões. Neste trabalho foi projetada, construída e testada uma máquina de ensaios de fadiga multiaxial de baixo custo. A máquina é eletromecânica, possuindo dois motores elétricos, e nela poderão ser realizados testes com cargas axiais e torcionais em fase e fora de fase, proporcionais e não-proporcionais. Foram realizadas análises estáticas, dinâmicas e de fadiga dos principais componentes estruturais para garantir a confiabilidade estrutural dos mesmos. Foi projetado um mecanismo de quatro barras acoplado a um parafuso de potência para aplicação das cargas axiais alternadas, garantindo assim, maior frequência de carga e preservação do motor, que não precisará alternar seu sentido de rotação. Outro diferencial é a célula de carga que integra o sistema de controle. Esta foi feita em liga de Alumínio, Zircônio e Magnésio, e foi instrumentada com quatro rosetas extensométricas que permitem a leitura isolada de deformações provocas por torque e por carga axial. Também foi desenvolvido um sistema de aquisição de dados extensométricos dedicado à máquina. O sistema de aquisição foi calibrado e validado para conferir confiabilidade ao sistema de controle de carga. O sistema de controle, conta ainda com um encoder de um pulso por grau para cada motor que permitem a leitura de rotação, garantindo boa precisão. Foi proposto a utilização do algoritmo de controle PID (Proporcional Integral Derivativo), uma das mais utilizadas em controle de máquinas e processos. Foram realizados testes para checar a resposta do sistema, nos quais foi possível aplicar curvas de carregamento de torque e de força axial em diferentes graus de defasagem. Com isso, diversos modelos de fadiga multiaxial existentes poderão ser testados para diferentes materiais e também propiciará a checagem de modelos próprios que poderão vir a ser criados em pesquisas futuras.

  • LUCIANO MONTEIRO ALMEIDA
  • Compósitos híbridos com fibras naturais e sintéticas contínuas e alinhadas.

  • Data: 13/07/2018
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  • A alternativa de mistura de reforços híbridos em compósitos é muito vantajosa, pois permite projetar e modelar laminados específicos com desempenho mecânico de acordo com as necessidades do produto final. Esta pesquisa tem como principais objetivos avaliar os laminados fabricados com as configurações de lâminas unidirecionais 0º/0º/0º de juta/juta/juta (JJJ), juta/palha da costa/juta (JPJ), juta/vidro/juta (JVJ), palha da costa/palha da costa/palha da costa (PPP), palha da costa/juta/palha da costa (PJP), palha da costa/vidro/palha da costa (PVP), vidro/vidro/vidro (VVV), vidro/palha da costa/vidro (VPV), vidro/juta/vidro (VJV). A matriz utilizada foi a resina poliéster insaturada tereftálica. As lâminas foram fabricadas no tear manual e o tecido e as fibras foram adquiridas no comércio de Belém. A fabricação do laminado foi através laminação manual das lâminas intercaladas. A partir de placas produzidas foram extraídos corpos de prova de acordo com a norma ASTM D3039, para ensaios de tração, onde foram avaliados força máxima, alongamento na força máxima, tensão máxima, deformação máxima e módulo de elasticidade. Também foram avaliados os mecanismos de fratura dos corpos de prova após o ensaio de tração. O compósito laminado que apresentou maior tensão foi de VVV com 346,05 MPa, seguido de VPV com 249,71 MPa, VJV com 180,93 MPa, PVP com 149,89 MPa, JVJ com 87,72 MPa, JPJ com 66,85 MPa, JJJ com 57,28 MPa, PJP com 59,23 MPa e PPP com 56,07 MPa. De maneira geral, as morfologias e principais mecanismos de falhas dos compósitos laminados mostraram a presença de fraturas tanto em ângulo quanto transversais e do tipo explosiva, propagação de trincas na direção preferencial do esforço de tração, além da presença de arranchamento de fibras (pull-out) e delaminação, o que pode ter sido gerado por falta de adesão fibra/matriz.

  • MARCELO HENRIQUE CORREA BENTES
  • Desenvolvimento de modelo dinâmico do trem de potência de turbina hidrocinética com um grau de liberdade.

  • Data: 03/07/2018
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  • Numa região muito rica em recursos naturais, a região amazônica, principalmente em localidades afastadas, enfrenta dificuldades em relação ao acesso a energia elétrica convencional, a baixa densidade populacional e as dificuldades de logística contribuem diretamente com essa triste realidade. Neste contexto as turbinas hidrocinética (THC’s) apresentam-se como uma alternativa de fonte de energia elétrica viável para locais isolados, além de ser um sistema de fácil instalação, não poluente e de baixo impacto ambiental. Em busca da otimização de THC’s com transmissão por sistema planetário de engrenagens são analisados vários aspectos do seu comportamento através de um modelo matemático e dinâmico governado pela segunda lei de Newton que é aplicado ao conjunto rotor-sistema multiplicador de velocidades-gerador também faz-se uma analogia com a performance de uma turbina com transmissão por correia. Estende-se ainda uma análise acerca das frequências naturais do sistema comparando-se com a frequência de operação da máquina com o intuito de evitar a fenômeno da ressonância. Os resultados numéricos mostram que o modelo matemático é coerente quando comparado com os resultados do modelo experimental. Estabelecendo uma analogia entre esse tipo de turbinas com outra de transmissão por correia conclui-se que a com sistema planetário de transmissão apresenta, numericamente, melhores resultados do que a com correias e polias.

  • IGOR ALEXSANDER BARBOSA MAGNO
  • Efeito do tratamento térmico T6 na microestrutura e microdureza de uma liga de alumínio 319.1 solidificada horizontalmente.

  • Data: 28/06/2018
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  • Experimentos de solidificação direcional horizontal (SDH) e tratamento térmico de endurecimento por precipitação foram realizados com a liga Al5.5Si3Cu, visando investigar a microestrutura, microdureza e distribuição, morfologia e tamanho das partículas de Si. O lingote solidificado direcionalmente (LSD) foi obtido por meio de um dispositivo de solidificação direcional refrigerado à água. Amostras do LSD foram selecionadas a partir da interface resfriada e submetidas ao tratamento térmico T6 (TT-T6). O TT-T6 foi realizado nas amostras solidificadas, considerando dois tempos de solubilização: 5 e 8 horas a 490 ± 2 oC, seguido de têmpera em água morna (60 ± 2oC) e envelhecimento artificial por 5 h a 155 ± 2 oC e, finalmente, resfriamento ao ar ambeinte. Caracterização por microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura (MO e SEM, respectivamente) foi realizada para revelar e analisar as microestruturas das amostras como solidificadas e tratadas termicamente. Observou-se que a microestrutura típica de solidificação consiste de uma fase primária rica em alumínio (α-Al) de morfologia dendrítica e uma mistura eutética interdendrítica composta (α-Al)eutética + partícula de Si + fases intermetálicas Al2Cu () e Fe. A fase α-Al foi quantificada pelos espaçamentos dendríticos secundários (2). A dependência da microdureza (HV) sobre os valores de 2 em ambas as amostras solidificadas e tratadas termicamente foi avaliada, e os resultados mostraram que os valores médios de HV foram constantes para todas as posições analisadas, porém maiores valores de HV foram observados para o tempo de solução de 5 horas. Foi constatado que o TT-T6 aplicado nas amostras solidificadas exerce uma forte influência na distribuição, morfologia e tamanho das partículas de Si. 

  • ALYSSON KLEBER FERREIRA DE LIMA
  • Desenvolvimento de manta para isolamento de ruído de impacto à base de materiais regionais.

  • Data: 20/04/2018
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  • Com a aprovação da norma ABNT/NBR 15575:2013 que normaliza o desempenho de edificações nos mais diversos aspectos, acentuou-se a cobrança sob as construtoras no sentido de produzir edifícios mais eficientes nestes diversos setores, como energético, estrutural e acústico. Este último está intimamente ligado ao conforto do ocupante do ambiente, com isso levantou-se questões ligadas ao bem-estar de moradores de habitações verticais, que há muito era depreciado pela baixa eficiência do isolamento entre habitações, a perda de produção em escritórios de edifícios executivos pelo mesmo motivo, entre outros. Neste sentido, este trabalho busca desenvolver um material resiliente composto por borracha natural oriunda de projetos de extração consciente e sustentável, acrescido de fibras regionais comumente encontradas como rejeitos de atividades comerciais da região, por exemplo, o consumo de açaí, com o intuito de utilizá-lo para a atenuação do principal ruído presente nestas circunstâncias, o de impacto. Para isto, foram analisadas em bancadas construídas em escala, as propriedades acústicas do material desenvolvido, seguindo os procedimentos recomendados pela referida norma e normas complementares. A fim de constatar que o material possui relevância para o fim proposto fez-se também investigações acerca das propriedades mecânicas ligadas a sua utilização na construção civil, como determinação de fluência em compressão, resistência a ambientes alcalinos e determinação da rigidez dinâmica. Concluindo a partir destes, que o material possui grande importância para o segmento econômico de construções civis no sentido de adequar os novos empreendimentos aos valores estipulados pelas normas vigentes.

  • TADEU DA SILVA SOUZA JUNIOR
  • Intercomparação de Parâmetros Acústicos nas Paróquias São José de Queluz e São Francisco de Assis, em Belém-PA.

  • Data: 11/04/2018
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  • Este trabalho aborda a problemática da acústica de paróquias construídas a partir da segunda metade do século XX por meio da revisão bibliográfica e do estudo de caso de duas paróquias na cidade de Belém-PA. O objetivo da pesquisa é fazer uma intercomparação dos parâmetros objetivos com base nos resultados obtidos, citando o tempo de reverberação, tempo de decaimento inicial, clareza, definição e o índice de transmissão da fala, com ajuda do software DIRAC 3.1, de duas paróquias, onde foram realizadas quarenta medições. Vinte pontos para o microfone foram distribuídos por cada paróquia, sendo dois no presbitério e dezoito no interior de cada igreja. As igrejas foram escolhidas como objeto de estudo pelo fato de ficarem situadas em áreas centrais de Belém-PA, serem bastante frequentadas diariamente e possuírem uma arquitetura propícia para a acústica. Ressalta-se que a Paróquia São Francisco de Assis há anos não passa por uma reforma, enquanto que a Paróquia São José de Queluz passou recentemente por uma reforma, buscando, inclusive, contemplar a acústica do ambiente. Faz-se uma exposição da metodologia, explicando conceitos fundamentais dos parâmetros acústicos objetivos utilizados para traduzir a percepção que os ouvintes têm do comportamento acústico de cada igreja, além de uma entrevista com fiéis e sacerdotes sobre suas percepções acústicas dos ambientes pesquisados.

  • VANESSA CRISTINA DA COSTA OLIVEIRA
  • Desenvolvimento de um compósito estrutural do tipo sanduíche com núcleo da Raphia Taedigera.

  • Data: 23/03/2018
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  • Encontrar novos materiais que contenham propriedades incomuns que as ligas metálicas, cerâmicas e polímeros convencionais não proporcionam é que motivou as pesquisas no campo de materiais compósitos. Este estudo propôs o pecíolo da palmeira Jupatí (Raphia Taedigera) como um novo material para ser usado como núcleo de compósito estrutural do tipo sanduíche. Foram utilizados neste estudo mantas de fibras de vidro de 450 g/m2, resina poliéster cristal e medula do pecíolo da palmeira Jupatí para confecção do sanduíche Jupatí (SJ) por meio de laminação a vácuo. Outros dois sanduíches foram utilizados como parâmetro para os resultados, sendo eles: Sanduíche de núcleo de compensado naval (SCN) e sanduíche de colmeia de polipropileno (SCPP). Foram realizados ensaios sob esforços de compressão, flexão e impacto. A microscopia eletrônica de varredura foi utilizada para caracterização. O compósito resultante apresentou comportamento mecânico equiparado ao de outros compósitos sanduíches comercializados e estudados. Sob compressão apresentou tensão máxima de 5,11 MPa; sob flexão apresentou tensão máxima de 24 MPa, sob impacto apresentou resistência de 36 KJ/m2 (± 5,56). A adesão interfacial mostrou-se favorável, tornando o Jupatí propício para uso em núcleos de sanduíches.

  • RENAN GOUVEA DIAS
  • Avaliação da modificação da liga base Al – Cu – Fe – Si por teores de Ti solidificada em coquilha metálica quanto a caracterização estrutural, elétrica e mecânica.

  • Data: 20/03/2018
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  • O trabalho presente coloca em questão a influência dos elementos de adição titânio na liga Al-0,05%Cu-[0,24-0,28]%Fe-0,6%Si. O elemento modificador estudado está presente em teores de 0,15% e 0,22%Ti. Os lingotes foram produzidos através de solidificação em coquilha metálica vazados em molde “U” e trabalhados para os diâmetros de 2,8; 3,0; 3,8; e 4,0 mm. Todas as ligas produzidas foram caracterizadas mecanicamente e eletricamente através de ensaios de tração (limite de resistência à tração e alongamento) e condutividade elétrica (%IACS). Também foi obtido o coeficiente de encruamento a partir do ensaio de tração. O diâmetro que apresentar melhores resultados quantitativamente e qualitativamente através dos ensaios realizados será selecionada para passar pelos ensaios de termorresistência da COPEL e da ASTM B941. A avaliação primária determinou que o diâmetro de 3,0 mm foi o que obteve os melhores resultados mecânicos e elétricos devido ao grau de trabalho a frio que permitiu o processo de recuperação dinâmica. O ensaio de termorresistividade feito apenas com o diâmetro de 3,0 mm determinou que apenas a liga Al-0,05%Cu-[0,24-0,28]%Fe-0,6%Si-0,22$Ti alcançou o resistência seguindo a norma da COPEL.

  • CHARLES HUDSON MARTINS DE VASCONCELOS
  • Estudo de Viabilidade da Utilização do Processo GMAW-CW em Soldas de Aço Balístico

  • Data: 01/03/2018
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  • O Departamento de Ciência e Tecnologia do Exército lançou em 2006, o edital para as empresas nacionais e estrangeiras participarem do "Projeto da Viatura Blindada de Transporte de Pessoal, Média, de Rodas" (VBTP-MR). Em Dezembro de 2007 foi escolhida uma empresa italiana instalada no Brasil. A empresa entregou o primeiro lote de viaturas ao exército brasileiro em março de 2014, após montagem do protótipo e um lote piloto para experimentações doutrinárias. Ocorre desde então, uma forte ênfase dessa empresa que, utilizam um processo personalizado GMAW para a execução da etapa funilaria. Entretanto, apesar de ser um processo personalizado GMAW, apresenta o mesmo estorvo dos outros processos, elevado tempo é consumido em resfriamento para evitar distorções e alteração da microestrutura do material soldado. Neste contexto, esse trabalho foi executado com a finalidade de avaliar a aplicação do processo de soldagem GMAW-CW, Gás Metal Arc Welding–Cold Wire (com adição de arame frio) no aço balístico HHA. Descreve-se o estudo das características operacionais, econômicas e ciclo térmico para ambos os processos, automatizados, na posição plana, em passe único para preencher chanfro “V” em chapa de aço balístico HHA ARMOX 500T utilizando o arame ER307, proteção gasosa de uma mistura 90% Ar + 5% CO₂ + 5% O₂. Os experimentos tiveram caráter comparativo e para isso estabeleceu-se dois padrões de parâmetros operacionais denominados indústria e experimental. Ambos os padrões são aplicados nos processos GMAW e GMAW-CW com 20% e 40% de arame frio. Observou-se que as variáveis mais importantes dentre as analisadas foram velocidade de soldagem e o percentual de arame frio. Em ambos os processos, a velocidade de soldagem do padrão experimental apresentou um aumento de 150% em relação ao padrão indústria. Os resultados encontrados não indicaram descontinuidade ou imperfeições superficiais nos níveis de velocidade estudados. As características econômicas dos processos de soldagem do padrão experimental apresentaram resultados com aumento de 100% na taxa de fusão e variando de 117% a 149% na taxa de deposição em relação aos respectivos processos do padrão indústria. Por meio da curva de ciclo térmico observou-se que o processo GMAW-CW 40%, padrão experimental, obteve o menor tempo de resfriamento entre todos. Em relação ao processo GMAW convencional, padrão indústria, a redução obtida no tempo de resfriamento foi 9,2%. Assim, foi alcançada a redução de 50,3% do tempo de produção do veículo.

  • MIGUEL CALANDRINI DA SILVA NETO
  • Avaliação das Propriedades do Cordão de Solda no Processo GMAW-CW em Chapas de Alumínio Naval.

  • Orientador : EDUARDO DE MAGALHAES BRAGA
  • Data: 01/03/2018
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  • O presente trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento operacional dos processos GMAW convencional e GMAW-CW e os desempenhos geométricos mecânico e metalúrgico das soldas de alumínio naval produzidas por estes processos de soldagem. As soldagens automatizadas foram realizadas sobre chapas planas com uma fonte eletrônica em CC+, na posição plana e proteção de Argônio puro, numa vazão de 17 l/min e um sistema de alimentação do arame não energizado. Os cordões foram realizados com o arame de soldagem de diâmetro 1,0 mm para o arame energizado e 1,0 mm para o arame não energizado, com especificação AWS ER5356, aplicados em junta de topo sem chanfro de dois corpos de prova planos com dimensões de 300 x 150 x 5 mm e fabricados em liga Al-Mg 5052 H34. As variáveis de entrada foram: velocidade do arame eletrodo constante (14 m/min), variação da velocidade de soldagem (30 e 40 cm/min) e as velocidades de alimentação do arame não energizado (10%, 20%, 30% e 40%) da velocidade do arame eletrodo. A avaliação dos depósitos baseou-se na análise superficial do cordão de solda com ensaio não destrutível, nas suas características geométricas (diluição e área de penetração), análise da taxa de deposição, análise de energia de soldagem, composição química, além de propriedades mecânicas de microdureza e análise de comportamento do arco. Os cordões de solda analisados apresentaram bom aspecto superficial e não apresentaram descontinuidades superficiais significantes. Os resultados revelaram que o processo GMAW-CW apresentaram ótimas características para o emprego na soldagem de união. Com o processo GMAW-CW proposto, foi possível verificar que com o aumento da velocidade de soldagem, podemos obter menores taxas de deposição consequentemente menor energia de soldagem, que acarretará em menor deformação, assim como obtendo menores ZTA, esse aumento na velocidade também proporcionou maior produtividade com economia de material depositado. A análise de microdureza mostrou que os maiores valores de dureza no metal de solda, foram para velocidade de soldagem em 40cm/min de 30% de adição de arame não energizado. Ao analisar o coeficiente de Carrer, a adição de arame não energizado provou ser benéfica para o comportamento do arco para a velocidade de soldagem de 30 cm/min para todos os percentuais de adição, enquanto que para o processo GMAW convencional foi instável. Para a velocidade de soldagem de 40 cm/min, a adição de arame não energizado não favorece a estabilidade da transferência metálica a partir de 20% de adição de arame não energizado. Espera-se, através deste trabalho, contribuir para desenvolvimento tecnológico dos estaleiros da região propondo maior produtividade e qualidade dos cordões de solda em alumínio naval, além de incentivar o aprimoramento deste processo em futuros trabalhos.

  • CESAR TADEU NASSER MEDEIROS BRANCO
  • Análise estática de braço de controle inferior produzido por compósito de epóxi e fibra de vidro.

  • Data: 21/02/2018
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  • Os materiais poliméricos laminados e reforçados com fibra de vidro são materiais sintéticos amplamente utilizados como alternativa aos convencionais, principalmente devido à sua alta resistência e baixa massa específica. Este trabalho apresenta uma análise estática de um braço de controle inferior feito com material compósito de fibra de vidro. Foi desenvolvida uma modelagem numérica utilizando o Método dos Elementos Finitos através do ANSYS APDL, e as tensões normais para o material compósito foram obtidas e comparadas com o aço convencional. A abordagem considerou laminados unidirecionais, a fim de se obter as propriedades adequadas para o material compósito. Duas forças, aplicadas separadamente no braço de controle inferior, apresentam as análises de tração e compressão. O primeiro simula a força de tração que atua na roda externa e a outra simula a força de compressão que atua na roda interna quando o veículo realiza um conversão a 25 km/h. Foram obtidos bons resultados para o compósito unidirecional com 5 e 7 camadas, apresentando tensões normais ainda menores quando o número de camadas é aumentado. Os resultados das tensões normais máximas em x e y, para a análise de tração para sete camadas, são 64,2 MPa e 11,6 MPa. Para a análise de compressão, as tensões normais máximas em x e y são 23,8MPa e 17,5MPa. As tensões foram inferiores às obtidas utilizando metal e os resultados mostraram boa concordância com os resultados experimentais, provando o bom comportamento estático do compósito.

  • ROSINETE MENEZES RAMOS
  • Aspectos metalúrgicos e do comportamento mecânico de soldas de níquel depositadas pelo processo MIG pulsado utilizando a técnica Switch-Back

  • Data: 15/02/2018
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  • Neste trabalho soldas dissimilares em chapas de aço ASTM A182-F22 foram depositadas em passes isolados pelo processo de soldagem MIG pulsado, com e sem a utilização da técnica de soldagem Switch Back, com proteção gasosa 75% argônio (Ar) +25% Hélio (He) e o arame eletrodo AWS ER NiCrMo-4 (Hastelloy C 276) como metal de adição. Foram levantados os parâmetros da soldagem em passes isolados de simples deposição, a serem aplicados na soldagem de amanteigamento. As seções transversais e longitudinais das soldadas foram avaliadas em suas características metalúrgicas por microscopia ótica e no perfil de microdureza nas regiões de interesse: metal de solda, interfase metal de solda/ZTA e ZTA/metal de base. Os resultados apontaram a presença de regiões distintas nas amostras soldadas com a utilização da técnica Switch Back nas seções transversal e longitudinal dos corpos de prova. Os resultados indicaram variações significativas na morfologia microestrutural das seções transversal e longitudinal, variação de microdureza, e ausência de defeitos metalúrgicos tais como: Trinca, inclusão e porosidade.

  • FELIPE RIBEIRO TEIXEIRA
  • Explorando a Potencialidade do processo GMAW Switch Back para Revestimento de um Aço BLAR com Liga de Níquel.

  • Data: 29/01/2018
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  • O mais importante desafio do ponto de vista dos processos de fabricação consiste em desenvolver tecnologias que conciliem produtividade, qualidade e custos baixos. Diversas instituições ao redor do mundo buscam, por meio de pesquisas, desenvolver novos processos, técnicas e aprimoramentos capazes de alcançar tal objetivo. Técnicas variantes dos processos de soldagem com inserção de mais de um arame, por exemplo, podem ser citadas como aprimoramentos desenvolvidos nas últimas décadas que visam o aumento de produtividade e o aperfeiçoamento da qualidade, nas condições ideais. A inserção de elementos químicos capazes de desoxidar, desnitretar e auxiliar na estabilidade do arco bem como uma infinidade de outros métodos, ilustram essa busca pela qualidade almejada por qualquer ramo de empreendimento.
    Dentre as muitas técnicas utilizadas para a melhora de resultados dos processos de soldagem, há uma nova, desenvolvida na última década, que aumenta o valor limite da velocidade de soldagem sem comprometer a integridade do cordão. Sabe-se que a superfície e a geometria do cordão passam a ser prejudicadas, com o aparecimento de mordeduras e de irregularidades, como reportado por NGUYEN (2005), quando velocidades de soldagem acima de um determinado valor limite são utilizadas.
    Esta técnica, conhecida como switch-back (SB), consiste na oscilação da tocha na direção longitudinal do cordão durante a soldagem. Para isso, dois movimentos são executados periodicamente, o avanço e a reversão. No primeiro a tocha percorre uma distância por um determinado tempo para que, em seguida, haja um recuo, denominado de reversão, com um comprimento menor do que o do avanço.
    Além do aumento no valor limite da velocidade de soldagem, esta técnica também contribui para o controle da poça de fusão na soldagem de chapas finas e de passe de raiz, conforme apresentado por KANEKO et al. (2007) e YAMANE et al. (2009).
    Contudo, as implicações do uso da técnica em relação a aspectos metalúrgicos e de resistência mecânica do metal de solda e da zona termicamente afetada, ainda são pouco exploradas. Deste modo, a presente pesquisa visa estudar o efeito dos parâmetros da técnica switch-back aplicada com o processo de soldagem GMAW sobre a estabilidade do arco, o aspecto superficial, a geometria da solda, a microestrutura e a microdureza de cordões confeccionados com uma liga de níquel sobre um aço ARBL.

  • ANDRE DOS SANTOS BARROS
  • Solidificação direcional das ligas Al-3%Cu e Al-3%Cu-0,5%Mg: estrutura dendrítica, microdureza, resistência à corrosão e aplicação do tratamento térmico T6 na liga ternária.

  • Data: 24/01/2018
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  • Neste estudo analisam-se as inter-relações entre os parâmetros térmicos de solidificação, o arranjo microestrutural, a microdureza Vickers e a resistência à corrosão das ligas Al-3%Cu e Al-3%Cu-0,5%Mg solidificadas direcionalmente em um dispositivo horizontal. São avaliadas, também, as alterações na microestrutura, nos níveis de microdureza e na resistência à corrosão da liga ternária após os tratamentos térmicos de solubilização (495 ºC / 3 h) e envelhecimento artificial (200 ºC / 30, 60 e 180 min). Para tanto, o coeficiente de transferência de calor interfacial (hi) da liga Al-3%Cu é calculado por meio de uma metodologia baseada no confronto entre os perfis de temperatura teóricos, fornecidos por simulações numéricas, e aqueles obtidos experimentalmente considerando a linha central correspondente ao eixo longitudinal do lingote. Em seguida são determinadas equações do tipo potência para representar o crescimento dos espaçamentos dendríticos primários (λ1), secundários (λ2) e terciários (λ3) em função da velocidade de avanço da isoterma liquidus (VL) e da taxa de resfriamento (TR). No caso da liga Al-3%Cu, estas equações são comparadas com resultados experimentais encontrados na literatura bem como com valores estimados por modelos teóricos aplicáveis à solidificação transiente. Difração de raios-X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) associada com espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDS) são utilizadas na caracterização das fases intermetálicas previstas nos caminhos de solidificação obtidos por meio do software Thermo-Calc. Posteriormente são propostas equações do tipo potência e de Hall-Petch para descrever a variação da microdureza em função dos parâmetros térmicos e microestruturais para ambas as ligas. Os valores de microdureza das amostras tratadas termicamente são então analisados em função do tempo de envelhecimento. Finalmente, a variação na resistência à corrosão é avaliada por meio das técnicas de espectroscopia de impedância eletroquímica e de polarização potenciodinâmica.

  • MARCOS FELIPE MACÊDO CARDOSO
  • Efeito do tratamento térmico sobre o coeficiente de encruamento para uma liga Al-Cu-Fe-Zr.

  • Data: 24/01/2018
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  • Existe uma variedade enorme de novas tecnologias que estão sendo desenvolvidas para atender à crescente demanda por energia elétrica, empregando materiais que operem com maior eficiência, principalmente quando se considera o efeito da temperatura sobre a estrutura das ligas metálicas. Esta pesquisa analisa a influência do tratamento térmico sobre o Coeficiente de Encruamento da liga Al-0,05%Cu-0,40%Fe-0,22%Zr, cujos lingotes foram obtidos por fundição em coquilha metálica em formato “U”, usinados e separados em dois lotes: o primeiro é o material sem tratamento térmico; o segundo foi tratado termicamente por 2 horas a 150°C. Posteriormente, as amostras dos dois lotes foram laminadas a frio nos diâmetros [4,0; 3,8; 3,0; 2,7] mm. Os fios obtidos foram submetidos ao ensaio de resistividade elétrica e ao ensaio de tração, nos quais foram determinadas as características elétricas e mecânicas, respectivamente. O Coeficiente de Encruamento [η] foi obtido através de dados do ensaio de tração aplicados ao método de Hollomon. Observou-se que o fios de diâmetro 3,0 mm apresentaram os valores mais elevados de Condutividade Elétrica e Limite de Resistência à Tração [LRT], os quais foi submetido a dois padrões de avaliação da termorresistência: o Protocolo COPEL e a Norma ASTM B941-16, para analisar a variação de [η] com o LRT, correlacionando-se à avaliação da ductilidade, através dos dados de Alongamento [δ] e Razão de Cavidades [θ], obtidas por metalografia quantitativa aplicada a fotomicrografias das fraturas dos fios. Foi observado que os valores crescentes de [η], apresentados pela liga ao se aplicar os tratamentos térmicos, apresentaram uma relação com a ductilidade crescente do material.

2017
Descrição
  • JOÃO JOSÉ ALBERNAZ LOPES
  • Modelagem dinâmica do trem de potência de uma turbina hidrocinética de pequeno porte com transmissão por correia.

  • Orientador : ALEXANDRE LUIZ AMARANTE MESQUITA
  • Data: 05/10/2017
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  • O estudo para a geração de energia elétrica através de turbinas hidrocinéticas vem tendo um destaque devido ao uso de fontes renováveis. O presente trabalho tem como objetivo apresentar uma modelagem dinâmica do trem de potência de uma turbina hidrocinética de pequeno porte com rotação variável. A abordagem utiliza a metodologia do modelo BEM (Blade Element Method) para a determinação do coeficiente de potência da turbina. O sistema é composto por um rotor de quatro pás, um sistema de transmissão por correia e um gerador elétrico. No modelo são consideradas as inércias do sistema, a massa aditiva devido ao fluido, e os torques resistivos. Os resultados de simulação numérica são obtidos para a velocidade de rotação do rotor em regime permanente e comparados com os dados do campo de pesquisados na pequena turbina hidrocinética instalada no igarapé Arapiranga – Açu, localizado no município do Acará situado no Estado do Pará.

  • EDWILLSON GONÇALVES DE OLIVEIRA FILHO
  • Avaliação do comportamento mecânico de compósitos poliméricos reforçados com fibras naturais nas condições in natura e tratadas quimicamente Belém.

  • Data: 28/09/2017
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  • Avaliou-se a produção de materiais compósitos reforçados com diversas fibras vegetais em uma matriz polimérica constituída de resina poliéster insaturada teraftálica. O processo de fabricação realizado foi o manual (hand lay-up), utilizando molde de silicone, na presença de fibras de sisal (Agave sisalana), juta (Corchorus capsularis Linn), piaçava (Attalea funifera Mart), coco (Cocus nucifera), carnaúba (Copernicia prunifera), engaço da palma (Elaeis guineenses) e palha da costa (Raphia vinífera). A caracterização mecânica dos compósitos foi estudada por meio da realização de ensaios de tração. As fibras utilizadas no experimento estavam na condição in natura e tratadas quimicamente (mercerizadas) com Hidróxido de Sódio a 10% sob agitação ultrassônica. Para a verificação da resistência e rigidez das amostras, foram utilizadas máquinas de ensaio universal AROTEC. Fez-se o ensaio de tração dos corpos-deprova reforçados com fibras descontínuas e orientadas aleatoriamente, utilizando comprimentos de 5, 10, 15 mm, para frações mássicas variando conforme a capacidade volumétrica do molde. Além disso, foi realizada uma análise fractográfica no microscópio eletrônico de varredura (MEV), para analisar detalhadamente as superfícies de fratura das amostras ensaiadas e entender os mecanismos de falha de cada material. Em alguns casos, os resultados obtidos indicaram que as propriedades mecânicas dos compósitos aumentaram com o tratamento químico das fibras naturais. Os resultados também foram comparados com dados encontrados na literatura, correlacionando com outros trabalhos com fibras vegetais e sintéticas. 

  • JULIO AUGUSTO DA SILVA AVIZ
  • Crescimento dendrítico secundário e microdureza de ligas Al-Cu-Si solidificadas direcionalmente.

  • Data: 31/08/2017
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  • O principal objetivo deste trabalho é desenvolver um estudo experimental a fim de estabelecer correlações entre os parâmetros térmicos de solidificação (velocidade de deslocamento da isoterma liquidus e taxa de resfriamento), o crescimento dendrítico secundário e a microdureza das ligas ternárias Al-6%Cu- 2,5%Si, Al-6%Cu- 4%Si e Al-6%Cu- 8%Si solidificadas em um dispositivo de configuração horizontal, sob regime transiente de extração de calor. Um método experimental é aplicado para estimar os referidos parâmetros térmicos que são representados por meio de equações experimentais expressas na forma de potência. As amostras obtidas das ligas estudadas são analisadas por meio de microscopia óptica a fim de possibilitar a medição dos espaçamentos dendríticos secundários. Os resultados encontrados para esses espaçamentos são correlacionados com os parâmetros térmicos investigados e com valores de microdureza por meio de equações experimentais dos tipos potência em função do tempo e Hall-Petch. A observação das microestruturas das ligas estudadas mostra que o aumento na concentração de silício pouco influenciou o crescimento dendrítico secundário.

  • PAULO LOURENCO MONTEIRO JUNIOR
  • Construção e aferição de um equipamento de ensaio de desgaste micro-abrasivo por esfera rotativa fixa.


  • Data: 31/08/2017
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  • O ensaio de desgaste micro-abrasivo tem sido o foco de muitos estudos nos últimos anos devido à ocorrência em muitas situações práticas, com destaque para a utilização de ligas metálicas. Entre as suas aplicações estão, por exemplo, a análise da resistência de revestimentos e da influência de tratamentos térmicos sobre o comportamento tribológico de superfícies. Entretanto, na literatura,são escassos estudos que correlacionam a influência da microsestrutura resultantante do processo de solidificação nas propriedades tribológicas de ligas metálicas, assim, a construção de aparatos para a análise experimental da resistência ao desgaste é de suma importância, pois, dessa forma, criam-se meios para que lacunas no conhecimento, como a citada anteriormente, sejam preenchidas. Este trabalho tem como objetivo principal determinar os parâmetros dimensionais e operacionais necessários para construir uma máquina de desgaste micro-abrasivo por esfera rotativa fixa. Para tanto, foram realizadas análises sobre alguns modelos já existentes na literatura e então foi escolhido o modelo mais adequado para as pesquisas que serão realizadas sobre desgaste de ligas metálicas não ferrosas que possuam potencial aplicação em componentes submetidos à condições de desgaste. Após a escolha do arranjo estrutural do equipamento, foi realizada a confecção dos componentes e posteriormente a montagem do dispositivo de análise de desgaste. No caso deste equipamento, aplica-se uma carga para que haja contato entre a esfera a ser rotacionada e a amostra a ser desgastada. Além da carga, define-se outros parâmetros do ensaio, isto é, tempo de ensaio e, caso haja necessidade, a vazão da pasta abrasiva. Para aferir a máquina, os ensaios foram realizados em uma liga Al-1,2%Pb, com microsestrutura globular e solidificada em um dispositivo ascendente, na qual já foram realizados testes anteriores por Freitas (2013). Após a realização dos ensaios, notou-se que as calotas impressas nos corpos de prova apresentaram aspectos semelhantes aos disponíveis na literatura, ou seja, aspectos superficiais e geométricos regulares. Por fim, percebeu-se que as curvas de volume de desgaste em função do espaçamento interfásico para todos os tempos de ensaio, semelhantemente aos resultados observados por Freitas (2013), apresentaram uma tendência na qual o volume de material removido é menor para maiores espaçamentos interfásicos.

  • TAMIRES ISABELA MESQUITA BOTELHO
  • Avaliação da utilização da Carapa Guianensis (óleo de Andiroba) como fluido de corte no torneamento de aços ABNT 1020 e 1045.

  • Data: 16/08/2017
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  • Na usinagem, os fluidos de corte, quando escolhidos e aplicados apropriadamente, poderão refletir em benefícios durante os processos de fabricação. As propriedades dos fluidos de corte são fundamentais para se facilitar o processo de usinagem sendo para refrigerar e/ou lubrificar a interface cavaco/ferramenta. No entanto, o fluido poderá representar grande problema tanto para o meio ambiente quanto para o operador. Por este motivo, vários estudos vêm sendo realizados constantemente para investigar o desempenho e alternativas para operações de usinagem, sendo umas delas o uso de óleos vegetais que são menos agressivo ao meio ambiente e podem trazer benefícios a saúde do operador. Este trabalho estuda os efeitos do óleo vegetal extraído da carapa guianensis no processo de torneamento cilíndrico externo para os aços ABNT 1020 e 1045. Para os ensaios foram utilizados ferramentas de bits de aço rápido afiadas manualmente, em operações de desbaste e acabamento, variando as condições de fluídos de corte: á seco, com fluído de corte comercial e com o óleo vegetal em estudo. Avaliou-se o comportamento do cavaco, a temperatura de corte, desgaste de flanco máximo e acabamento superficial o comportamento em todas as condições, a caracterização físico-química (viscosidade dinâmica a 40° e pH) do óleo da carapa guinanensis. Foi observado melhores condições do cavaco nas condições à seco e com aplicação do fluido comercial. Já em relação à temperatura de corte, obteve-se maiores valores com a utilização da carapa guianensis, efeito este que auxiliou no melhor acabamento superficial de todas as amostras. Para o desgaste de flanco em condições de acabamento, o fluido de corte comercial teve melhores resultados, diferentemente da avaliação para desbaste, na qual a aplicação da andiroba desgastou menos. Além disso, a andiroba obteve menor viscosidade e pH quando comparada com o fluido comercial. Dessa forma, o óleo da andiroba na forma de aplicação convencional pode ser uma forma de alternativa interessante no processo de torneamento dos aços ABNT 1020 e 1045, pelo fato de ser biodegradável e pela tendência mundial de redução dos fluidos de corte derivados do petróleo nos processos de usinagem.

  • VICTOR SOARES PEREIRA
  • Desenvolvimento de uma resina composta de polipropileno/argila para produção de ECO-CANOE.

  • Data: 02/08/2017
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  • Compósitos poliméricos reforçados com argilo-mineral vêm sendo amplamente estudados ao longo dos anos e cada vez mais se percebe o valor de sua utilização, este trabalho apresenta o argilo-mineral de lama vermelha lixiviada (LVl) desidratada como alternativa para carga particulada de enchimento em compósito com matriz de polipropileno (PP) reciclado. A análise mineralógica realizada por espectrometria de fluorescência de raios x (FRX) e Difração de raios x (DRX) possibilitou a identificação da LVl antes e após neutralização por lixiviação, com eliminação de sodalita e aumento da concentração de caulinita. A resina foi composta com 3% em massa de LVl, obtida por intercalação via solução e rotomoldada na forma de blocos de eco-canoe. Difratogramas de PP e de PP/LVl apresentaram padrão típico fase α (monoclínico). As fratografias de rotomoldados obtidas por Microscopia eletrônica de varredura (MEV) indicaram boa adesão carga/matriz, com intensificação de microfibrilas ao redor de argilo-mineral. A caracterização por termogravimetria (TG) demonstrou que a resina apresenta boa estabilidade térmica. Pelos resultados obtidos foi possível observar que as condições de processamento utilizadas são ideais para produção de módulos de eco-canoe.

  • MAXI VERANORD
  • Impacto na distribuição de temperatura de uma chama difusa com a troca do pó de biomassa in natura por torrada.

  • Data: 18/07/2017
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  • Para enfrentar o crescimento de demanda energia mundial e o aquecimento global, a busca de fontes de energia renováveis e menos poluentes que o petróleo atualmente tornou-se indispensável. O uso da biomassa como fonte de energia renovável parece uma das alternativas importante, devido ao seu caráter de reduzir a poluição atmosférica. O desenvolvimento de novo tipo de queimadores que podem operar com biomassa torrada de partículas menores seria a melhor forma de aproveitar biomassa em reatores de combustão. Neste trabalho foi utilizado um queimador de múltiplos combustíveis (biomassa), construído especialmente para este projeto, e uso de uma câmera termográfica (FLIR Systems AB, Sweden, de modelo FLIR T440, 62110822), com objetivo de analisar o impacto que causa a troca de Cupiúba in natura por torrada á distintas condições (temperaturas 220 °C, 250 °C e 280 °C) em uma chama difusiva. E também com os resultados dos comprimentos encontrados depois das análises das chamas para todas as biomassas em função das razões de equivalências, foram cálculos os tempos de residência, travessia da chama das partículas e comparando o tempo da travessia com o tempo caraterístico da combustão. Os resultados do estudo mostram, que a chama de cupiúba in natura fica mais instável, com uma emissividade luminosa muito fraca, e alguns pontos frios no meio da chama por causa de atraso de ignição ou fim da combustão. No caso da biomassa torrada á 220 °C o comprimento e área da chama se aumentam em relação de razão de equivalência, enquanto que a distribuição da temperatura média de chama é maior que a chama de cupiúba in natura. Por final com as biomassas torradas á 250 °C e 280 °C as chamas ficam mais estáveis, com comprimentos menores e áreas constantes em comparação de chama da cupiúba in natura e torrada á 220 °C. Também as distribuições das temperaturas médias são mais elevadas com intervalos de afastamentos de (6% – 23%) para 250 ºC e (18% - 28.5%) 280 ºC. Percebe-se que a temperatura de pré-tratamento tem um papel importante na estabilidade da chama, quando maior é a temperatura de torrefação mais estável e mais radiante ficam as chamas. Os resultados dos cálculos do tempo mostraram que as partículas de cupiúba in natura e a 220 °C leva mais tempo para travessar a chama que as biomassas de 250 °C e 280 °C. E os tempos de travessia das partículas tem mesmo comportamento que os tempos característicos só que com uma diferença de escala.

  • JOSE MARIA BRAGA PINTO
  • Compósitos poliméricos reforçados com fibra de raiz aérea da Amazônia: Timbó-Açu (Heteropsis Jenmanii)

  • Data: 30/06/2017
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  • A pesquisa desenvolvida neste trabalho buscou determinar as propriedades de compósitos de matriz de resina poliéster com reforços de fibras extraídas de uma espécie vegetal natural da floresta tropical da Amazônia, popularmente denominada de cipó timbó-açu, como alternativa aos compósitos poliméricos reforçados com fibras sintéticas ou com fibras vegetais tradicionalmente usadas. A matriz de poliéster utilizada foi a tereftálica pré-acelerada com naftenato de cobalto e curada à temperatura ambiente com catalisador peróxido de metil-etil-cetona (MEK) na proporção em relação à resina de 0,33% em volume. As fibras foram preparadas manualmente a partir dos cipós de timbó-açu, obtidos dos artesões da Cidade de Belém que os adquiriram dos extrativistas originários do interior do Estado do Pará ou dos Estados vizinhos do Amapá e Amazonas. A preparação das fibras foi feita de forma manual por processo de bipartição de cipós previamente selecionados que apresentassem distâncias maiores que trinta centímetros entre os nós. Foram determinadas as características físicas, químicas e mecânicas das fibras. As fibras apresentaram resistência à tração de 433,96 MPa, massa específica de 1,54 g/cm³, módulo de elasticidade de 5,63 GPa e teor umidade de 8,78%. Os compósitos foram preparados com fibras cortadas manualmente com os comprimentos de 5, 10 e 15 milímetros que apresentaram resistência à tração de 9,89 (± 2,16) MPa para o reforço de 5 mm, 11,84 (±2,23) MPa para reforço de 10 mm e 19,42(± 3,15) MPa para reforço de 15 mm. Quando submetidos aos esforços de flexão, apresentaram resistência de 43,74 (±1,94) MPa para o compósito com reforço de 5 mm, 44,66 (±2,49) MPa para reforço de 10 mm e 45,23 (±4,48) MPa para reforço de fibras com 15 mm. Ao ensaio de impacto Charpy os materiais compósitos apresentaram valores crescentes conforme o aumento do comprimento do reforço, sendo de 13,43 (±1,61) kJ/m² para reforço de 5 mm, 13,73 (±5,80) kJ/m² para reforço de 10 mm e para os compósitos reforçados com fibras de 15 mm de comprimento, o valor da resistência ao impacto foi 16,60 (±5,83) kJ/m². As fibras e os compósitos tiveram avaliação da superfície de fratura, por microscopia eletrônica de varredura (MEV), onde foi possível identificar as características das fibras isoladas e sua interação quando utilizada como reforço de matriz polimérica. O comportamento quando submetidos à variação de temperatura foi determinado por Termogravimetria (TGA/DTG) e calorimetria diferencial exploratória (DSC).

  • SELMA LIDIA AZEVEDO LOBATO
  • Análise dinâmica de uma ponte ferroviária em concreto protendido com um vão metálico.

  • Data: 27/04/2017
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  • Neste trabalho são apresentados os resultados da análise modal, experimental e numérica para uma ponte ferroviária sob o rio Mearim. Por se tratar de uma estrutura mista, foram analisados 02 trechos isoladamente da ponte, a saber, um trecho em concreto protendido e um trecho de estrutura treliçada metálica. Foram realizadas análises paramétricas para reconhecimento do impacto de algumas variáveis no comportamento dinâmico da estrutura, além disto, foram realizados ensaios de campo e em laboratório para obter as propriedades do material e registrar às repostas obtidas devido à passagem de trem. É válido ressaltar que além da passagem de trem de minério carregado e descarregado, foram registrados ensaios quando a ponte foi submetida a outros carregamentos como locomotiva, trem de passageiro, auto de linha e vento. Avaliada todas estas informações, foram realizados os ajustes numéricos e determinadas as formas modais predominantes para esta estrutura.

    Para elaboração do modelo numérico foi utilizado o aplicativo SAP2000. Para identificação inicial dos modos que poderiam ser detectados em ensaios de campo e assim definir o posicionamento de acelerômetros na ponte, foi utilizado o Fator de Participação de Massa Modal. Para identificação dos modos foi utilizado o método de identificação estocástica SSI-COV e aferição dos modos entre modelo experimental e numérico foi utilizado o MAC. É válido ressaltar que foram elaborados 02 tipos de modelagem para o trecho protendido, a saber, modelo com elemento tipo barra e modelo com elemento tipo sólido, com o objetivo de conhecer quais as vantagens e desvantagens de utilizar estes modelos para identificação de modos para este tipo de ponte ferroviária.

    Observou-se que a massa do trem impacta significativamente nas formas modais da ponte e que é possível determinar e aferir as formas modais com a excitação do tipo vento. Notou-se também que sendo uma estrutura rígida e complexa, obteve-se 04 formas modais distintas de 1 até 16 Hz. A modelagem numérica com elemento tipo sólido apresentou maior vantagem em relação ao modelo numérico do tipo barra ao detectar modos adicionais como o 1º modo de torção.

  • DJHON MACIEL AMARAL COELHO
  • Análise de parâmetros multifásicos em pluma de bolhas e efeito COANDA.

  • Data: 03/04/2017
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  • O escoamento bifásico tipo pluma de bolhas é típico de aplicações em sistemas industriais e sua aplicação tecnológica é vasta. Em função disto a determinação dos parâmetros deste escoamento particularmente aqueles relacionados com a fase gasosa tem grande relevância uma vez que o comportamento característico desta fase em escoamento deste tipo é na forma de bolhas as quais podem ser indesejáveis ou não em função de que podem ocasionar dificuldades de operação dos sistemas e até mesmo causar acidentes. Este trabalho utiliza a técnica da sonda condutiva para medir a fração de vazio, velocidade e diâmetro das bolhas produzidas no fenômeno pluma de bolhas e efeito coanda. Um aparato experimental foi construído no qual algumas condições de fluxo são ajustadas para o escoamento água - ar, os resultados obtidos pela sonda condutiva se mostraram satisfatórios quando comparados com as Teorias Integrais propostas pelo trabalho.

  • CRISTHIAN RICARDO LOAYZA LOAYZA
  • Incorporação e caracterização de nanotubos de carbono em soldas de aço inoxidável 316L por GTAW-P.

  • Data: 29/03/2017
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  • As propriedades dos nanotubos de carbono de paredes múltiplas, como resistência à tração acima de 150 GPa, módulo de rigidez de até 1000 GPa, condutividade elétrica elevada de 4x109 A cm-2, e elevada condutividade térmica de 100 W.m-1K-1, faz deles um ótimo reforço para compósitos de matriz metálica. Por outro lado, a soldagem por arco é processo comum para a união de quase todos os metais. Porém, a incorporação de nanotubos de carbono em aço inoxidável por soldagem de arco ainda não tem sido estudada. Esta pesquisa mostra a incorporação de nanocompósitos de níquel-nanotubos de carbono em aço inoxidável austenítico usando um arame nanoestruturado 316L com conteúdo 0.75 e 1.5 wt.% de nanotubos, por soldagem de eletrodo de tungstênio não consumível pulsado. A caracterização foi feita por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia Raman e difração de Raios-X. Testes de microdureza Vickers foram usados para analisar propriedades mecânicas. O compósito nanoestruturado tem uma modificação da microestrutura e um incremento superficial da microdureza em 35% com conteúdo de 0.75 wt.% de nanotubos de carbono.

  • JACSON MALCHER NASCIMENTO
  • Caracterização térmica e estrutural de ligas Al-Sn solidificadas em regime transitório sob diferentes condições.


  • Data: 22/02/2017
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  • Ligas Al-Sn apresentam interessantes características para fabricação de componentes mecânicos sujeitos periodicamente a movimento relativo entre as superfícies de contato, uma vez que partículas moles de estanho dispersas na matriz rica em alumínio atuam como lubrificante sólido. Neste trabalho, um estudo experimental foi desenvolvido analisar a influência de diversos parâmetros como superaquecimento, rugosidade da chapa molde e teor de soluto para ligas do sistema Al-Sn (teores de 10 e 20% de Sn) solidificadas direcionalmente em um dispositivo horizontal resfriado à água sob condições transientes de extração de calor. Além disso, comparou-se a cinética de solidificação das ligas com diferentes teores de soluto e realizou-se a caracterização microestrutural, proposição de leis de crescimento e comparação com resultados obtidos na literatura para a liga Al-10%Sn com chapa molde polida e 10% de superaquecimento. Os resultados encontrados para as liga Al-10%Sn e Al-20%Sn indicam o surgimento, além dos grãos colunares e equiaxiais, da morfologia de “grãos plumosos” na forma de “leque”. Para a liga Al-10%Sn solidificada com chapa molde polida e superaquecimento de 10%, as leis de crescimento continuaram sendo válidas na região de grãos plumosos, com valores de VL e TR sintetizados em leis exponenciais da forma λ1 = Cx(VL)-1,1 e λ1 = Cx(TR)-0,55. Os resultados experimentais deste trabalho mostram que as previsões teóricas para espaçamento dendrítico primário de Hunt-Lu e o de Bouchard-Kirkaldy, ajustam-se satisfatoriamente aos valores experimentais para um fator de calibração a1 = 150, bem como para os dados obtidos por Okamoto-Kishitake (1975). Por fim, comparando-se os resultados entre as ligas Al-10%Sn e Al-5,5%Sn (Vasconcelos, 2013), concluiu-se que os resultados numéricos de VL e TR convergem para um único valor, além de se inferir duas faixas críticas para o aparecimento da zona equiaxial. A correlação entre λ1 e a velocidade da isoterma liquidus para as duas ligas pode ser representada por uma única lei, expressa por λ1= 62 (VL)-1,1, assim como pode-se expressar por uma única lei a evolução experimental de λ1 em função da taxa de resfriamento, dada pela equação λ1= 155 (TR)-0,55.

2016
Descrição
  • MAURO QUARESMA LOBATO
  • Avaliação da influência da adição de teores de Zr na termorresistividade da liga Al-0,05%Cu-[0,35-0,45]%Fe-0,3%Si, solidificada em molde unidirecional horizontal.

  • Data: 21/12/2016
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  • O trabalho apresentado a seguir foi realizado com intuito de estudar e analisar os efeitos da adição dos elementos de Zircônio (teor de 0,15 e 0,22%p) na liga Al-0,05%Cu-[0,35-0,45]%Fe-0,3%Si. Foi utilizado para solidificação um simulador físico, na forma de uma câmara retangular com seis faces (Molde Unidirecional Horizontal) contendo uma única face metálica, capaz de extrair calor de forma mais intensa quando comparada com as outras cinco faces. Com isso, foi possível avaliar o comportamento termofísico das ligas, como velocidade de solidificação e taxa de resfriamento, comportamento macroestrutural, e a rejeição de soluto. Depois de solidificadas, as ligas obtidas foram cortadas utilizando serra de fita, e passaram pelo processo de usinagem para fabricação de amostras com 9,5 mm de diâmetro, que posteriormente passaram por laminação para obtenção de amostras com diâmetro de 3,0 mm. Foi realizado analise macroestrutural das ligas. Nos resultados, foi constatado que a liga com o teor de 0,15%Zr obteve maior velocidade de solidificação e taxa de resfriamento. A maior afinidade metal/molde contribuiu para a menor velocidade de resfriamento e taxa de solidificação para a liga com 0,22%Zr. Na macroestrutura, a liga com o teor de 0,22%Zr apresentou estrutura mais delgada. Comparando as taxas de resfriamento com as macroestruturas, notou-se que menores taxas contribuíram para formação de grãos mais equiaxiais. Nota-se que a taxa de resfriamento exerce uma influência na organização microestrutural tanto do Ferro quanto do Silício nas posições em relação a interface metal/molde. Após a deformação foi observada a fragmentação do constituinte eutético do sistema Al/Fe devido ao processo de deformação. A liga Al-0,15%Zr STT apresenta melhores resultados de condutividade elétrica. A liga que apresenta o maior limite de resistência à tração, é a liga com 0,22%Zr. Após o teste de termorresistividade percebe-se que ambas as ligas apresentaram porcentagens de perdas semelhantes e inferiores a 2,5%. Neste trabalho, ambas as ligas analisadas foram caracterizadas como termorresistentes.

  • ANDREW VINÍCIUS BATISTA DE OLIVEIRA
  • Caracterização de revestimentos GMAW-CW a base de cobalto em pás de turbinas.

  • Orientador : EDUARDO DE MAGALHAES BRAGA
  • Data: 20/12/2016
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  • Este trabalho consiste em avaliar a influência de um arame não energizado a base de Cobalto, Cromo e Molibdênio sobre as propriedades mecânicas de revestimento, aplicados pelo processo GMAW-CW, empregado na recuperação de pás de turbinas hidráulicas erodidas por cavitação. Para a realização dos revestimentos, foram utilizados dois consumíveis distintos com 1,2 mm de diâmetro, o AWS 309L e outro arame a base de Cobalto (21 E Cobaltherm), e a atmosfera de soldagem foi protegida com a utilização de Argônio com 2% de Oxigênio. Os revestimentos foram aplicados sobre chapas de aço estrutural (ASTM A-131) onde foi realizado o amanteigamento pelo processo GMAW com o arame ER309L, foram depositadas duas camadas nesta etapa, com o propósito de evitar a influencia do metal de base sobre a composição química do revestimento final, posteriormente ao amanteigamento foram realizados os revestimentos finais pelo processo GMAW-CW, onde os percentuais de arame não energizado variaram entre 30%, 60% e 90%. Foram realizados ensaios de resistência ao impacto em corpos de prova retirados nas direções longitudinal e transversal aos cordões de solda, ensaio de microdureza sobre a face do revestimento e foram analisadas as microestruturas resultantes dos revestimentos propostos. Os valores de resistência ao impacto e microdureza apresentaram comportamentos semelhantes, mas com um leve incremento, na medida que se aumenta o percentual de arame não energizado. Portanto, os dados obtidos sugerem os melhores revestimentos propostos como alternativa para o reparo de superfícies cavitadas.

  • SHAM DE SOUSA OLIVEIRA
  • Análise de resistência à abrasão e impacto, em superfícies revestidas por soldagem aplicadas na moagem SAG.

  • Data: 20/12/2016
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  • O revestimento interno dos moinhos vem tomando maior proeminência devido à sua influência direta na eficiência de moagem e pelo alto custo agregado relacionado ao seu tempo de operação. Para moinhos de grande porte como é o caso do moinho SAG, estes custos tornam-se ainda mais expressivos, levando as mineradoras a buscarem no mercado, alternativas de materiais com maior vida útil, facilidade de troca, menos densos e acima de tudo com maior confiabilidade para determinação de sua previsibilidade de troca. O custo de aquisição e o tempo de fabricação para revestimentos de moinho de grande porte torna-se outro fator preponderante para novas alternativas no mercado. Revestimentos depositados por soldagem, apesar de vir sendo amplamente empregado em diversas áreas na indústria da mineração, pouco se tem visto no campo da pesquisa a utilização dessas técnicas de soldagem na reconstituição de placas sujeitas a desgaste por abrasão e impacto ou preenchimento de trincas e imperfeições em revestimentos de moinho de grande ou médio porte como, por exemplo, os moinhos SAG e moinhos de bolas. Os processos de soldagem a arco, gás e metal ou metal inert/active gás (MIG/MAG) ou gas metal arc welding (GMAW) e a arco, gás e metal com adição do arame frio ou gas metal arc welding and cold wire (GMAW-CW) e soldagem a arco submerso submerged arc welding (SAW), têm sido estudados com foco na aplicação de revestimentos resistentes ao desgaste. Neste trabalho foram comparados os revestimentos depositados por soldagem (RDS) nas razões de arame frio (rAF) de 60%, 70%, 80% e 90% com o revestimento fundido (RF) utilizado no moinho SAG (Semiautógeno) 38’ X 22’ da mina de Sossego do município de Canaã dos Carajás. Foram utilizadas técnicas de caracterização de materiais como espectrometria de emissão óptica, microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva de raios X e de propriedades mecânicas como microdureza e o teste de impacto e abrasão compacto (TIAC), que demonstrou ser uma importante ferramenta para estudos e análises de perda de massa simulando um comportamento similar ao que acontece em escala industrial. A taxa de perda de massa em relação a rAF , comportou-se de forma inversa em relação a microdureza, ou seja, quanto maior a microdureza menor a perda de massa, contudo, os RDS 60%, 70% e 80% obtiveram maior perda em comparação com o RF que só ficou atrás do RDS 90%. Os resultados estatísticos de regressão para determinação da previsibilidade de perda de massa para os RDS e RF dentro do intervalo de segurança, mostraram uma boa relação entre o RDS 90% e o RF.

  • MAURO SERGIO VIEIRA MATOS
  • Uso do planejamento de experimentos (DOE) e redes neurais artificiais (RNA) em aplicações usando o método dos elementos discretos (DEM).

  • Data: 19/12/2016
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  • Atualmente, o Método dos Elementos Discretos (Discrete Element Method, DEM) vêm sendo cada vez mais usado na simulação de fluxo de minérios em equipamentos de mineração, tais como silos, moinhos, chutes, dentre outros. Contudo, para que a simulação numérica via DEM produza resultados realísticos, faz-se necessário uma eficiente calibração do modelo das partículas usadas nas simulações. Dessa forma, este trabalho foca em dois objetivos: o primeiro demonstra uma metodologia de calibração de partículas virtuais usando simulações numéricas em DEM, planejamento de experimentos (Design of Experiments em inglês ou DOE) e redes neurais artificiais e uma aplicação em peneiras vibratórias com o intuito de detalhar a influência dos parâmetros cinemáticos na eficiência de separação de finos. No primeiro demonstra-se que se usando resultados de simulações DEM para treinar uma rede neural artificial é possível criar um modelo de calibração do material usando 16 simulações numéricas, e qualquer quantidade necessária de simulações usando redes neurais, reduzindo significativamente a quantidade de simulações DEM necessárias para produzir um método de calibração das partículas virtuais. Na segunda aplicação são feitas análises dos parâmetros cinemáticos de peneiras vibratórias de movimento circular e linear. Para a peneira horizontal de movimento linear são avaliados os parâmetros frequência e amplitude. Para a peneira inclinada de movimento circular são avaliados os parâmetros ângulo de inclinação, frequência e amplitude. Em ambos os casos foram usadas a metodologia de planejamento de experimentos (Design of experiments, DOE) para definição e sequenciamento das simulações, e para a peneira horizontal utilizou redes neurais artificiais para simular diversas configurações de operação de peneiramento. Os resultados obtidos apresentaram que o parâmetro mais sensível na eficiência de peneiras horizontais é a frequência, seguido do termo quadrático da frequência, depois o termo quadrático da amplitude, depois pela amplitude e por fim o termo que multiplica frequência e amplitude. O parâmetro mais sensível na eficiência de peneiras inclinadas é também a frequência, seguido do termo que multiplica a frequência, amplitude e inclinação, depois o termo que multiplica amplitude e inclinação, em seguida a amplitude, depois o termo que multiplica frequência e inclinação, na sequência a multiplicação entre frequência e amplitude, por fim a inclinação.

  • MACIEL DA COSTA FURTADO
  • Avaliação da Eficiência de Ciclones Utilizando Mecânica dos Fluidos Computacional.

  • Data: 07/12/2016
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  • O ciclone é um equipamento mecânico que utiliza o princípio da força centrífuga para separar partículas suspensas em correntes fluidas. Devido à complexidade do escoamento fluido e a dificuldade de obtenção de modelos em escalas reduzidas, tornam difíceis ou caras as análises matemática e experimental. A turbulência é o principal mecanismo que afeta a distribuição das partículas nesses equipamentos. O movimento totalmente turbulento desenvolvido, que ocorre em ciclones, caracteriza-se pela formação de turbilhões emaranhados de vários tamanhos. No ciclone, a fluidodinâmica computacional permite simular a eficiência de coleta de partículas maiores que 5 μm com bastante precisão. A modelagem da eficiência de coleta para partículas com diâmetros menores ainda resulta em valores diferentes do experimental. Neste trabalho foram realizadas simulações numéricas no ciclone tipo Stairmend. Foram injetadas partículas de 1 a 5 μm. Todas as simulações foram realizadas considerando o escoamento tridimensional, com modelo de turbulência baseado nas tensões de Reynolds (Reynolds Stress Model), e esquema de interpolação upwind de segunda ordem para as variáveis primitivas. Para a verificação foram tomados dados experimentais disponíveis na literatura. Os dados experimentais foram obtidos por Zhao, Shen e Kang (2004) e Zhao (2005) citados no trabalho de Ramirez (2013). Os resultados mostraram que a metodologia empregada para reproduzir o comportamento do escoamento no ciclone é adequada, embora precise ser melhorada. Um estudo sobre o impacto dos coeficientes de reflexão na parede na capacidade de coleta e sua estimativa foi abordado nesse trabalho. As porcentagens de erros obtidos na queda de pressão foram em média menores que 15,05% e na eficiência de coleta a simulação conseguiram reproduzir com boa precisão a eficiência para os diâmetros de 2, 3, 4 e 5 μm.

  • DIMITRI OLIVEIRA E SILVA
  • Metodologia para Produção de Biomassa Torrada Utilizando um Reator Elevador Eletro Vibrante.

  • Data: 11/11/2016
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  • Os recursos energéticos atualmente utilizados pela sociedade ainda são, em sua maioria, provenientes de fontes de energias não renováveis. A necessidade de suprir a crescente demanda energética, de forma sustentável, incentiva o desenvolvimento de tecnologias que possam diversificar a matriz energética global, para diminuir a dependência das fontes de energia convencionais. Este estudo tem como proposta apresentar uma metodologia para a produção de biomassa torrada, utilizando a tecnologia de um reator elevador eletro vibrante e uma biomassa nativa da região amazônica. Para isto, é apresentada uma metodologia de produção de pó de biomassa torrada, que pode ser utilizado em queima conjunta com outros combustíveis, como o carvão, no intuito de propor uma substituição parcial deste último, com objetivo de reduzir custos e emissões de poluentes. São apresentados os principais conceitos relacionados à biomassa torrada, como a classificação do material quanto à origem da biomassa e quanto ao nível de torra, as características e os benefícios proporcionados pelo processo, como baixa umidade, aumento do poder calorífico e aumento da fragilidade, que melhoram o processo de cominuição do material, a densificação do material e aumento na concentração de carbono. Será apresentado um estudo realizado em um reator construído em escala piloto, onde o aquecimento é realizado através do efeito Joule e a movimentação do material, em seu interior, por vibração. São abordadas, também, as metodologias de avaliação e caracterização do combustível in natura e do combustível torrado. O consumo energético do processo é avaliado e um conceito de eficiência energética do processo é proposto para avaliar a energia demandada para processar o material e a energia final do material torrado. Alguns resultados apontam um crescimento no poder calorífico superior na ordem de 20% para uma temperatura de torra de 300°C, aumento na concentração de carbono e redução na concentração de oxigênio.

  • RAPHAEL ALVES OLIVEIRA
  • Determinação da pressão média efetiva indicada de motores diesel.

  • Data: 04/10/2016
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  • Neste trabalho, investigou-se uma maneira de determinar a pressão média efetiva indicada (IMEP) em um grupo gerador diesel monocilíndrico de injeção direta. Com este propósito, um sensor de pressão piezoelétrico foi escolhido e instalado no cabeçote do grupo gerador. As justificativas para a escolha do local de instalação do sensor, bem como os procedimentos para usinagem do cabeçote são explicados detalhadamente. A instalação do sensor de rotação no volante, os cuidados na instalação e o método para determinação do ponto morto superior (PMS) foram explicitados. Foram também discutidas questões acerca de como a instrumentação e as configurações de resolução dos sensores, por exemplo, podem ser configuradas para obter-se uma boa qualidade nos sinais aquisitados. Os experimentos foram feitos com diesel B7 (S-10) e com diesel marítimo A (DMA), com três diferentes cargas de operação do grupo gerador: 60%, 80% e 100%. Os dados de pressão foram coletados e, com as informações do sensor de rotação, originaram o diagrama PxCA (pressure x crank angle). A IMEP foi então obtida através da integração numérica deste diagrama. Aproveitou-se também as capacidades do aparato para determinar as pressões máximas dos ciclos e seus ângulos de ocorrência, as posições de início da combustão bem como suas durações, os atrasos de ignição, as curvas de temperatura no cilindro bem como as temperaturas máximas alcançadas, as quantidades de calor líquido liberado e as taxas de liberação líquida de calor. Foram também determinados, com o auxílio de diferentes equipamentos, os valores de consumo específico de combustível (SFC) e das emissões de CO, CO2, O2, NOx e hidrocarbonetos não-queimados (HC).

  • SULEMA MUFARREJ OLIVEIRA
  • Caracterização da composição do gás de torrefação via cromatografia gasosa.

  • Data: 30/09/2016
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  • No atual cenário mundial, a biomassa apresenta-se como uma das fontes promissoras capazes de suprir a crescente demanda diante da polêmica diminuição das ofertas dos combustíveis fósseis além das explícitas vantagens ambientais diante das alarmantes mudanças climáticas no planeta. Todavia, esta fonte renovável possui características gerais que prejudicam seu uso direto como combustível. O alto teor de umidade, o baixo poder calorífico, a granulometria irregular, o baixo teor de carbono fixo associado ao alto teor de matérias voláteis, todas essas propriedades tornam a biomassa um combustível heterogêneo de baixa qualidade. No intuito de padronizar e corrigir essas desvantagens, foram desenvolvidos diversos processos, entre eles a torrefação. A torrefação é um processo de conversão térmica que ocorre em temperaturas relativamente baixas (200°C – 300°C). Nesta faixa de temperatura, a hemicelulose é o componente mais degradado. Este tratamento térmico garante a padronização e o aumento das qualidades energéticas da biomassa, mantendo, em média, 90% do conteúdo energético e 70% da massa inicial. Nesta pesquisa buscou-se obter o perfil da concentração dos gases através do monitoramento destes, utilizando do torrador REVE que que foi desenvolvido para esse tipo de análise. Para a torrefação de 220 °C, a espécie de maior concentração obtida foi CO2, com cerca de 80.000 ppm e apenas traços de H2 e CH4 foi detectado. Para 250 °C e 280 °C, o perfil de CO2, O2, N2 e CH4 é coerente com o perfil apresentado em 220 °C. Com o aumento da temperatura, concentração de outras espécies foi detectada, como C2H4 e C2H2, o que já era esperado. O gráfico de água é coerente com o comportamento das espécies citadas, pois é possível ver os dois picos de água que demonstra as perdas de água superficial e estrutural. Pesquisas literárias foram feitas e serviram de bases para compreensão dos resultados obtidos.

  • FELIPE CAVALCANTI SARAIVA
  • Modelagem matemática do processo de torrefação realizado em um Torrador Elevador Vibrador Elétrico - TÊVE.

  • Data: 29/09/2016
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  • Este trabalho se propôs a realizar a modelagem matemática do processo de torrefação conduzido em um reator de torrefação vibratório eletricamente aquecido (TÊVE) com o objetivo de predizer as variáveis de saída selecionadas pelo usuário, como o tempo de residência e a potência elétrica necessária ao acionamento do reator. A manipulação desses dados foi possível graças a inserção das equações governantes em uma planilha excel, utilizada para controle e predição de variáveis do processo de torrefação – chamada de TÊVE ProMod – na qual o usuário deve escolher entre os modos de operação disponíveis e as variáveis de entrada a serem inseridas. A validação da utilização de tal planilha foi feita através de ensaios experimentais conduzidos no reator, onde foram medidas a temperatura de torrefação, a potência elétrica consumida e o tempo de residência, utilizando a espécie de biomassa Cupiúba (Goupia glabra Aubl.), e temperaturas de torrefação de 220ºC e 250ºC, com tempos de residência diversos. Os resultados mostraram que, de fato, os parâmetros determinados na planilha se aproximam daqueles verificados na realidade, apresentando, em média, cerca de 10% de erro médio relativo. A importância do desenvolvimento de uma planilha como esta é a economia de recursos materiais (e, consequentemente, financeiros) e de tempo que ela gera, já que seus resultados são balizadores para o setup da operação do reator de torrefação.

  • EMERSON RODRIGUES PRAZERES
  • Avaliação da modificação da liga base Al – Cu – Fe – Mg por teores de Ni e Ti quanto a caracterização estrutural, elétrica e mecânica, a partir de ligas solidificadas em molde “U”.

  • Data: 30/08/2016
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  • Em virtude da crescente demanda por energia elétrica torna-se necessária a produção de cabos elétricos cada vez mais eficientes para fins de transmissão e distribuição de energia. Nesta realidade foi realizado um estudo com o objetivo de avaliar a modificação da liga base Al – Cu – Fe – Mg por teores de Ni e Ti quanto a caracterização estrutural, elétrica e mecânica de forma a possibilitar sua aplicabilidade na Transmissão e Distribuição de energia elétrica. O estudo foi realizado partindo de uma base de alumínio de pureza comercial com adição dos teores 0,05% de Cu, 0,40% de Fe e 0,6% de Mg e com a adição de teores de 0,03% de Ni e 0,15% de Ti. A liga foi obtida por solidificação estática direta em coquilha metálica em “U”. Após a obtenção do material como fundido o mesmo passou pelo processo de usinagem para o diâmetro de 18,5 mm e em seguida pelo processo de trabalho a frio até serem obtidos os diâmetros de [4,0; 3,8; 3,0 e 2,7] mm. As ligas foram caracterizadas mecanicamente através de ensaio de tração e de microdureza, eletricamente através do ensaio de resistividade elétrica e estruturalmente através da análise das macroestruturas e microestruturas, além disso, as ligas também foram submetidas ao teste de termorresistividade nas temperaturas de [230 e 280]°C. Como resultado do estudo, observou-se que o níquel melhorou as propriedades elétricas e o titânio foi mais eficiente em relação às características mecânicas da liga. Em relação ao teste de termorresistividade, ambas as ligas se caracterizaram como termorresistentes quando submetidas à temperatura de 230°C.

  • VÁLTER FIGUEIREDO MONTELLO JÚNIOR
  • Aspectos metalúrgicos e mecânicos de soldas dissimilares depositadas com uma superliga de níquel INCONEL 625 em chapas de aço F22.

  • Data: 30/08/2016
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  • O objetivo deste trabalho é a análise de aspectos mecânicos e metalúrgicos da interface de soldas em membros de aço ASTM A182 F22 amanteigados e de soldas de união destes amanteigamentos, em juntas com aço ABNT 1020, depositadas pelo processo MIG/MAG automatizado, utilizando um arame AWS A5.28 ERNiCrMo-3 como metal de enchimento. Os parâmetros utilizados para a execução das soldas de amanteigamento foram obtidos através de estudos anteriores que os adequavam aos critérios dos métodos Higuchi e Higuchi modificado. Quatro membros amanteigados foram produzidos, porém apenas um deles foi propositalmente conduzido com condições de soldagem em desacordo com os métodos Higuchi e Higuchi modificado. Ensaios de dureza, microdureza Vickers e espectrometria de energia dispersiva de

    raio-x (EDS) foram conduzidos para a análise das regiões de interface das soldas produzidas. Microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) foram utilizadas para as análises metalúrgicas das zonas afetadas pelo calor (ZAC) e das zonas parcialmente diluídas (ZPD). Os resultados mostram que apenas para os amanteigamentos realizados em conformidade com os métodos Higuchi e Higuchi modificado ocorreu um abaixamento dos valores de microdureza (revenimento) na ZAC destas soldas. Perfis de microdureza Vickers obtidos na ZAC do metal de base F22 revelam que houve uma nova redução dos valores microdurezas após as soldagens de enchimento para todas as juntas. Resultados de dureza condenam três juntas soldadas segundo os critérios de dureza da norma NACE. Micrografias obtidas através de microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura acusam zonas

    parcialmente diluídas na interface das soldas e ensaios de EDS contribuem para analisar a extensão dessas regiões. Micrografias obtidas através de MO e MEV sugerem a ocorrência de fases como martensita, bainita, ferrita e carbonetos na ZAC do metal de base F22 tanto na condição de amanteigado quanto na condição de membro de junta soldada.

  • CARLOS ALBERTO OLIVEIRA DA SILVA
  • Caracterização Elétrica, Mecânica e Estrutural da liga Al-0,05%Cu-0,40%Fe-0,3%Si Modificada com Teores [0,15-0,22]% Zr Solidificada em Coquilha Metálica.

  • Data: 29/08/2016
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  • Com objetivo de obter novos resultados em relação às propriedades mecânicas, elétricas e estruturais de uma liga formada por alumínio (Al) com adição de Ferro (Fe), Cobre (Cu), Silício (Si) e modificada com teores de Zircônio (Zr), foi desenvolvida essa pesquisa objetivando fornecer resultados que demonstrem a evolução do limite de resistência à tração (LRT) e condutividade elétrica (CE), notadamente aspectos termorresistentes. Na aquisição destes dados, as ligas são elaboradas em processo de fundição direta, solidificação horizontal em regime transiente de fluxo de calor, utilizando lingoteira metálica em forma de “U”, tendo como referência o Alumínio com teores de [0,05%]Cu; [0,40]%Fe, [0,30%]Si e [0,15%-0,22%]Zr. A experiência foi elaborada onde inicialmente, foi feita a solidificação do material, para obtenção de perfis sendo posteriormente usinados para o diâmetro de 18 mm e laminados para os diâmetros (4,0; 3,8; 3,0; 2,7mm) considerando a primeira condição: sem tratamento térmico (STT) e com tratamento térmico (CTT) a 150ºC por 02 horas, ocorrendo sequencialmente à caracterização estrutural, elétrica, e mecânica. Foram aplicados métodos metalográficos para a obtenção da macroestrutura. Em seguida, obteve-se a caracterização elétrica que teve como referência, a norma NBR 5118. Os ensaios mecânicos são feitos em uma máquina de tração, onde a mesma é interligada a um sistema de aquisição de dados que fornece o registro gráfico do limite de resistência à tração (LRT). Quanto teor de zircônio [0,22%] utilizado, a liga base nessa condição, se comportou como o esperado, pois se observaram resultados promissores das propriedades de resistência mecânica e condutividade elétrica foram obtidos com a segunda adição de 0,22%[Zr]. O complemento do trabalho será feito com amostras da liga a 0,22%Zr, sem tratamento térmico (STT) e com tratamento térmico (CTT) a 230o C e 280o C por 01 hora, para análise da microestrutura no MEV (Microscópio eletrônico de varredura) para novas medições do limite de resistência à tração (LRT) e condutividade elétrica (CE), além do teste de termoressistividade.

  • WILSON LUNA MACHADO ALENCAR
  • Obtenção de modelo matemático para a manutenção do ruído de tráfego veicular em Belém-PA.

  • Data: 29/08/2016
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  • Devido a rápida e desorganizada expansão das cidades brasileiras, a poluição sonora se tornou cada vez mais presente na vida dos cidadãos. Neste cenário, pode-se destacar o aumento do tráfego veicular como fator agravante, tornando necessário o desenvolvimento de estudos para análise de ruído. Assim, tomando como objeto de estudo uma movimentada avenida de Belém-PA, selecionou-se 6 pontos para medição dos níveis estatísticos ( L10, L50 e L90) e do nível equivalente de pressão sonora (Leq ), para o desenvolvimento de modelos matemáticos para predição destes níveis de pressão sonora, a partir da utilização das técnicas estatísticas de regressão linear, e a análise da validade destes modelos para outras vias do município. Concluiu-se que os modelos obtidos apresentaram boa precisão, conseguindo até representar satisfatoriamente outras vias que mantêm um padrão semelhante ao da via em foco.

  • MOISES ABREU DE SOUSA
  • Desenvolvimento de uma metodologia para minimizar o consumo específico de motores diesel operando com combustível local.

  • Data: 05/08/2016
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  • Os motores diesel, em operação na região amazônica atualmente, foram desenvolvidos para operar em condições atmosféricas diferentes das condições regionais (principalmente umidade e temperatura) e para combustíveis diferentes dos ofertados atualmente no Brasil. Esses motores são projetados para operarem com diesel puro, logo, todos os pontos de operação, como ponto de injeção de combustível, pressão de injeção de combustível, duração da injeção de combustível, carga, rotação, vazão de arrefecimento, entre outros, são calibrados para terem melhores pontos de eficiência nesses motores. No Brasil, o diesel vigente é o B7 que possui 93% de diesel e 7% de óleo vegetal, esse combustível possui um poder calorífico inferior (PCI) de 39,2 MJ/kg que é menor em comparação ao diesel puro, que possui um PCI de 42,3 MJ/kg. Isso acarreta a mudança de todos os pontos de operação do motor, tendo como resultado um rendimento menor e um maior consumo de combustível. É necessário então modificar as condições de operação para, assim, baixar os consumos específicos atuais. A modificação dos parâmetros operacionais dos motores para maximizar o seu desempenho com o combustível disponível requer o uso simultâneo de técnicas computacionais e experimentais.
    O objetivo desse trabalho é desenvolver uma metodologia para diminuir o consumo específico de combustível em motores diesel, operando com combustível local, utilizando apenas parâmetros operacionais do motor, como: tempo de injeção de combustível, pressão de injeção de combustível, pressão no coletor de admissão de ar, entre outros, através da simulação de um motor laboratorial utilizando um software comercial.
    Em motores de ignição por compressão, um dos principais fatores que afetam a combustão é o atraso de ignição do combustível; a calibração de parâmetros de operação afeta as condições de pressão e temperatura no interior do cilindro, diminuindo o atraso de ignição. Quando se atinge pontos ótimos de operação, tem-se como resultado o decréscimo do consumo específico e um aumento da eficiência térmica.

  • MICHEL MILEO DE MIRANDA COSTA
  • Comportamento do escoamento da polpa de bauxita de Paragominas em bombeamento a longa distância.

  • Data: 02/08/2016
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  • No Brasil, a rede de mineroduto já implantada e em operação ainda é relativamente pequena, mas de grande importância nos projetos já executados, destacando-se dois dutos para transporte de caulim e um para bauxita no Pará, e dois dutos para minério de ferro e um para fosfato em Minas Gerais. Para as empresas proprietárias de minerodutos é de fundamental importância que se conheça as características físicas e reológicas da polpa bombeada, velocidade crítica de transporte e a perda de carga do sistema. Com base nos aspectos argumentados esse trabalho apresenta uma avaliação para o comportamento da polpa de bauxita bombeada no mineroduto de Paragominas e para que isso fosse possível utilizou-se o ambiente industrial da Empresa Hydro e os critérios estabelecidos na literatura. Utilizou-se um Circuito de teste com diâmetro nominal de 24”, localizado no próprio mineroduto para obtenção experimental da velocidade de deposição e perda de carga do sistema, além do laboratório de físico química para obtenção das características físicas e reológicas das amostras de polpa de bauxita. Os resultados experimentais da velocidade de deposição foram comparados com correlações para predição da velocidade a partir dos autores: Wasp (1977), Durand (1952), Herbich (1991) e Shook e Daniel (1965). Os dados experimentais de perda de carga forma comparados com as correlações semi-empiricas de Darby (1992), Irvine (1988), Chilton e Stainsby (1998), Quaresma e Oliveira (2007) e Colebrook-White (1934).

  • DANIELE CRISTINA DE BRITO LIMA SOARES
  • Estudo da resistência à corrosão em ligas hipoeutéticas Al-Cu solidificadas direcionalmente em regime transitório de extração de calor.

  • Data: 14/06/2016
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  • Alumínio e as suas ligas são utilizados em uma vasta gama de aplicações industriais com diferentes soluções aquosas. Entre essas ligas, destacam-se as que contêm os elementos de liga Cu, Mg e Si, por exemplo, ligas comerciais deste tipo são as das séries 2011, 2014, 2017, 2018, 2124, 2219, 2319, 201,0, 203,0, 206,0, 224,0, 242,0. Nessas séries, o elemento Cu (contendo 3 a 10% em peso de Cu) é o principal elemento de liga, que forma com o alumínio, um composto estequiométrico importante, isto é, a fase intermetálica Al2Cu, responsável pela alta resistência mecânica de ligas de alumínio de fundição 2XXX. O objetivo deste estudo é analisar a influência do teor de Cu e de parâmetros térmicos e microestruturais na resistência à corrosão eletroquímica e na evolução de liberação de H2 em duas ligas hipoeutéticas solidificadas direcionalmente Al-(X)Cu (X = 3% e 6%). Um dispositivo de solidificação direcional horizontal refrigerado a água foi utilizado para obter os lingotes fundidos. Os parâmetros analisados incluem a velocidade da isoterma liquidus (VL), taxa de resfriamento (TR), espaçamento dendríticos secundário (λ2) e fase intermetálica Al2Cu. Potencial de circuito aberto (EOC), curvas de polarização anódicas e catódica com os respectivos potencial e corrente de corrosão (ECOR e ICORR) e liberação de H2 (VolH2) correspondentes à cinética de corrosão foram determinados experimentalmente para analisar a resistência à corrosão em uma solução de 0.2 mol L1 HCl com um tempo de imersão de 10 min a 250C. Os testes de corrosão foram realizados em duas posições do lingote em relação à interface refrigerada das ligas estudadas. Verificou-se que a resistência à corrosão é superior na posição mais próxima à base refrigerada, onde os valores de VL e TR são maiores e os de λ2 menores. Os resultados mostraram também, para ambas as ligas investigadas com valores mais elevados de espaçamento dendríticos secundários, que as partículas intermetálicas de Al2Cu são mais susceptíveis à corrosão eletroquímica, e para um valor constante de λ2 essas partículas são menos resistentes à corrosão na matrix eutética da liga Al-3%Cu. Assim, os resultados indicaram que a liga Al-6%Cu tem melhor resistência à corrosão que a liga Al-3%Cu.

  • HUGO MESQUITA
  • Análise do efeito de escala entre a calibração e aplicação industrial do método DEM.

  • Data: 06/05/2016
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  • Empresas e indústrias trabalham com diversos tipos de sólidos a granel, referente a armazenamento em silos e no transporte de sólidos a granel, principalmente na indústria mineradora. Durante o transporte ou descarga destes materiais podem ocorrer interrupções de fluxo devido segregações do material, arqueamento em silos, obstrução de chutes, entre outros. Alguns desses problemas podem ser minimizados ou até eliminados a partir de um projeto adequado do equipamento de transporte. O emprego de ferramentas computacionais para estudos de problemas de engenharia desse tipo é de grande relevância. Entre os métodos computacionais com grande potencial para estudo desses problemas destaca-se o Método dos Elementos Discretos – DEM (Discrete Element Method). A proposta do presente trabalho é desenvolver uma metodologia para estimar o efeito de escala nos parâmetros de calibração de um modelo DEM, através de experimentos em diferentes escalas e com simulação com diferentes diâmetros de partícula para um mesmo material. O trabalho aborda o desenvolvimento de uma metodologia para determinação das características de fluxo de sólidos particulados, visando dimensionamento de chutes, através de calibração de modelos numéricos com, realizados em testes de caixa de visualização (Big Box Flow), utilizando o Método dos Elementos Discretos – DEM. Então, aplica-se a analise de similaridade entre os modelos em escala e analisam-se os resultados. Com o modelo calibrado pode-se fazer uma simulação numérica do equipamento em escala com partículas de diâmetro maiores, através da analise de similaridade, para economizar tempo computacional e experimental. Assim, foi possível comprovar uma metodologia proposta para a calibração adequada de modelos DEM para chutes de transferência utilizando experimentos em escala de laboratório. Obtendo-se então resultados coerentes, que representam um ganho de tempo significativo ao longo de simulações numéricas de escala industrial.

  • FERNANDO PEREIRA MASCARENHAS
  • Análise de fluxo em silos de armazenamento usando o método dos elementos discretos.

  • Data: 05/05/2016
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  • As etapas de armazenagem e transferência são importantes no processo de beneficiamento de minérios, trazendo a demanda por tecnologias associadas aos seu controles operacionais. A pesquisa na área de escoamento de granulados se destaca no auxílio de projetos de sistemas de transporte de minério ou na análise de linhas já existentes. Cada vez mais estudos voltados à previsão do escoamento estão sendo utilizados. Uma ferramenta que está sendo cada vez mais utilizada em projetos de fluxo de granulados é o Método dos Elementos Discretos (Discrete Element Method - DEM), que permite a visualização virtual do escoamento do material. Assim, o objetivo deste trabalho é simular o comportamento do escoamento de granulados em silos por meio do Método dos Elementos Discretos utilizando modelo de particulas virtual esférica aumentada. Experimentos em laboratório foram realizados para validação das metodologias teóricas e do modelo DEM desenvolvido. As propriedades de fluxo do caulim foram obtidas em laboratório, e então, o dimensionamento de uma tremonha cônica do silo foi realizado usando as teorias de Jenike e Enstad visando o fluxo mássico. Em seguida, foram realizados testes de escoamento do caulim em silos de acrílico com tremonhas de diferentes configurações para validar a teoria. Após essa etapa teórica e experimental, foi realizada a modelagem e calibração do modelo de partículas para uso do DEM. As partículas foram modeladas como esféricas com diâmetro único e aumentado a fim de diminuir o tempo computacional. O modelo das partículas foi calibrado por meio do ângulo de repouso do material, e após a etapa de calibração, realizou-se a simulação pelo DEM do escoamento de caulim nos silos. Os resultados dos ensaios em laboratórios usando silos de acrílicos apresentaram boa concordância com os resultados teóricos, os quais mostraram que o dimensionamento pela teoria de Jenike é mais conservador que a teoria de Enstad. Os resultados das simulações numéricas via DEM apresentaram boa concordância com os padrões de fluxo obtidos nos experimentos. Assim, o DEM com modelo de partícula esférica aumentada mostrou ser uma ferramenta eficaz para o dimensionamento de equipamentos para armazenamento e escoamento de sólidos, o que pode possibilitar previsão de escoamento em outras geometrias com alta complexidade, evitando gastos desnecessários em implantações ou revisões de projetos de mineração.

  • CLEBER NONATO DA SILVA
  • Análise operacional e econômica de solda de revestimentos GMAW-CW.


  • Data: 15/04/2016
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  • O objetivo deste trabalho foi comparar soldas realizadas pelo processo GMAW com a adição de arame frio, em relação aos oscilogramas, a imperfeições superficiais, características geométricas e econômicas. Soldas de revestimento foram realizadas na posição plana em dois passes com sobreposição de 30%. Os parâmetros como corrente, tensão e velocidade de alimentação de arame se mantiveram constante em 290 A, 29 V e 9 in/min respectivamente. A velocidade de arame frio variou de 10% em 10% da velocidade do arame eletrodo até o valor de 100%. Os resultados mostraram em todas as soldas realizadas não ocorreram descontinuidades superficiais e que a largura do cordão não variou, porém com o aumento do percentual de arame não energizado e a polaridade positiva ou inversa com a tensão de 29V a penetração e a diluição sofreram poucas variações, ocorrendo o aumento da taxa de deposição de material.

  • ANDRE VINICIUS DA COSTA ARAUJO
  • Caracterização vibro-acústica de lanchas utilizadas para o transporte escolar.

  • Data: 11/03/2016
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  • A partir de demanda do Ministério da Educação, através do Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação, foram construídas lanchas escolares para atendimento às escolas no interior do Brasil. Para verificar se as embarcações apresentam níveis vibratórios e sonoros adequados, que não afetem o conforto e nem a saúde dos passageiros e tripulação da lancha, foram aplicados experimentos de medição de vibração de corpo inteiro utilizando o Analisador de Vibrações do Corpo Humano, desenvolvido especificamente para este trabalho, além medições de intensidade sonora da fonte e níveis de pressão sonora a bordo da embarcação, estas medições foram comparadas com normas nacionais e internacionais amplamente utilizadas para o mesmo propósito. A fim de propor medidas de melhorias, foi desenvolvido um modelo numérico de acústica de raios do ambiente interno da lancha e validado com as medições feitas. Um modelo de elementos finitos do casco também foi desenvolvido para avaliação de modos e frequências naturais. Os métodos aplicados tornam-se importantes para que já no desenvolvimento do projeto preliminar da embarcação, sejam estabelecidos níveis adequados. Foi constatado que a lancha escolar não representa um perigo quanto aos níveis de vibração, por outro lado o conforto dos passageiros é abalado pelo alto nível de pressão sonora a bordo. A fim de atenuar este efeito, propõe-se soluções de controle de ruído para a embarcação através da instalação de absorvedores acústicos, analisando ainda o custo benefício desta medida.

  • IGOR RICARDO PRADO DA SILVA
  • Correlação entre macroestrutura e usinabilidade de uma liga Al-7%Si solidificada em um dispositivo direcional horizontal.

  • Orientador : MARIA ADRINA PAIXAO DE SOUZA DA SILVA
  • Data: 29/02/2016
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  • Este trabalho objetiva analisar a influência da macroestrutura de solidificação na usinabilidade, tomando como critérios a temperatura de corte, a rugosidade da peça usinada e o desgaste da ferramenta (para a região colunar) durante o processo de sangramento da liga Al-7%Si solidificada em um dispositivo direcional horizontal, utilizando uma ferramenta de aço rápido ao tungstênio. Para tanto, corpos-de-prova da liga solidificada foram submetido a sangramento sem fluido de corte no torno, tendo as temperaturas ao longo do mesmo sido medidas utilizandose um termômetro infravermelho. A ferramenta de corte e as peças usinadas foram submetidas à microscopia óptica para análise do desgaste e da rugosidade. Os resultados mostraram uma elevação da temperatura na zona de corte com uma diminuição ao final do processo, com maiores valores obtidos para a região colunar. O contrário aconteceu em relação à rugosidade da peça usinada. Para análise da vida da ferramenta, considerou-se o final do sangramento, ou seja, o tempo de corte, que fora de 79,8 s. Uma análise visual permitiu verificar que a ferramenta apresentou tanto aresta postiça de corte como desgaste de flanco, não tendo sido atingido, no entanto, o fim da vida da ferramenta.

  • MAURO ÂNGELO OLIVEIRA DE ALFAIA
  • Estudo do efeito do tratamento térmico sobre uma liga Al-Cu-Fe modificada com Zr solidificada em molde formato “U” destinada à transmissão (TX) e à distribuição (DX) de energia elétrica.

  • Data: 29/02/2016
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  • Com o proposito de acrescentar nova parcela de conhecimento cientifico à cerca das ligas de alumínio termorresistente, o presente trabalho visa analisar os efeitos do tratamento térmico sobre uma liga Al-0,05%Cu-[0,35-0,45]%Fe modificada com teores [0,15; 0,22]% de Zr. Para a solidificação optou-se por utilizar o molde do tipo coquilha metálica em formato “U”. Após o desmolde, os lingotes obtidos passaram pelos processos mecânicos de corte, torneamento e laminação a frio, transformando-se assim em fios de diâmetros [4,0; 3,8; 3,0 e 2,7] mm. Outra parte do material desmoldado foi tratada termicamente por 4 (quatro) horas antes da laminação à frio, para que pudesse então prosseguir no processo anterior. Após a obtenção dos fios, suas condutividades elétricas e o LRT foram aferidos, e no resultado mais satisfatório foi aplicado o teste de termorresistividade. Após as análises, constatou-se que a liga Al–0,05%Cu-[0,35-0,45]%Fe-0,22%Zr apresentou maiores valores de LRT e %IACS, em comparação a liga de menor teor de Zr. O diâmetro de 3,00 mm mostrou-se muito mais eficiente em comparação com os demais. Quando submetida ao teste de termorresistividade, segundo o Protocolo COPEL (230°C/1h) e a Norma ASTM B941-10 (280°C/1h), para ambos os históricos térmicos (sem e com tratamento térmico), constatou-se que a liga apresentava decréscimos no LRT inferiores a 10%, o que caracterizou a liga sem tratamento e tratada termicamente como termorresistente.

  • DIEGO GOMES DOS SANTOS
  • Caracterização mecânica e metalurgica de juntas soldadas de aluminio naval da série 5052-F.

  • Data: 29/02/2016
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  • A maioria dos processos de soldagem promove nas peças a serem unidas variações de temperatura e deformações plásticas que resultam em mudanças na estrutura do material da junta a ser soldada, e, por conseguinte, alterações nas suas propriedades, tais como a dureza do material. Sendo assim, este estudo tem por objetivo analisar metalúrgica e mecanicamente as estruturas formadas em três juntas soldadas de uma liga de alumínio naval da série 5052-F usando o processo de soldagem MIG pulsado. Para tanto, placas da liga mencionada, com diferentes tipos de chanfro e modos de passe foram soldadas em processo MIG pulsado, utilizando como material de enchimento um arame de metal da liga AWS ER 5356 e argônio puro como gás de proteção. Após a soldagem, foram retiradas amostras de cada peça e a Macrografia foi realizada. Os perfis de soldagem foram divididos em regiões de acordo com a estrutura observada para realização das análises no MEV, medição de tamanho de grão e ensaio de microdureza. Foram observadas mudanças significativas nas estruturas dos três corpos-de-prova, que influenciaram nos resultados de tamanho de grão e microdureza. Percebe-se uma redução nos valores de microdureza, em relação ao metal de base, em quase todos os casos. Essa diminuição ocorreu tanto pelas alterações dos tamanhos de grão, que foram significativamente maiores que os do metal de base, quanto pela provável presença de segundas fases e precipitados, indicados pela composição química das regiões analisadas no MEV.

  • ANGELA DE JESUS VASCONCELOS
  • Crescimento dendrítico e microdureza na solidificação de ligas binárias e multicomponentes à base de alumínio.

  • Data: 29/02/2016
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  • As ligas de alumínio para fundição possuem propriedades de grande interesse industrial que dependem diretamente da correlação entre a estrutura obtida e os parâmetros térmicos de solidificação cuja interrelação definirá as propriedades finais e, por conseguinte, o comportamento mecânico do produto fundido. Assim, este trabalho desenvolve um estudo experimental objetivando estabelecer correlações entre os parâmetros térmicos de solidificação velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL) e taxa de resfriamento (TR), com os espaçamentos dendríticos primários (λ1) e com propriedades mecânicas, representada pela microdureza Vickers (HV), analisando a influência dos elementos de liga Sn, Cu e Si na matriz de alumínio na formação de ligas Al-Cu-Si. Para tanto, é realizado um estudo das ligas Al-5,5%Sn, Al-6%Cu, Al-6%Cu-2,5%Si, Al-6%Cu-4%Si e Al-6%Cu-8%Si solidificadas em regime transiente em um dispositivo de configuração horizontal, refrigerado à água. A análise da microdureza das ligas investigadas indicou que o Cu apresenta maior microdureza que o Sn quando adicionados na matriz rica em alumínio, assim como a adição de silício na liga Al-6%Cu influenciou no aumento da microdureza das ligas Al-6%Cu-XSi analisadas. Um estudo comparativo é realizado entre os resultados encontrados neste trabalho e aqueles propostos na literatura para ligas Al-6%Cu-XSi solidificadas verticalmente.

  • MARCIO FRANCK DE FIGUEIREDO
  • Desenvolvimento de compósito a base de aglutinados residuais de MDF e policloreto de vinila reciclado.

  • Data: 26/02/2016
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  • O presente trabalho consiste no desenvolvimento de um compósito feito à base de policloreto de vinila reciclado (rPVC) e aglutinado residual do processo de fabricação do MDF. O rPVC obtido por processo de solubilização através de solvente orgânico foi infiltrado por aspersão ao aglutinado residual de MDF em três porcentagens composições: 30% de rPVC/70% de aglutinado; 40% de rPVC/60% aglutinado e 50% de rPVC/ 50% de aglutinado. Os resultados obtidos indicaram que houve interação entre a matriz polimérica e o aglutinado residual formando um compósito duro e leve ao mesmo tempo., com densidade variando entre 0,22 à 0,35g/cm3 . O aumento da percentagem de aglutinado influenciou no aumento da capacidade de absorção de água do compósito, porém não influenciou na melhoria das propriedades mecânicas do mesmo. Ensaios de usinabilidade e trabalhabilidade demostraram que o material desenvolvido pode ser trabalhado da mesma forma e com as mesmas ferramentas e acabamentos superficiais utilizadas pela indústria de fabricação de móveis planejados, oferecendo assim mais uma alternativa de material desenvolvido a base de resíduos da indústria florestal e da construção civil.

  • LUANNA NAYARA DOS SANTOS COSTA
  • A simulação de escoamento reativo utilizando biocombustível líquido.

  • Data: 25/02/2016
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  • O presente estudo descreve a análise de escoamentos reativos axissimétricos utilizando injeção de combustível liquido tipo jato livre. A análise da reação de combustão é realizada para o etanol tendo como oxidante o ar em condições ambiente. O regime de combustão considerado é não pré-misturado. Utilizou-se dois tipos de mecanismo de reação, primeiro o mecanismo de cinética química considerando uma reação global, irreversível e de taxa infinita; segundo o mecanismo cinético de química detalhada importado do arquivo do programa CHEMKIN. O escoamento reativo é resolvido numericamente por meio do Método dos Volumes Finitos em uma malha estruturada utilizando o código computacional ANSYS FLUENT. Os resultados de velocidade e temperatura obtidos são comparados com resultados experimentais da literatura e mostram o comportamento geral das condições de simulação adotadas. Os efeitos do tipo de injeção e do mecanismo cinética do combustível utilizados nos perfis das quantidades de interesse são apresentados e discutidos.

  • RAIMUNDO VALERIO FELIX LIMA
  • A técnica da sonda condutiva aplicada a obtenção dos parâmetros do escoamento bifásico ar-água vertical pistonado contínuo auxiliada por filmagem rápida.

  • Data: 25/02/2016
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  • O escoamento bifásico é típico de aplicações em sistemas industriais em especial aquelas em que se tem líquido e gás escoando por tubulações. Em função disto a determinação dos parâmetros deste escoamento particularmente aqueles relacionados com a fase gasosa tem grande relevância uma vez que o comportamento característico desta fase em escoamento deste tipo é na forma de grandes bolhas as quais são indesejáveis em função de que podem ocasionar dificuldades de operação dos sistemas e até mesmo causar acidentes. Este trabalho utiliza a técnica da sonda condutiva para medir a fração de vazio, o tamanho, velocidade, frequência das bolhas produzidas e o tamanho dos pistões de líquido em um padrão de escoamento intermitente denominado de slugflow (pistonado). Um aparato experimental foi construído no qual em uma tubulação da seção de testes alguns pares de vazão são ajustados para o escoamento ar-água. Os resultados obtidos pela sonda condutiva são comparados aos resultados obtidos para o mesmo escoamento pela técnica de filmagem rápida, a qual não possui caráter intrusivo, e assim pode-se estimar através de análise estatística de incerteza de medição a intrusividade da sonda condutiva para a obtenção dos parâmetros do escoamento.

  • RAFAEL DE ARAUJO RIBEIRO
  • Predição da geometria de cordões de solda no novo processo de soldagem COLD WIRE GAS METAL ARC WELDING (CW – GMAW).

  • Data: 12/02/2016
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  • Uma das maiores preocupações na área de soldagem é a obtenção de um cordão de solda de geometria adequada capaz de resistir às tensões a que é submetido. Um dos métodos mais usados para predizer a geometria de cordões de solda são os métodos estatísticos, os quais determinam a acuracidade das regressões obtidas. Portanto, predizer os componentes geométricos dos cordões de solda (penetração, largura, altura e diluição) torna-se fundamental quando se trata de novos processos de soldagem. Um destes novos processos, desenvolvido no intuito de aliar altas taxas de deposição diminuindo o input de calor cedido à peça de trabalho, é o processo Cold Wire Gas Metal Arc Welding (CW – GMAW) o qual, como variante do processo GMAW convencional, tem sua taxa de deposição aumentada pela introdução de um arame frio (cold wire) na região do arco elétrico, de modo que este arame adicional aumente a quantidade de material depositado. Neste estudo, a influência desta modificação no processo GMAW convencional (a injeção de arame frio) foi investigada nos parâmetros geométricos dos cordões de solda produzidos através de regressões não lineares curvilíneas e análise de sensitividade, para entender como as variáveis de saída e os parâmetros geométricos dos cordões de solda são afetadas pelas variáveis de entrada. As variáveis de entrada neste estudo são: taxa de alimentação de arame eletrodo (m/min), a corrente (A), razão de alimentação de arame não eletrodo (frio) (%). Como já se disse, as variáveis de saída são: penetração, largura, altura e diluição dos cordões de solda produzidos. Os resultados mostram com boa acurácia que a geometria dos cordões de solda pode ser predita, por exemplo, de acordo com certas necessidades, ou ser otimizada de modo a melhorar o cordão para uma dada necessidade industrial. 

  • BRENNO MOURA CASTRO
  • Aplicação de modelo numérico para avaliação vibroacústica em lanchas sociais.

  • Data: 29/01/2016
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  • Este trabalho tem como objetivo a viabilidade da aplicação de modelos numéricos para avaliação vibro-acústica em Lanchas Sociais fabricada pela Marinha do Brasil. A análise vibro-acústica em embarcações consiste identificar o comportamento dinâmico em termos de condições estruturais e habitabilidade da tripulação conforme a norma ISO 6954. Diferentemente das formulações elucidadas por (KOROTKIN, 2007) de estimativa da massa adicional, utilizou-se de métodos computacionais que permitem mitigar restrições dessas formulações. Primeiramente analisou-se as estruturas locais como hélice e linha de eixo a fim de traçar o perfil de frequências de interesse, comportamentos modais e validação do modelo computacional por meio de experimentos com o hélice da Lancha Social. Posteriormente, empregou-se a mesma metodologia de elaboração do modelo numérico para análise de vibração livre do casco. Tendo os comportamentos modais do casco e seus apêndices, realizou-se a análise dinâmica da embarcação utilizando superposição modal. As excitações aplicadas são provenientes das flutuações de empuxo e torque do hélice, flutuações do campo de pressões na popa do casco devidas ao efeito de cavitação das pás e considerações sobre o sistema propulsivo dessas embarcações. Diante disto, verificou-se que a massa adicional para embarcação de pequeno porte influencia modestamente as frequências naturais da estrutural, porém pode ocasionar o surgimento de novas formas modais do casco. No caso das Lanchas Sociais, estas atendem a condição normal de operação (a 16 nós), mas para baixas velocidades, o modelo numérico identifica pontos críticos de vibração no teto da casaria, contrariando a norma ISO 6954.

  • WHELLISSON DA SILVA DIAS
  • ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DO TRATAMENTO TÉRMICO NA LIGA Al-0,05%Cu- [0,35-0,45]%Fe MODIFICADA COM DOIS TEORES DE ZIRCÔNIO SOLIDIFICADA EM COQUILHA METÁLICA.

  • Data: 22/01/2016
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  • Este estudo objetiva entender a influência do elemento Zircônio (Zr) nos teores de [0,15% e 0,22%] em uma liga Al-0,05%Cu-[0,35 - 0,40] %Fe tendo como parâmetros o comportamento de suas propriedades elétricas e mecânicas de forma a possibilitar sua aplicabilidade na indústria de fabricação de cabos para condução e distribuição de energia elétrica, visando avaliar também se as ligas em estudos se enquadram como termorresistentes. Para a realização deste estudo, as ligas foram obtidas por fundição direta em lingoteira metálica em formato “U”.Todos os corpos de provas das ligas foram caracterizados: Estruturalmente - através de Técnicas de Metalografia Quantitativa; Elétricamente - através de ensaios condutividade elétrica e Mecanicamente através de ensaio de tração.

    Até o presente momento o diâmetro de 3,0 mm que apresentou os melhores resultados de LRT e IACS e foi constatado que não houve refinamento de grão para o teor de 0,15%p Zr desta liga.

2015
Descrição
  • EVERTON AUGUSTO MACIEL MENDONÇA
  • Avaliação quantitativa e qualitativa dos efeitos da corrosão sob tensão em tubulações industriais.

  • Data: 16/12/2015
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  • As perdas de produção na HYDRO Alunorte por furos em linhas de tubulações vêm aumentando no decorrer dos anos, considerando-se apenas o ano de 2014, de janeiro a dezembro foram registradas perdas de 7476 toneladas de alumina devido aos furos constantes em tubulações dentro da refinaria, ou seja, em torno de R$ 4.651.087,24. Através de observação do aumento das perdas de produção por defeitos em tubulações, identificou-se que nas regiões de solda e zona térmica afetada pelo calor, foram os locais com maior incidência das ocorrências. Assim, verificou-se que além da corrosão química devido a álcalis da soda caustica, há elevados esforços mecânicos agindo sobre as tubulações, ou seja, temos corrosão sob-tensão. Com isso, este trabalho visa reduzir o número de trincas nas soldas de tubulações de aço carbono, em que o fluido é o licor pobre (concentração de 35% a 40% de soda caustica) à 174°C, para isso, buscou-se a aplicação de tubulações soldas com aço inox 309-, como auxilio no combate a corrosão sob-tensão. Os resultados obtidos foram dureza elevada para a solda com aço inox, no entanto, a níveis que não comprometam a sua ductilidade e tenacidade, os microconstituintes identificados foram Austenita e Ferrita para a zona fundida e para a Zona Térmica identificou-se um quantitativo de Ferrita Acircular e valores de ferrita delta medidos pelo Ferritoscopio foi dentro do especificado pelo fabricante. Pode-se concluir que as soldas proporcionaram uma maior resistência à corrosão sob tensão, já que foram alteradas as propriedades na região soldada. Através deste estudo e com alguns testes já realizados, observou-se que não houve mais ocorrências de trincas nestas uniões de tubulações. Com isso, surgiu a necessidade de alterar e padronizar procedimentos de soldagem na Hydro Alunorte quando suscetível a corrosão sob tensão.

  • ALESSANDRO JOSE GOMES DOS SANTOS
  • Compósitos de matriz poliéster com reforços híbridos de fibras de piaçava, sisal, palha da costa e juta: comportamento em tração e aspectos fractográficos.

  • Data: 11/12/2015
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  • Os constantes trabalhos na extensa área dos materiais compósitos procuram definir as propriedades adquiridas pelos diferentes tipos de matrizes formadas para que se possam analisar as suas propriedades e características. Este avanço cria novos meios de produção de materiais, como é o caso dos compósitos híbridos. O objetivo deste trabalho é a produção de novos compósitos híbridos, com de foram produzidos materiais compósitos de poliéster reforçados com híbridos constituídos por pares de fibras de piaçava, sisal, palha da costa e juta nos comprimentos de 15 mm, que são fibras com grande diferença quanto a sua rigidez, buscando limitar ao mínimo o emprego de processamentos tecnológicos desde a extração das fibras até a produção dos corpos de prova. Os compósitos foram fabricados por moldagem manual, sem pressão e a temperatura ambiente. As propriedades mecânicas foram avaliadas por meio de ensaios de tração, já as superfícies de fratura geradas foram avaliadas por meio de microscopia eletrônica de varredura de modo a se correlacionar os aspectos de fratura com as propriedades mecânicas dos compósitos. Para a fabricação dos compósitos foi utilizado molde de silicone, a resina poliéster, o catalizador, uma balança de precisão e uso da norma ASTM D638M. Já para os ensaios foi necessário: uma máquina de ensaio universal EMIC DL10000 e um Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV), fabricado pela HITACHI, de modelo TM3000. Foram produzidos compósitos híbridos de piaçava/sisal, piaçava/palha da costa, piaçava/juta, sisal/palha da costa, sisal/juta e palha da costa/juta, nas proporções de 0/100, 25/75, 50/50, 75/25 e 100/0. O maior valor de resistência mecânica a tração foi obtido pelo compósito híbrido reforçado com fibras de sisal e juta, na proporção de 75/25, com o valor de 27, 52 Mpa, já o compósito reforçado apenas com palha da costa nos comprimentos de 15 mm, foi o que obteve o menor resultado, atingindo apenas 10,07 Mpa de resistência mecânica. 

  • THIAGO HENRIQUE FERNANDES DIAS FERRÃO
  • Soldagem MIG de juntas dissimilares em equipamentos submarinos do setor de petróleo e gás natural utilizando eletrodos a base de níquel e de aço baixo carbono.

  • Data: 02/12/2015
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  • A pesquisa é algo necessário, principalmente para a indústria, devido à necessidade constante de reduzir custos e potencializar resultados. Atualmente o foco de muitas instituições científicas têm se voltado para a indústria de exploração de petróleo, seja na utilização de novos materiais, atualização de parâmetro de processos ou mesmo utilização de novos, etc. A Amazônia conta com um único representante que participa de projetos da Petrobrás na área de soldagem de tubulações de materiais dissimilares, o GETSOLDA, junto a outros institutos de pesquisa de outras regiões do Brasil, demonstrando a sua importância no cenário nacional de pesquisa na área de soldagem, seja ela de construção ou de manutenção. O presente estudo visa da união de juntas dissimilares soldadas pelo processo MIG com eletrodo de níquel Inconel 625 e de aço baixo carbono ER80S-G em corrente contínua convencional. Foram desenvolvidas análises correlacionandas processos adotados na união ao desempenho do produto através de investigações metalurgicas e ensaios mecânicos. O foco do estudo se dá a partir da técnica de amateigamento que é utilizado antes da união de juntas dissimilares, precisamente nas áreas de trasição da solda, ou seja, inteface metal de base/metal de solda e toda a transformação metalúrgica que acontece devido à influência do calor na mesma. O material a ser estudado é utilizado na indústria de petróleo e gás natural e necessita estar constantemente sobre estudo, com a finalidade de aperfeiçoar e melhorar processos, reduzir custo e eventuais problemas, seja relacionado à manutenção ou até defeitos que podem provocar acidentes.

  • ARIANA LOBATO PEIXOTO
  • Análise metalúrgica e comportamento mecânico de soldas dissimilares depositadas com eletrodo a base de níquel em juntas de aço carbono com aço F22 para a aplicação no setor petroquímico.

  • Data: 02/12/2015
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  • O objetivo deste trabalho foi analisar o efeito da técnica de soldagem do aço ASTM A182 F22, suas propriedades mecânicas correlacionadas com as suas propriedades metalúrgicas. Foram realizadas soldas de revestimento utilizando o arame ER80S-G para amanteigar o aço ASTM A182 F22 para posterior enchimento, em múltiplos passes, utilizando arame do tipo inconel 625, numa junta ½ V pelo processo MIG automatizado, e proteção respectivamente, das misturas de gás 98%Ar+2%O2 e 75%Ar+25%He. Os experimentos foram realizados em três etapas distintas de soldagem. Na primeira etapa foi realizada a soldagem de passes isolados em simples deposição, enquanto na segunda e na terceira etapas foram realizadas as soldagens de amanteigamento do bisel com e sem o uso de tratamentos térmicos para alívio de tensões (TTAT) e de enchimento do chanfro, respectivamente. Após as soldagens dos passes isolados foram avaliadas a qualidade superficial, as características geométricas, metalúrgicas e de resistência mecânica das soldas. Através do teste de Higuchi selecionou-se os parâmetros mais adequados da primeira etapa de soldagem a serem utilizados nas etapas posteriores. Análises das macroestruturas e das microestruturas foram realizadas na seção transversal na interface dissimilar e zona afetada pelo calor (ZAC) dos amanteigamentos e das juntas soldadas, utilizando a microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura (MEV), além do perfil de microdureza na interface dissimilar e ZAC. Espera-se que as juntas amanteigadas com as condições selecionadas pelo teste de Higuchi apresentem um intenso refino de grãos na ZAC do aço baixa liga, ASTM A182 F22.

  • ANTONIO KLEBER RIBEIRO DE LIMA
  • Diagnóstico de defeitos em máquinas rotativas usando instrumentação virtual.

  • Data: 08/10/2015
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  • As máquinas rotativas constituem-se hoje em um dos equipamentos mais importantes no processo produtivo de uma indústria. Por isso, buscam-se cada vez mais metodologias modernas de manutenção, visando sempre a confiabilidade operacional destes equipamentos, neste sentido a comunidade acadêmica vem concentrando estudos nas respostas dinâmicas das máquinas rotativas. Por isso, este trabalho visa contribuir para caracterização de forças de excitação a partir da análise dos sinais de vibração, aplicando as técnicas de análises mais conhecidas como: análise espectral, técnica do envelope, nível global e outras. Para isso, foi concebida uma bancada rotodinâmica experimental que quando em funcionamento reproduz o comportamento dinâmico de uma máquina rotativa, e para aquisitar os sinais de vibração deste sistema experimental criou-se um aplicativo de aquisição e análise de sinais na plataforma LabView. A partir daí, a estrutura deste trabalho consiste em criar um modelo numérico da bancada experimental pelo método de elementos finitos e inserir no modelo os defeitos mais comuns encontrados em máquinas rotativas como: desbalanceamento de massa, desalinhamento entre eixos e falhas de rolamento. Finalmente faz-se uma comparação dos resultados entre as técnicas de análise de sinais e o modelo de elementos finitos. E ainda, definir qual técnica é mais eficiente para analisar determinado defeito. Por tudo isso deseja-se através deste trabalho contribuir para melhorar a confiabilidade das técnicas de preditiva aplicadas ao monitoramento de máquinas rotativas baseado na condição e ainda aprimorar a performance dos processos produtivos.

  • GIOVANNI DE SOUZA PINHEIRO
  • Estudo, modelagem e controle vibroacustico do comportamento do piso de hidrogeradores.

  • Data: 25/09/2015
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  • Quando uma superfície fica submetida a um movimento oscilatório, a mesma gera uma alteração no campo de pressão, que dependendo de alguns fatores (a área de superfície vibrante, a velocidade de vibração da superfície, a eficiência de radiação da superfície e da característica do meio circundante, com o ar), pode caracterizá-la como uma fonte sonora. A investigação desse tipo de sistemas (fluido e estrutura acoplados), submetidas a cargas dinâmicas, requer a utilização de técnicas distintas, tais como o método do elemento finito (MEF), para a determinação do campo de velocidade da superfície do sistema e a utilização deste como condição de contorno para um modelo de elementos de contorno, utilizando o método de elementos de contorno (MEC). Neste sentido, foi realizada uma investigação acerca do comportamento vibroacústico do piso do hidrogerador da Usina de Paulo Afonso IV, que através de procedimentos experimentais, ficou caracterizada como uma fonte sonora em potencial. Sendo, por tanto, proposto a inserção de amortecimento ao sistema, através da utilização de material viscoelástico. Logo, a metodologia descrita acima, foi utilizada para avaliar a eficiência do sistema de controle da problemática, adotado. 

  • LUCAS CELESTINO AZEVEDO PEREIRA
  • Análise acústica experimental e numérica: Caracterização e adequação acústica do auditório do laboratório de energias renováveis e eficiência energética da UFPA.

  • Data: 24/09/2015
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  • Este trabalho faz um analise experimental e numérica da qualidade acústica do Auditório localizado no Laboratório de Energias Renováveis e Eficiência Energética da Universidade Federal do Pará, UFPA, objetivando a sua caracterização e adequação acústica. O edifício projetado para atender requisitos de conforto ambiental e eficiência energética, possui uma ótima avaliação de desempenho exceto na qualidade acústica, que necessita de estudos mais aprofundados. Os estudos foram realizados utilizando os seguintes parâmetros acústicos: Tempo de Reverberação (T30), Tempo de Decaimento Inicial (EDT), Índice de Transmissibilidade da Fala (STI), Clareza (C50) e Definição (D50). Com base nesses parâmetros que são considerados importantes para a análise qualitativa da resposta acústica de ambientes destinados à palavra falada, pode-se constatar a deficiência de desempenho acústico do Auditório bem como definir estratégias e medidas corretivas necessárias para adequação do Auditório aos padrões preconizados na literatura. Dado o avanço nos métodos computacionais de modelagem acústica de edificações, esses métodos tornaram-se fermentas de projeto e de análise bastante confiáveis e eficientes para profissionais da área. Através do modelo computacional gerado no software comercial ODEON foi possível averiguar os resultados das soluções propostas e assim constatar a eficácia dessas soluções na correção dos problemas identificados. Ainda, foi avaliado o desempenho do Auditório quanto o seu isolamento acústico e o parâmetro utilizado para essa averiguação foi o Índice de Redução Sonora Aparente (R’).

  • MATHEUS CARNEIRO ROCHA
  • Determinação da eficiência energética e emissões de CO e NO de uma unidade de geração de vapor acoplada em uma fornalha ciclônica consumindo ar-serragem.

  • Data: 16/09/2015
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  • A fornalha ciclônica é um tipo de combustor de leito fluidizado inovador, cujas principais características são o perfil de escoamento tangencial o que propiciou alta eficiência de queima na ordem de 98% com excesso de ar igual a 43% segundo os resultados obtidos e baixo índice médio de emissões gasosas de CO em torno de 281,6 ppme NOx à 79,3 ppm conforme estabelece a norma do CONAMA. O projeto de “Produção e Utilização de Finos de Biomassa com Carvão em Alto Forno” desenvolvido na Universidade Federal do Pará e coordenado pelo Grupo do EBMA (Energia Biomassa e Meio Ambiente) tem o objetivo de desenvolver processos para a utilização da biomassa em uma escala industrial. Uma das etapas do projeto é a produção de informações e conhecimento a respeito da combustão da serragem de cedro, biomassa de origem lenhosa com 12,59% de umidade, em uma fornalha ciclônica laboratorial com parede d’ água. O resultado da queima da serragem na fornalha foi a geração de vapor em uma caldeira flamotubular, cuja eficiência térmica de 29% foi calculada pelo método direto, onde foi desenvolvida uma rotina em Matlab para este fim. A metodologia de aquisição dos dados experimentais foi realizada por instrumentação digital e a partir da análise dos dados comparando com sistemas térmicos semelhantes conclui-se que, a metodologia adotada é capaz de gerar informações a respeito do desempenho e das características operacionais do sistema de geração de vapor com fornalha ciclônica.

  • FELIPE PINHEIRO TEIXEIRA
  • Resistencia à flexão e compressão de matriz cimentícia reforçada com fibras de piaçava (Attaleafunifera) e juta (Corchoruscapsularis).

  • Data: 20/08/2015
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  • Este trabalho apresenta uma avaliação do comportamento mecânico em flexão e compressão de material compósito de matriz de cimento reforçada com fibras curtas de piaçava (Attaleafunifera) e juta (Corchoruscapsularis). A matriz é composta de cimento areia e água, a proporção de cimento e areia igual a 1:2, a quantidade de água utilizada foi equivalente a 50% da massa de cimento. As fibras de juta e de piaçava usadas apresentaram comprimentos de 15 e 25mm, e foram incorporadas na matriz de cimento na fração mássica correspondente a 1% do peso da mistura. A geometria dos corpos de prova e procedimentos de ensaios atenderam aos parâmetros das normas RILEM (para flexão) e ABNT/NBR 7215 (para compressão), tendo sido fabricadas manualmente, baseado em procedimentos descritos na literatura, e submetidas à cura por 28 dias imersas em água potável. Foram produzidas amostras com fibras depiaçava (P15 e P25), de juta (J15 e J25) e sistema híbrido, que corresponde a mistura de fibras de juta e piaçava mantendo a fração mássica igual a 1% (J+P15 e J+P25). Os ensaios de flexão foram realizados em máquina universal AROTEC WDW-100E e os de compressão em máquina universal EMIC DL 10000, após os ensaios de flexão e de compressão amostras foram analisadas em microscópio eletrônico de varredura HITACHI TM 3000, para avaliações fractrográficas. Os resultados obtidos para o módulo de ruptura em flexão foram: P15 = 5,51MPa, P25 = 5,63MPa, J15 = 4,75MPa, J25 = 5,19MPa, J+P15 = 5,35MPa e J+P25 = 5,55MPa. As tensões de compressão obtidos foram: P15 = 16,76MPa, P25 = 16,89MPa, J15 = 16,76MPa, J25 = 16,89MPa, J+P15 = 15,63MPa e J+P25 = 18,96MPa. A avaliação fractográfica mostrou que os corpos de prova de matriz pura falharam bruscamente e os reforçados tanto por fibras de juta e de piaçava indicaram falhas com características de maior ductilidade.

  • CAMILA YURI NEGRÃO KONNO
  • Caracterização da liga monotética Al-1,2%Pb solidificada em regime transitório: propriedades microestruturais, microdureza e usinabilidade.

  • Data: 17/08/2015
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  • As ligas monotéticas binárias, de maneira geral, são caracterizadas pela solubilidade mutualmente limitada no estado líquido, o que confere a elas um comportamento tribológico beneficiado, favorecendo a aplicação das mesmas em componentes automotivos, os quais exigem certa resistência ao desgaste. As morfologias geradas pela reação monotética tem sido alvo de muitos estudos com a finalidade de melhor compreendê-las. Pesquisas consistentes em relação ao desenvolvimento microestrutural de ligas monotéticas durante condições de fluxo de calor transitório são de fundamental importância, uma vez que esse tipo de fluxo de calor engloba a maioria dos processos industriais de solidificação. Alguns trabalhos assumem que a evolução do espaçamento interfásico (λ) nas ligas monotéticas, ou obedece à clássica relação utilizada para eutéticos ou ainda a relação de crescimento dendrítico, porém, Braga (2014) propôs uma lei específica para crescimento de monotéticos em função da posição a partir da interface metal/molde, λ = k. (P)0,5, e outra em função da velocidade, λ = k. (v)-2,1. Outrossim, a correlação entre parâmetros microestruturais e propriedades mecânicas vem sendo estudada com mais afinco nos últimos anos. Porém, este tema, para ligas monotéticas, são pouco exploradas e praticamente nulas. Neste contexto, o presente estudo consiste em investigar e correlacionar variáveis térmicas de solidificação e parâmetros estruturais com propriedades mecânicas (microdureza) e usinabilidade (temperatura de corte) da liga Al-1,2%Pb, solidificada em regime transitório em um dispositivo direcional horizontal, comparando leis experimentais de crescimento obtidas neste trabalho com os resultados obtidos por Silva, (2011) para a mesma liga monotética solidificada verticalmente, nos sentidos ascendente e descendente, em regime transiente. Evidenciaram-se a influência do efeito gravitacional nas taxas de resfriamento e nas estruturas obtidas para os casos ascendente, descendente e horizontal, que também se projetou nas leis de crescimento. As leis de crescimento propostas por Braga (2014), também se mostraram aplicáveis. Para os resultados de microdureza, foi verificada a validade da equação de Hall e Petch para este caso específico, além de ter sido gerada uma lei experimental, do tipo potência, correlacionando HV com λ. Com relação à temperatura de corte, foram observadas oscilações nos valores de temperatura de corte de acordo com a estrutura bruta de fusão observada em cada sangramento ao longo da amostra.

  • EVERALDO AFONSO FERNANDES
  • Análise do comportamento termofísico mecânico e estrutural da liga Al-0,05%Cu- [0,35 -0,45]%Fe modificada com teores de zircônio solidificada unidirecionalmente.

  • Data: 14/08/2015
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  • O trabalho visa analisar os efeitos da adição do elemento de liga Zircônio, nos teores [0,15; 0,22]%Zr em peso, sobre o comportamento da liga Al-0,05%Cu[0,35-0,45]%Fe. Optou-se, então, pela utilização de um simulador físico, na forma de uma câmara retangular com seis faces (Molde Unidirecional Horizontal) contendo uma única face metálica, capaz de extrair calor de forma intensa quando comparada com as outras cinco faces refratarias. Com isso poderá avaliar o desempenho térmico: como velocidade de solidificação e taxa de resfriamento, comparando parâmetros analíticos e experimentais, comportamento macro e microestrutural, a rejeição de soluto correlacionando-a com a microdureza, além de avaliar o comportamento mecânico, elétrico e termorristente das ligas. Para o vazamento foi necessário um dispositivo dotado de algumas características que possibilitasse o monitoramento do metal liquido/solido para a obtenção das curvas de solidificação. Posteriormente as ligas passaram pelos processos mecânicos de corte, torneamento e laminação a frio, dessa os lingotes foram transformados em perfis cilíndricos de diâmetros [4,0;3,8;3,0 e 2,7]mm, onde um deles será selecionado para Teste de Termorresistividade segundo o Protocolo COPEL (230°C/1h) e a Norma ASTM B941 (280°C/1h).

  • EMILENE PINTO BENCHIMOL
  • Desenvolvimento e caracterização de placas de poliuretano a partir da lama vermelha.

  • Data: 07/08/2015
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  • As questões ligadas ao meio ambiente é um tema muito discutido em meios acadêmicos e industriais, por esse motivo muitas empresas têm o interesse de valorizar os resíduos gerados na produção, o refino da bauxita para a produção da alumina é um processo que gera grande volume de rejeito que é a lama vermelha, pesquisadores estão estudando vários meios de utilizar esse rejeito como matéria prima de produtos que possam ser comercializados, os motivos pelos quais levam a essas pesquisas se dão pelo maior fato de que a lama vermelha é gerada em grandes proporções, só em 2007 foram gerados 120 milhões de toneladas, atingindo um inventário global de 2,7 bilhões de toneladas o outro fato é que as pesquisas visam o aproveitamento para evitar contaminação no meio ambiente de aquíferos e solos. As indústrias cerâmicas são exemplos de produtos que podem ser desenvolvidos com a incorporação da lama vermelha como carga mineral bem como, matéria prima para reagir com elementos químicos presentes em seus constituintes, sabe-se que o grupo isocianato é altamente reativo a grupos com hidrogênio livre no sistema, um exemplo típico são as reações de uretano, no qual o isocianato reage com hidroxila OH formando uma ligação uretânica. O consumo do diisocianato de tolueno (TDI) é esperado para chegar a 2,4 milhões de toneladas até 2016. Este trabalho apresenta pesquisa que tem como objetivo desenvolver e caracterizar placas de poliuretano poliureia a partir da lama vermelha. As placas foram caracterizadas por Difração de Raio-X (DRX), FTIR, TGA, Ensaio de Flexão, MEV/EDS e Absorção de água. Os resultados confirmam que a presença da lama vermelha em maior percentual melhora o comportamento térmico da placa. Os resultados do ensaio de flexão mostraram que as placas desenvolvidas apresentaram rigidez no material, através do FTIR foi confirmado bandas de uretano e ureia presentes na formação das placas, o DRX também confirmou halo amorfo típicos de polímeros, o MEV/EDS das fraturas justificando as regiões com maior resistência mecânica através das micrografias e o teste de absorção de água foi satisfatório, pois em nenhuma das placas houve absorção de água.

  • FABRICIO PAIVA DA SILVA
  • AVALIAÇÃO MECÂNICA E METALÚRGICA DA ZAC E ZPM EM SOLDAS DISSIMILARES DEPOSITADAS PELO PROCESSO MIG.

  • Data: 03/07/2015
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  • Neste trabalho soldas dissimilares em juntas chanfradas ½ V foram depositadas em múltiplos passes pelo processo de soldagem MIG com proteção gasosa com 75% argônio (Ar) + 25% Hélio (He) utilizando com metal de adição o arame AWS ER NiCrMo-3 EM seu enchimento. Uma das faces do chanfro foi amanteigada com um aço baixa liga AWS ER 80S-G sobre chapas de aço ASTM A182 F22 como metal de base. Na primeira etapa, com baseado no método estatístico de Higuchi convencional e Higuchi modificado foram investigados o perfil geométrico e comportamento mecânico e metalúrgico da zona afetada pelo calor (ZAC) de 17 passes em simples deposição sob chapas de aço carbono ASTM 1020. De posse desses dados, montaram-se diagramas de decisão que estabeleceram as melhores combinações parâmetros para amanteigamento de tal forma que garantissem que a energia de soldagem dos passes depositados venha a revenir a ZAC da camada anterior. Na segunda e terceira etapas utilizando combinações de parâmetros de soldagem aprovadas pelo diagrama de decisão foram amanteigadas o bisel não chanfrado de duas chapas de aço ASTM A182 F22 em seguidas esta chapas foram disposta em topo com outro membro de aço ASTM 1020 chanfrado em 45° para obtenção de duas juntas J3 e J5. Na quarta etapa foram avaliadas através dos ensaios de microdureza Vickers, EDS, microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura (MEV) nas regiões da ZAC, zona parcialmente misturada (ZPM) e metal de solda tanto do amanteigamento quanto das juntas soldadas. Os resultados apontaram a presença de descontinuidades na ZPM, endurecimento em alguns pontos da ZAC, assim como apontaram para boas características nas interfaces enchimento/amanteigamento e amanteigamento/metal de base.

  • JOAO SILVESTRE DA SILVA VASCONCELOS
  • Desenvolvimento de software em linguagem MATLAB, através de sua ferramenta de interface com o usuário (GUIDE), para projeto de linhas de transmissão multicabos.

  • Data: 29/06/2015
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  • Ao longo das últimas décadas, houve um enorme aumento da necessidade de produção de energia elétrica, estando este processo produtivo dividido nas etapas de geração e transmissão. Assim, em função desta grande demanda estabelecida, houve, também, a necessidade de evolução tecnológica na abordagem de projeto das linhas de transmissão de energia elétrica frente aos grandes desafios de distância e ações ambientais no que diz respeito à integridade da linha. As linhas de transmissão de energia elétrica apresentam características peculiares e
    devem ser projetadas para conviver sob a ação de excitações aleatórias que têm como agente principal a ação do vento, tendo por base normas técnicas vigentes NBR 5422 e NBR 6123. Dessa forma, utilizar programas interativos com o usuário, os quais facilitam a utilização de tais normas é de fundamental importância. Assim, este trabalho irá sistematizar os procedimentos de projeto de linhas de transmissão multicabos, segundo as normas técnicas
    vigentes, e desenvolver uma sistemática de análise computacional que permitirá agilizar os procedimentos de projeto, tudo com base no Matlab e em sua ferramenta de interface gráfica GUI. O programa permite a utilização das duas normas e comparar seus valores com outras referências, a fim de validar seus resultados.

  • HELIO VITOR DE ANDRADE FILHO
  • Utilização de materiais regionais para o controle de ruído de máquinas do setor madeireiro na Região Amazônica.

  • Data: 29/06/2015
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  • As atividades desenvolvidas no setor madeireiro contribuem de forma expressiva para o desenvolvimento socioeconômico do Brasil, entretanto, o maquinário utilizado durante processamento da matéria prima expõe seus operários a altos níveis de ruído, além de produzir grandes quantidades de sobras de madeira. Para mitigar os altos níveis de ruído aos quais esses operários ficam expostos durante uma jornada de trabalho, se propõe o projeto de enclausuramento parcial de fontes sonoras, desenvolvido a partir de sobras de madeira e utilização de materiais regionais como fibra de coco. Através da comparação entre os níveis de pressão sonora medidos nos postos de trabalho e os calculados numericamente, valida-se um modelo computacional construído no software Odeon®, através do traçado de raios. As perdas de transmissão sonora dos vários tipos de painéis confeccionados para o enclausuramento são determinadas experimentalmente e atribuídas no modelo computacional. Assim, o desenvolvimento de um projeto prático para a redução dos níveis de ruído a que os operários do setor madeireiro ficam expostos é proposto. Com isso, além de reaproveitar o material descartado durante o processamento da madeira na criação de painéis utilizados no enclausuramento das fontes de ruído existentes, cria-se um ambiente de trabalho menos insalubre para os operários. 

  • DIEGO ALMIR SILVA DA SILVA
  • Avaliação metalúrgica de soldas dissimilares da liga INCONEL 625 aplicadas na indústria do petróleo e gás natural.

  • Data: 26/06/2015
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  • Este trabalho apresenta um estudo de soldas dissimilares depositadas pelo processo de soldagem MIG em juntas ½ V de aço ASTM A182 F22, proteção de 75% Ar + 25% He, utilizando um arame eletrodo da classe AWS ER NiCrMo-3. Os experimentos foram realizados em X etapas distintas e consecutivas. Na primeira etapa foi realizada a soldagem de passes isolados em simples deposição onde foram investigados o perfil geométrico e os comportamentos mecânico e metalúrgico através da utilização do método de Higuchi convencional e Higuchi modificado. Na segunda e na terceira etapas experimentais foram realizadas, respectivamente, a soldagem de amanteigamento e a soldagem de preenchimento dos chanfros utilizando as combinações dos parâmetros de soldagem selecionadas da primeira etapa. Após a soldagem em cada etapa experimental, as soldas foram inspecionadas visualmente e por líquidos penetrantes e, em seguida, seccionadas em amostras transversais que depois de preparadas foram analisadas por microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura, EDS, os ensaios mecânicos de dureza e microdureza Vickers, além de composição química. As análises na seção transversal das soldas foram focadas na zona afetada pelo calor, zona parcialmente misturada e metal de solda. Os resultados indicaram a presença de micro segregações distintas na seção transversal dos corpos de prova caracterizadas pela composição química, fases microestruturais e pelo comportamento mecânico diferenciados nas diversas morfologias localizadas na zona parcialmente misturada e zona afetada pelo calor. Não foram localizadas trincas de solidificação ou outros defeitos nas soldas.

  • HÉLIDO CLEIDSON DE OLIVEIRA SENA
  • Análise do comportamento da liga Al 1350 ou Al EC com adição dos elementos de liga Cu, Fe e Zr (Al-0,05%Cu-[0,15-0,35]%Fe-0,03%Zr) para obtenção de liga de alumínio termorresistente

  • Data: 29/05/2015
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  • O trabalho em questão apresenta a influência de elementos de liga na composição da liga de pureza comercial designada de alumínio eletro condutor (Al EC) ou alumínio 1350, modificada por teores de Cu, Fe e Zr, possibilitando ter como parâmetros de análise o comportamento de propriedades químicas, mecânicas, elétricas e estruturais de forma a possibilitar sua avaliação e utilização como liga de Alumínio Termorressistente (TAL – Al Zr). As propriedades mecânicas de resistência à tração e alongamento, e de condutividade elétrica das ligas, permitem uma avaliação quantitativa e qualitativa associadas as características estruturais de superfície da fratura das ligas, analisadas através do microscópio MEV. As ligas foram obtidas pelo processo de solidificação em molde tipo U, a partir de uma liga de alumínio de pureza comercial (Al EC) com adição dos teores de 0,05% Cu, [0,15 a 0,35]% Fe e 0,03% Zr. Tais pesquisas e estudos possibilitará demonstrar o comportamento e a capacidade de cada liga resultante, nestas condições técnicas, em buscar escolher a liga de característica TAL mais apropriada ao desenvolvimento de cabos para a distribuição e transmissão de energia elétrica.

  • CATIANE MONTEIRO LIMA
  • ANÁLISE DE RESISTÊNCIA AO DESGASTE EM REVESTIMENTOS DE LIGAS FeCrMo SUBMETIDOS À TESTE DE IMPACTO E ABRASÃO COMBINADO

  • Data: 30/03/2015
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  • O presente trabalho é um estudo da resistência de revestimentos depositados pelos processos de soldagem Gas Metal Arc Welding (GMAW) e Gas Metal Arc Welding-Cold Wire (GMAW-CW) com uso de arames de baixa liga FeCrMo. Este estudo faz parte de um projeto de pesquisa vinculado à Rede Paraense de Pesquisa e Inovação em Mineração, Metalurgia e Materiais (Rede 3M) que tem como um de seus objetivos a recuperação dos revestimentos de moinhos semi-autógenos (SAG). Deste modo foram testados revestimentos com diferentes percentuais de adição de arame frio (AF) que posteriormente foram ensaiados em equipamento de Teste de Impacto e Abrasão Combinados (TIAC) para avaliar a perda de massa sofrida por cada tipo de revestimento sob as mesmas condições e tempo de ensaio. Também foram realizadas analises de propriedades mecânicas e microestruturais em amostras de cada revestimento para que os resultados obtidos auxiliassem na identificação do revestimento que se comportou melhor sob as condições de ensaio, podendo posteriormente ser aplicado aos referidos moinhos.

  • PEDRO IGOR DIAS LAMEIRA
  • Estudo de planejamento e análise de processos de fabricação com aplicação de um braço robótico na fabricação de embarcações fluviais.


  • Data: 19/03/2015
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  • O mercado naval brasileiro como um todo está em plena ascensão, tendo influência direta na economia nacional e global, pois está intimamente ligado com ao escoamento de cargas e passageiros. Com a indústria naval no norte do Brasil não seria diferente, um crescente número de investidores e empresas ligadas ao setor
    industrial naval está cada vez mais interessado no desenvolvimento do setor na Região Norte, sendo este um ponto logístico estratégico de ligação com o mercado exterior para exportação.

    Pode-se dizer que praticamente em sua totalidade, as embarcações construídas na Região Norte são embarcações fluviais, devido ao seu menor porte e especialidade quando comparada com embarcações oceânicas. Porém a tecnologia de construção empregada na fabricação de tais embarcações em boa parte dos estaleiros da região ainda é bastante artesanal, sem a utilização de tecnologias avançadas em
    nível de planejamento e produção, assim como a automatização dos processos.


    Este trabalho tem como objetivo através do planejamento, programação e controle, propor a utilização de metodologia de construção em blocos e linhas de painéis com aplicação de tecnologia de grupo e auxílio do braço robótico na construção de embarcações destinadas a navegação interior, com estudo de caso aplicado a
    barcaças fluviais para o transporte de granéis sólidos, embarcações tipicamente construídas na região e com um nível crescente de demanda no cenário nacional, seja para operação na própria região ou fora da mesma.

    As análises do trabalho levarão em consideração, o fluxo de processos, os processos de fabricação e o controle do produto para a construção da embarcação em questão, otimizando assim o tempo das atividades e a produtividade dos processos de fabricação de barcaças fluviais, comparando, quando necessário, a
    eficiência dos padrões já utilizados atualmente na região e do modelo proposto de planejamento com auxílio do braço robótico nos processos de soldagem, através do tempo e taxa de deposição para amostras consideradas no processo produtivo.

  • MAURICIO MAIA RIBEIRO
  • Comportamento em tração / flexão e aspecto fractográfico de matriz poliéster com pó de aerosil e de madeira com a inclusão de fibras curtas de sisal e juta.

  • Data: 06/03/2015
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  • Neste trabalho foi pesquisados materiais compósitos de matriz poliéster insaturada, com agente de cura peróxido de metil-etil-cetona (MEK), na presença de resíduo de madeira (marupá e quaruba), pó de aerosil e fibras naturais (sisal e juta) curtas com comprimento de 15 mm. Também foram pesquisados sistemas híbridos formados pela combinação de fibras naturais / resíduos de madeira e fibras naturais/pó de aerosil. Tanto as fibras naturais como os resíduos de madeira e pó de aerosil foram dispostos aleatoriamente na matriz poliéster e o processo de fabricação foi por moldagem manual e sem pressão. As fibras naturais, o aerosil (sílica coloidal ou dióxido de silício coloidal) e os resíduos de madeira foram adquiridas no mercado local. As fibras foram cortadas manualmente no comprimento de 15 mm. Foram fabricados corpos de provas de materiais compósitos com cada uma das fibras naturais, materiais compósitos com cada pó de madeira, e materiais compósitos com aerosil e as combinações compósito hibrido, fibra natural/pó de madeira e fibra natural/aerosil. As propriedades mecânicas avaliadas foram tração e flexão de acordo com normas e procedimento da ASTM. Após os ensaios de tração e flexão foram feitas análises, através de MEV, das superfícies fratura de modo a estabelecer relação entre os aspectos da fratura com as propriedades mecânicas. Os resultados do comportamento em tração, para as frações mássicas estudadas, revelaram que o material com maior resistência a tração foi 57,24 (± 2,71) MPa para poliéster / pó de aerosil, 25,28 (± 2,35) MPa para poliéster / pó de marupá, 24,05 (± 2,02) MPa para poliéster / pó de quaruba, 35,61 (± 1,24) MPa para poliéster / fibra de sisal, 29,30 (± 2,85) MPa para poliéster / fibra de juta e para os híbridos selecionados foram obtidos foi 29,83 (± 2,74) MPa para poliéster / pó de aerosil / fibra de sisal; 20,66 (± 2,54) MPa para poliéster / pó de aerosil / fibra de juta; 25,70 (± 2,61) MPa para poliéster / pó de marupá / fibra de sisal; 25,15 (± 2,26) MPa para poliéster / pó de marupá / fibra de juta; 27,70 (± 2,59) para poliéster / pó de quaruba / fibra de sisal; 20,30 (± 1,92) MPa para poliéster / pó de quaruba / fibra de juta. Os resultados do ensaio de flexão indicaram o mesmo perfil do comportamento em tração. Quanto às superfícies de fratura: Quanto maior o percentual de aerosil maior quantidade de porosidade, os resíduos de madeira provocam o aparecimento de aspecto rugoso na superfície, a presença de fibras de sisal é acompanhada de vazios devido presença de pull out e as fibras de juta aparecem fraturadas total ou parcial devido a baixa molhabilidade pela matriz.

  • PEDRO CARDOSO DA SILVA NETO
  • Avaliação da resistência ao desgaste por abrasão e impacto combinado em superfícies revestidas por soldagem.

  • Data: 03/03/2015
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  • O controle do fenômeno do desgaste constitui uma luta incessante contra a perda de massa das superfícies de máquinas e equipamentos sujeitos ao contato com corpos em movimento. Uma estratégia eficiente para a obtenção de superfícies resistentes ao desgaste é obtida mantendo-se a região sujeita ao escoamento de partículas duras revestidas com ligas resistentes ao desgaste enquanto se mantém a núcleo da peça ou equipamento, que desempenha funções estruturais, constituído de materiais menos nobres. Desta forma teremos equipamentos com durabilidade igual ou melhorada, com custos relativamente menores do que aqueles constituídos apenas de materiais resistentes ao desgaste. Este estudo tem por objetivo obter revestimentos resistentes a condições de impacto e abrasão combinados, de forma econômica e com viabilidade técnica. O trabalho foi dividido em quatro partes: planejamento e adequação dos aparatos para realização dos experimentos; revestimento por soldagem utilizando o processo FCAW-CW variando o percentual de adição de arame frio de 0 a 50% em seis níveis; caracterização dos revestimentos por microdureza, microscopia ótica e espectrometria de emissão óptica e teste dos revestimentos em equipamento de ensaio de impacto e abrasão combinado (TIAC) com registro da perda de massa. Nos revestimentos obtidos, a sobreposição de 30% foi suficiente para garantir a redução dos vales formados entre um cordão e outro, possibilitando uma remoção mínima de revestimento para que se possa alcançar uma superfície plana. Os resultados encontrados, no que dizem respeito ao comportamento da perda de massa do ensaio TIAC em função do tempo e do nível de energia de impacto corroboram com a literatura. Os resultados indicam que a perda de massa, composição química e microdureza não variam significativamente com a adição de arame frio nos níveis utilizados.

  • WAGNER DE SOUSA SANTOS
  • Estudo do uso de tecnologias alternativas para controle de ruído de impacto em edificações.

  • Data: 27/02/2015
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  • Este trabalho apresenta um estudo sobre o isolamento ao ruído de impacto com o uso de mantas a base de materiais regionais, materiais industrializados e borracha líquida impermeabilizante, que foi realizado no laboratório do Grupo de Vibrações e Acústica (GVA) com o auxílio de câmara reverberante em escala para a realização do ensaio em uma amostra de piso de concreto para simular o sistema de uma edificação real. Foram realizados os ensaios baseados nos procedimentos da ISO 140/6, comparando estes com a nova Norma de Desempenho NBR 15575. Dessa forma poderemos mostrar a validade de nossa pesquisa, que tem grande importância devido a grande demanda de novas tecnologias de isolamento acústico para o setor da construção civil.

  • ODORICO NINA RIBEIRO NETO
  • A sala como parte integrante do instrumento musical.

  • Data: 30/01/2015
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  • No presente trabalho realiza-se o estudo de uma sala no que diz respeito a sua resposta acústica, considerando que sua principal utilização seria para apresentações musicais somente com instrumentos acústicos, assim como apresentações de cantores acompanhados de instrumentos acústicos, levando-se em consideração aspectos temporais e espaciais da resposta acústica da sala. Para esse estudo utilizou-se de programas para a medição da resposta ao impulso na sala em questão e também para a simulação em computador para, posteriormente, realizar a comparação dos valores dos parâmetros acústicos medidos na sala real, com os valores que foram obtidos através da simulação de uma sala virtual com as mesmas características, ou aproximadas, no que diz respeito a sua geometria e tipos de materiais de acabamento. Também foram realizadas medições referentes às características espaciais da audição na sala.

  • HELLEN CRISTINA GOMES ANDRADE PIMENTEL
  • Análise para controle de ruído de uma serraria utilizando técnicas experimentais e numéricas com base na acústica geométrica.

  • Data: 30/01/2015
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  • A riqueza da fauna e flora amazônica, fez com que muitas empresas desenvolvessem o interesse pela região principalmente no que diz respeito à exploração da madeira, onde há 300 anos este tipo de atividade não causava muitos danos por ser um exclusivamente extrativista, mas com o passar do tempo foram surgindo às máquinas e equipamentos tanto para realizar o arraste das árvores quanto para beneficiar o produto no local diminuindo custo de transporte e produção. A indústria madeireira presente na região, dentre os impactos relacionados, um chamou atenção para realização deste estudo “A saúde ocupacional do trabalhador”. A exposição dos trabalhadores ao nível de ruído acima de 85 dB(A) para uma jornada de trabalho de 8 horas diárias caracteriza o ambiente laboral como insalubre tendo como parâmetro a NR-15 – Operações Insalubres e Perigosa Anexo N°1 – Limites de Tolerância para Ruído Contínuo e Intermitente , prejudicando assim a integridade física do trabalhador. Por possuir equipamentos, maquinas e matéria prima que possibilitam o desenvolvimento do ruído industrial, tendo como contribuinte o layout do processo produtivo, bem como o ambiente onde este processo está alocado, potencializando ainda mais o desenvolvimento da poluição sonora industrial no setor madeireiro. Em virtude do relato supracitado este trabalho propõe-se em analisar os resultados experimentais da obtenção de nível de pressão sonora e de potência sonora, juntamente com as simulações numéricas através da metodologia de acústica de raios com o uso do programa computacional Odeon em busca de soluções para propor melhorias ao ambiente laboral.

  • LÉO DAIKI SHINOMIYA
  • Projeto de rotores hidrocinéticos de eixo horizontal considerando o efeito da cavitação.

  • Data: 16/01/2015
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  • Este trabalho propõe um modelo de otimização de turbinas hidrocinéticas de eixos horizontais que considera os efeitos de perda nas pontas das pás e o efeito da cavitação, corrigindo a geometria da pá de modo que o efeito seja minimizado. O modelo considera o coeficiente de pressão mínima como fator limitante para que o efeito de cavitação tenda a não ocorrer na superfície das pás, corrigindo a corda em cada estação da pá. Para isso, dados como velocidade do rio ou de canais, a profundidade que a turbina será instalada, diâmetro da turbina, a rotação requerida, o número de pás e o tipo de perfil hidrodinâmico são parâmetros usados para a construção da pá. O coeficiente de pressão na superfície dos perfis, a pressão de estagnação e dinâmica são parâmetros determinantes para o coeficiente de empuxo local, este parâmetro dita a potência da turbina. Os resultados são comparados com o modelo de otimização clássico de Glauert. A geometria criada foi simulada em um software comercial (SILVA, 2014) e os dados obtidos mostram que o modelo proposto gera bons resultados e podem ser empregados para a projetos eficientes de turbinas.

2014
Descrição
  • AMANDA THICYANE DE MIRANDA DUARTE DE SOUZA
  • CORRELAÇÃO DA COALESCÊNCIA DE MICROCAVIDADES COM AS PROPRIEDADES ELÉTRICAS E MECÂNICAS DE FIOS PARA TX E DX DE ENERGIA ELÉTRICA DA LIGA BASE, Al-0,5%pCu-[0,24-0,28]%pFe-0,7%pSi, MODIFICADA COM TEORES DE Ni.

  • Data: 23/12/2014
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  • O presente trabalho objetiva entender o comportamento de uma liga Al-0,05%pCu-[0,24 a 0,28]%pFe-0,7%pSi, acrescida por teores de Ni, tendo como parâmetros o comportamento de suas propriedades elétricas, mecânicas e estruturais de forma a possibilitar sua aplicabilidade na Transmissão [Tx] e Distribuição [Dx] de energia elétrica. As características estruturais das ligas, analisadas através de Técnicas de Metalografia Quantitativa, e associadas aos dados de Alongamento [δ(%)] e Encruamento [n], obtidos nos Ensaios de Tração, permitem uma avaliação qualitativa e quantitativa das propriedades mecânicas e elétricas do material. As ligas foram obtidas por solidificação estática direta em coquilha metálica em “U”, a partir de uma base de Alumínio de pureza comercial com adição dos teores 0,05%p Cu, [0,24 a 0,28]%p Fe e 0,7%p Si, acrescidos por teores de 0,010, 0,025 e 0,040%pNi. Após estudos e avaliações dos resultados obtidos nos diferentes diâmetros de conformação mecânica, um deles será selecionado para teste de Termorresistividade.

  • HELENA TEIXEIRA DE LIMA
  • CARACTERIZAÇÃO MICROESTRUTURAL DE JUNTAS DISSIMILARES SOLDADAS PELO PROCESSO MIG COM ARAME 316L.

  • Data: 19/12/2014
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  • As constantes necessidades de materiais mais resistentes a corrosão, em componentes estruturais das indústrias petroquímicas, vêm norteando as pesquisas científicas principalmente na metalurgia quando se trata da aplicação da soldagem de revestimento dissimilar.

    Um caso particular de revestimento dissimilar por soldagem é a técnica de amanteigamento onde, camadas de materiais dissimilares são utilizadas como depósitos intermediários entre o metal de base e o enchimento do chanfro com a finalidade de gerar uma barreira que ira dificultar a migração de elementos de ligas indesejáveis do metal de base para o metal de solda.

    Este trabalho apresenta o estudo do comportamento metalúrgico e de resistência das soldas produzidas de forma automatizada pelo processo de soldagem MIG. Para a exploração e seleção dos parâmetros de soldagem foram feitas soldas de passes isolados em simples deposição. Utilizando como material de base chapa de aço baixa liga e baixo carbono ABNT 1020 e metal de adição o arame eletrodo maciço de aço inoxidável austenítico 316L.

    Para a soldagem de amanteigamento de bisel e enchimento de chanfro, foi usado como metal de base chapas de aço carbono e baixa liga ASTM A131 GR AH32 e metal de adição o arame maciço de aço inoxidável austenítico 316L. Todo o trabalho de soldagem foi realizado em uma bancada constituída por um sistema de deslocamento e de posicionamento da pistola de soldagem. As soldas de passes isolados em simples deposição foram analisadas empregando o método de Higuchi e diagrama de decisão com a finalidade de definir os melhores parâmetros de entrada de amanteigamento de bisel. A metodologia consiste em selecionar a energia de solda mais adequada, valores de reforço e penetração do cordão de solda e dos tamanhos das zonas duras e zona macia através da análise de microdureza de vickers.

    Para o amanteigamento de bisel foram utilizadas duas chapas de mesma espessura com os seguintes amanteigamentos: duas camadas e três camadas, utilizando duas relações de energia (8,0/10,0 e 8,0 /9,0/10,0 kJ/cm). A caracterização microestrutural das diversas regiões das juntas foram realizadas através de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise química por meio de energia dispersiva de raio X (EDS) e o ensaio de microdureza Vickers. Durante os experimentos permaneceram constantes a taxa de deposição por unidade de comprimento de solda e a sobreposição de 50% entre os passes de revestimento de amanteigamento. Ensaios não destrutivos por inspeção visual e líquidos penetrantes foram realizados após a soldagem para a verificação da qualidade das soldas.

    Finalmente, o amanteigamento de bisel apresentou excelente aspecto superficial para todos os pacotes operacionais aplicados na obtenção das soldas. As análises das regiões, metal de base, zona parcialmente misturada e zona afetada pelo calor, mostraram-se compatíveis com os da literatura estudada.

    Os resultados da análise dos passes isolados em simples deposição mostraram que a aplicação da técnica de soldagem dissimilar de amanteigamento de bisel com duas e três camadas usando combinações adequadas de energia de soldagem, definidas pelo Teste de Higuchi, pode possivelmente alcançar reduções nos níveis de dureza na ZAC; refinamento microestrutural; propriedades mecânicas finais melhoradas, contribuindo para a escolha adequada das energias de soldagem da primeira e segunda camada com sobreposições dos ciclos térmicos que promova o efetivo refino e revenimento da ZAC_GG da primeira camada.

    O resultado médio de microdureza de vickers das juntas soldadas ficaram abaixo de 350HV nas regiões próximo a linha de fusão.

    Todas as amostras das juntas soldadas apresentaram precipitação de martensita revenida na região da ZTA, devido a um resfriamento extremamente rápido, que pode ter sido proporcionado pela ausência de pré- aquecimento. O metal de base e zona fundida apresentaram uma estrutura composta principalmente por ferrita e perlita.

  • MIKELLY CHAVES CRUZ
  • Desenvolvimento de um compósito polímero-madeira reforçado com aço para piso de eco-catamarã.

  • Data: 17/12/2014
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  • Com o avanço tecnológico as propriedades exigidas aos materiais convencionais sofreram alterações levando ao aparecimento de materiais capazes de responder aos requisitos pretendidos das novas tecnologias. A combinação química e estrutural de diferentes materiais produziu uma nova classe de produtos inovadores de materiais que são cada vez mais requisitados por inúmeras aplicações na indústria. Neste trabalho foram realizados estudos para a obtenção de placas para serem usadas em pisos de ECO-CATAMARÃ, tendo como materiais o poliestireno pós-consumo como a matriz polimérica, uma carga celulósica e como reforço o aço. Esses materiais foram moldados por compressão e caracterizados posteriormente o que mostrou que o compósito em questão pode ser usado para a finalidade proposta.

  • VANESSA FARIAS DE ALMEIDA
  • Otimização de uma Lei de Parede Fluidodinâmica Aplicável a Escoamentos com Gradiente Adverso de Pressão.

  • Data: 17/10/2014
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  • No presente trabalho e implementada uma lei de parede uidodinâmica que possibilita melhor tratamento para os efeitos turbulentos nas regiões próximas ao ponto de separacão da camada limite e na região de recirculação do escoamento, onde a lei de parede clássica, proposta por Launder and Spalding (1974) não e aplicável. Para o estudo deste fenômeno foi utilizado o software comercial ANSYS®Fluent . Inicialmente veri cou-se
    a viabilidade de aplicação das funções de parede do modelo de turbulência k - E a problemas envolvendo gradiente adverso de press~ao, fator determinante para separac~ao da camada limite. Face a incapacidade de tais func~oes em prever a desacelerac~ao e posterior ganho de press~ao do escoamento foi inserida no ANSYSrFluent uma func~ao de nida pelo usuario baseada na formulac~ao da lei de parede proposta por Cruz and Freire (1998), que apresenta, na literatura veri cada, boa adequac~ao na descric~ao do campo de velocidades
    na proximidade da separac~ao. A simulac~ao numerica foi realizada via inserc~ao da lei de parede citada e uso do modelo 􀀀 considerando um difusor plano. Os resultados foram comparados em algumas posic~oes no interior do difusor a m de avaliar a adequac~ao da lei adotada quando comparada aos dados experimentais de Buice (1997). Constatou-se que a referida lei fornece resultados consistentes no que tange a descric~ao da separac~ao,
    recirculac~ao e posterior recolamento da camada limite turbulenta. 

  • ANY SUELEM ANDRADE FERREIRA
  • A Influência do Teor de Silício na Microestrutura e Propriedades Mecânicas de Soldas GMAW-CW e GMAW-DCW.

  • Data: 19/09/2014
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  • O presente trabalho trata da comparação da microestrutura e propriedades mecânicas de soldas de aço naval ASTM A131-A, obtidas pelo processo de soldagem GMAW (Gas Metal Arc welding), GMAW-CW (Gas Metal Arc welding- Cold Wire) e GMAW-DCW (Gas Metal Arc welding- Double Cold Wire). Em todos os testes foram feitas análises químicas, microestrutura, e microdureza vickers nas soldas. Os resultados mostraram que os teores de silício aumentaram tanto para as soldas GMAW-CW quanto para a GMAW-DCW em relação à GMAW convencional. Contudo, a maioria das soldas com arame frio apresentaram bons resultados em relação a formação da ferrita acicular, ao tamanho de grão e dureza.

  • FRANCIELE GOMES FERREIRA
  • Formulação Generalizada de Camada Limite para Convecção Forçada em Placa Plana Vertical.

  • Data: 29/08/2014
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  • O presente trabalho investiga o problema bidimensional do escoamento com transferência de calor por convecção forçada na região de camada limite laminar de um fluido newtoniano e incompressível ao longo de uma placa plana vertical isotérmica. As equações gerais do escoamento são simplificadas a partir do uso da Formulação Generalizada de Camada Limite e com o método da solução por similaridade de problemas de camada limite o sistema de equações diferenciais parciais é transformado em um sistema de equações diferenciais ordinárias, possuindo validade para um domínio maior que aquele considerado na teoria clássica de camada limite. O modelo matemático proposto é solucionado através dos métodos de integração numérica considerando diversos valores de Prandtl e ξ, dependendo da influência da convecção forçada ou da convecção livre no escoamento. Os perfis de velocidade e de temperatura gerados a partir do modelo proposto foram plotados em coordenadas adimensionais e mostram a validade da formulação apresentada neste trabalho tanto para a região do escoamento considerado plenamente desenvolvido, com Reynolds tendendo ao infinito, como também para a região próxima ao bordo de ataque da placa plana vertical, com baixos valores de Reynolds, o que é inviável usando a teoria clássica de camada limite.

  • KAZUO DE ALMEIDA KAMIZONO
  • Caracterização Elétrica e Mecânica da Liga Al-Cu-Fe-Si Modificada com Diferentes Teores de Ni para Aplicação na Fabricação de Fios e Cabos para Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica.
  • Data: 14/08/2014
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  • O presente estudo tem como objetivo analisar a influência de tratamento térmico de envelhecimento sobre as propriedades mecânica e elétrica da liga Al-Cu-Fe-Si com adições de Ni (0,01%; 0,025%; 0,04%). O material foi obtido através de solidificação direta em coquilha metálica, usinado para o diâmetro de 19,5 mm, tratados termicamente por duas horas em duas temperaturas: 150 e 250 ºC, submetido ao ensaio de microdureza, laminado a frio no diâmetro 3,0 mm e executados dois testes de termorresistência à 250 e 280 ºC. A solidificação, os tratamentos térmicos e os testes de termorresistências foram realizados em um forno do tipo mufla, o ensaio de resistência mecânica na máquina de tração KRATOS e o ensaio de microdureza na máquina HV-1000B. De acordo com a análise dos testes observa-se que o aumento do teor de Ni eleva o limite de resistência à tração (LRT) e aumentam a microdureza. Após os tratamentos térmicos notou-se uma redução nos valores de LRT e aumento da microdureza. Os resultados das termorresistências mostram uma variação nos valores de LRT.
  • GILCIMAR PEREIRA
  • Aspectos metalúrgicos da ZTA e das camadas de amanteigamento depositadas com aço inoxidável austenítico 316L em chapas de aço baixo carbono ABNT 1020.

  • Data: 04/08/2014
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  • Este trabalho tem como objetivo avaliar as caraterísticas metalúrgicas em camadas de amanteigamento aplicadas pelo processo MIG, com deposição do aço inoxidável austenítico 316L em chapas de acho baixo carbono 1020 ABNT e correlaciona-las com os parâmetros de soldagem e com as propriedades mecânicas e resistência à corrosão. As amostras amanteigadas foram analisadas por microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura com sistema de energia dispersiva, microdureza e ferritoscópio. Os estudos se concentraram nas regiões da zona termicamente afeta (ZTA), zona parcialmente mistura (ZPM) e metal de solda. A ZTA apresentou regiões de grãos grosseiros e de grãos finos, as principais microestruturas dessas regiões foram compostas por ferrita de segunda fase (FS), ferrita poligonal (FP), ferrita alotriomórfica ou de contorno de grão (FG), ferrita de Widmanstatten (FW), bainita, na (ZTA-GG) e ferrita e perlita na (ZTA-GF). Essas microestruturas influenciam nos resultados de dureza, sendo mais elevado para a região de grãos grosseiros. A ZPM apresentou macrosegregação com composição intermediaria entre o substrato e o metal de solda. Também se identificou a formação de martensíta, da zona Φ e de precipitação de carbonetos que foram responsáveis pela elevada dureza dessa região. A solidificação do metal de solda deu-se pelos modos colunar - dendritico e dentritico - equiaxial. As principais microestruturas identificadas no metal de solda foram: austeníta primaria (A), austeníta primaria com reação eutética com ferrita de segunda fase (FA) e austeníta secundaria com ferrita primaria (AF). Os maiores níveis de durezas foram encontrados nas regiões das primeiras camadas de amanteigado que está relacionado com a formação de auteníta primária. O teor de ferrita calculado para a estrutura (FA) foi de 1,02% e para a estrutura (AF) de 3,72% e 3,02% para o modo vermicular e laminar, no entanto pela as analises realizada pelo ferritoscópio ficaram todas abaixo de 3%.

  • ARIELLY ASSUNCAO PEREIRA
  • Estudo Numérico da Influência de Um Difusor Sobre a Teoria Clássica.

  • Data: 29/07/2014
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  • O presente trabalho tem como finalidade avaliar a influência do difusor quando observada a teoria clássica para o escoamento sobre turbinas eólicas. Para isto será desenvolvido um modelo numérico utilizando dinâmica dos fluidos computacional que permita a representação destes componentes em um escoamento em domínio aberto. O modelo numérico proposto considera um difusor cônico ao redor de um disco atuador que representa uma turbina eólica de eixo horizontal ideal, a partir do qual será determinada a influência do difusor sobre a turbina, através da observação e análise dos campos de pressão e velocidade. Os resultados obtidos com o modelo numérico proposto serão comparados e validados utilizando dados experimentais e os modelos propostos por Hansen et al. (2000) e Rio Vaz et al. (2013), nos quais é possível avaliar os coeficientes de potência da turbina, bem como relacionar o limite de Betz com estes dados. A possibilidade de relacionar essa teoria com o modelo numérico, permite que seja possível dar continuidade nas investigações realizadas na Universidade Federal do Pará de um modelo numérico voltado para o projeto eficiente de turbinas eólicas de eixo horizontal, buscando novas metodologias de projeto deste sistemas de geração.

  • BRENO INGLIS FAVACHO
  • Uma Abordagem Matemática Aplicada ao Projeto Hidrodinâmico Ótimo de Propulsores Navais.

  • Data: 28/07/2014
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  • No contexto do desenvolvimento atual do Brasil, a busca do melhoramento das condições e do sistema de transportes assume importância vital, uma vez que um sistema de transporte adequado melhora consideravelmente a logística do escoamento da produção nacional, barateando custos e tornando assim o Brasil um país mais competitivo no cenário comercial internacional. Frente a isto, fatores como o desenvolvimento de uma malha hidroviária adequada, bem como a criação de frota de embarcações e navios eficientes a serem utilizados e o melhoramento da existente, neste novo escopo do sistema de transporte, tornou-se indispensável. Por outro lado, principalmente na região amazônica, o uso de embarcações assume importância vital, já que são delas que se depende a mobilidade humana e praticamente toda a atividade da população ribeirinha da região. Deste modo, este trabalho objetiva desenvolver uma abordagem matemática para o projeto de propulsores navais, utilizando uma formulação deotimização de corda e ângulo geométrico de passo, considerando as equações de conservação de massa,energia e quantidade de movimento para obter as relações teóricas que determinam o empuxo e o torque sobre um elemento anular do volume de controle associado ao propulsor daembarcação. O modelo hidrodinâmico proposto apresenta baixo custo computacional e é de fácil implementação, e os resultados obtidos são concordantes com o modelo clássico deGlauert e com os dados experimentais do propulsor Wageningen B3-50.

  • ELAINE NASCIMENTO DE FREITAS
  • Estudo Operacional de Manipulador Robótico Aplicado em Soldagens na Construção Naval.
  • Data: 04/07/2014
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  • A busca por processos de soldagem que unem versatilidade, alta produtividade e baixo custo são continuas, e em especial na construção naval representada pela construção de balsas e empurradores. A soldagem de enrijerecedores feita na construção dos módulos componentes das embarcações é realizada, principalmente, na posição de filete horizontal tornando o processo repetitivo e insalubre, pois os soldadores tem que permanecer em posições ergonomicamente inadequadas durante longos períodos de trabalho, o que acarreta no desenvolvimento de doenças ocupacionais, baixa produtividade real, além de diminuir a qualidade do cordão de solda nas juntas devido a variação de posicionamento da tocha em relação à superficie a ser soldada. Este trabalho tem como objeto central o estudo operacional da utilização de manipulador robótico aplicado ao processo de soldagem na Construção Naval. O estudo consiste na elaboração de urna nova metodologia de trabalho para a realização da soldagem pelo processo FCAW, buscando a substituição do processo de soldagem convencional (soldadores) pelo processo robotizado (braço robótico soldador), no qual serà realizada a análise comparativa dos parâmetros de soldagem de ambos os processos aplicados à soldagem de enrijecedores e painéis utilizados na construção de balsas e empurradores. Este estudo operacional possibilitou desenvolver técnicas alternativas de soldagem para aplicação na fabricação e manutenção de produtos na indústria naval visando garantir uma maior produtividade. Esta pesquisa mostra como pode ser aplicado o processo FCAW robotizado na construção naval, suas principais metas atingidas foram: montagem de uma célula robotizada para a realização de testes de soldagem em aço naval, o que possibilitou a simulação de soldagem de um painel com 10% do tamanho original, segundo as observações realizadas no estaleiro. Neste, caso foram realizadas três programações de trajetória distintas de execução de soldagem através das quais se observaram visualmente o grau de distorção da peça de acordo com a trajetória adotada, e a qualidade superficial do cordão de solda através da anàlise obtida com base nos ensaios não destrutivos de líquido penetrante.
  • JESSIANA AVELAR DE LIMA
  • ANÁLISE DO COMPORTAMENTO ELÉTRICO, MECÂNICO E TERMORRESISTENTE DA LIGA Al-0,05%Cu-[0,24-0,28]%Fe-0,7%Si MODIFICADA COM TEORES DE Ti E Zr.
  • Data: 22/05/2014
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  • Este trabalho visa analisar o comportamento de uma liga Al-0,05%Cu-[0,24- 0,28]%Fe-0,7%Si modificada com teores de Ti e Zr para fins de Transmissão [Tx] e Distribuição [Dx] de energia elétrica, tendo como parâmetro seu desempenho elétrico, mecânico e estrutural. A partir de uma base de Alumínio de pureza comercial com adição dos teores 0,05% de Cu, [0,24 a 0,28]% de Fe e 0,7% de Si, as ligas foram obtidas por solidificação estática direta em coquilha metálica em “U”, e posteriormente, à liga base foram adicionados os teores de 0,26%Ti e 0,26%Zr. As características estruturais das ligas analisadas através de Técnicas de Metalografia Quantitativa e associadas aos dados de Alongamento [δ(%)] – obtidos nos Ensaios de Tração – permitem uma avaliação qualitativa e quantitativa das propriedades elétricas e mecânicas do material. Após estudos e avaliações dos resultados obtidos nos diferentes diâmetros conformados mecanicamente, o diâmetro 3,0 mm foi selecionado para o Teste de Termorresistividade.
  • ROGER BARROS DA CRUZ
  • Determinação de Formulação Semi-Empírica para Perda de Carga em Escoamento em Leito Fixo Poroso Composto por Biomassa Amazônica.

  • Data: 25/04/2014
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  • Muitos estudos são realizados sobre a dinâmica de fluidos em meios porosos, o que gera uma série de fatores e os problemas a serem resolvidos. Em particular, o fenômeno de queda de pressão no fluxo no leito fixo, embora razoavelmente bem, sob a forma da equação de Ergun, ainda possui algumas inconsistências no que diz respeito aos tipos de materiais a serem utilizados na confecção de leitos. O objetivo deste trabalho é estudar este fenômeno usando algumas experiências relatadas na literatura para determinar a queda de pressão no leito fixo constituído por partículas porosas de sementes de açaí. Estudos experimentais foram realizados para prever e ter em conta as perdas resultantes do atrito e da inércia, que mostrou forte dependência da velocidade. O próprio método de usar esta previsão determinando o fator de atrito, como forma de substituir o cálculo habitual e medição da queda de pressão, é mostrado em forma alternativa a fim de se obter uma equação mais satisfatória para a predição da queda de pressão.

  • EMANUELLE CASSEB GUIMARÃES
  • INFLUÊNCIA DE PARÂMETROS TÉRMICOS E ESPAÇAMENTOS DENDRÍTICOS SECUNDÁRIOS NA MICRODUREZA DE LIGAS HIPOEUTÉTICAS AL-SI DIRECIONALMENTE SOLIDIFICADAS SOB CONDIÇÕES TRANSIENTES.
  • Orientador : ANTONIO LUCIANO SEABRA MOREIRA
  • Data: 24/03/2014
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  • O principal objetivo deste trabalho é estudar a influência de parâmetros térmicos de solidificação no comportamento dos espaçamentos dendríticos secundários e na microdureza das ligas binárias hipoeutéticas Al-3%Si, Al-7%Si, e Al-9%Si durante a solidificação direcional horizontal sob condições transientes de extração de calor. Os experimentos foram monitorados por termopares e os parâmetros investigados incluem a velocidade da isoterma liquidus, a taxa de resfriamento e o gradiente térmico. As amostras obtidas foram analisadas por meio de microscopia óptica a fim de que os espaçamentos dendríticos secundários fossem medidos. Os resultados encontrados para esses espaçamentos foram correlacionados com os parâmetros térmicos investigados e com valores de microdureza obtidos, por meio de leis experimentais dos tipos potência em função do tempo e Hall-Petch. Os resultados encontrados indicam que os valores de microdureza diminuem à medida que os espaçamentos dendríticos secundários aumentam.
  • DANILO DE SOUZA BRAGA
  • Modelagem Dinâmica de uma Turbina Hidráulica Através dos Métodos de Elementos Finitos e Volumes Finitos Objetivando Simular Fenômenos Hidráulicos e Correlacioná-los a Problemas Estruturais.
  • Data: 14/03/2014
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  • grande avanço tecnológico no setor elétrico tem sido de suma importância para melhoria do desempenho de seus equipamentos, mesmo depois de anos de uso. Nas usinas hidrelétricas, os principais componentes responsáveis pela conversão de energia hidráulica em energia elétrica são o rotor da turbina e distribuidores, os quais são submetidos a diversos tipos de esforços de origem hidráulica durante a operação e reagem de forma distinta a cada um deles. Assim, torna-se importante saber avaliar e prever o comportamento hidrodinâmico ligado a estes equipamentos, para manter a segurança, confiabilidade e disponibilidade operacional dos hidrogeradores. Por outro lado, com a melhoria na robustez computacional, modelos matemáticos cada vez melhores e com maior complexidade podem ser criados para avaliar o desempenho em hidrogeradores. Sendo assim, este trabalho apresenta um estudo referente ao desenvolvimento de modelos numéricos que permitirão inferir alterações de comportamento operacional em uma das UGHs da Usina Hidrelétrica de Tucuruí, com o objetivo de estender o potencial dos procedimentos tradicionais de detecção e caracterização de falhas em equipamentos por origem hidráulica. Para isto, a resposta da estrutura do rotor da turbina e as excitações de origem hidráulica, em regime permanente e transiente, serão analisadas numericamente (utilizando o método de elementos finitos e volumes finitos). A verificação dos resultados será feita com base em informações operacionais. Fenômenos hidráulicos típicos deste tipo de turbina, também serão identificadas e avaliadas suas principais causas, bem como possíveis danos à estrutura. Através das flutuações de pressão, esses fenômenos e o desalinhamento de distribuidores serão investigados aplicando uma metodologia de identificação por análise de espectro de frequência. Assim, com a utilização do modelo físico representativo do sistema espera-se contribuir ainda mais para um diagnóstico mais preciso dos defeitos de origem hidráulica, uma vez que, além da detecção do instante de ocorrência do dano, pode-se conhecer com precisão a provável localização do defeito no sistema.
  • MICHEL JOSE CALDAS CARVALHO
  • CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS COMPÓSITOS DE MATRIZ POLIÉSTER REFORÇADA POR FIBRAS VEGETAIS CONTÍNUAS E ALINHADAS.
  • Data: 28/02/2014
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  • Os compósitos têm sido utilizados como solução para inúmeros problemas de engenharia. Hoje podemos ver compósitos presentes em diversas áreas do conhecimento humano seja na construção civil, aeronáutica, automobilística ou náutica. Esses materiais surgiram com a proposta de desenvolvimento de propriedades mecânicas que pudessem satisfazer as necessidades que materiais clássicos de construção como: o aço, madeira etc., não puderam atender, trata-se de materiais de alta resistência mecânica e baixa densidadeprincipalmente os desenvolvidos com matrizes epóxi e fibra de carbono. Fibras como curauá possuem resistência mecânica comparada à fibra de vidro, tornando-se assim uma possível substituta. Nesse trabalho foram utilizadas fibras de sisal, banana, juta, curauá alinhadas manualmente e utilizando a resina poliéster acelerada com 0,15% de cobalto e 0,33% de catalisador, esses resultados foram comparados com um compósito de fibra de vidro construídos de maneira similar. Quando submetidos ao ensaio de tração, segundo a norma ASTM 3039 D, os resultados mostraram que o compósito que apresentou maior resistência mecânica sob tração foi o compósito feitos com fibras de curauá 272,6 MPa, mas com uma fração volumétrica maior ( 19,08%) que o segundo maior resultado que foi o apresentado pela fibra bananeira ( 16,39%). Para os compósitos a fração volumétrica dita se o compósito é ou não mais resistente que um compósito feito com os mesmos parâmetros, ou seja, quanto maior a fração volumétrica, para este tipo de compósito, maior a resistência mecânica do compósito. Nesse contexto que aparecem como uma solução as fibras naturais (Juta, Curauá, Banana entre outras), pois possuem essas características, que além de boa resistência mecânica são biodegradáveis.
  • MOACIR KUWAHARA
  • COMPÓSITOS DE POLIÉSTER REFORÇADOS POR FIBRAS DE BAMBU E SISAL: Características Mecânicas E Aspectos Fractográficos.
  • Data: 10/01/2014
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  • Neste trabalho, foi desenvolvido um material compósito com matriz poliéster reforçadas com fibras de bambu e de sisal. As fibras de bambu foram extraídas das regiões parte basal, parte intermediaria e parte topo da planta de bambu do próprio campus da UFPA e as fibras de sisal obtidas no comércio de Belém. As fibras foram submetidas ao equipamento moinho granulador, com a finalidade de otimizar o corte das fibras, visto que, pelo processo manual gasta-se um certo tempo para obter uma quantidade necessária para fabricação dos compósitos. E os comprimentos obtidos variaram entre 5 a 15 mm. Os matérias compósitos foram produzidos utilizando-se o menor nível possível de processamento tecnológico nas etapas de fabricação. Foram fabricados 8 (oito) corpos de prova para cada fração mássica definida com as seguintes proporções; 3,90%, 4,87% e 5,41%; a fabricação foi realizada por moldagem manual, usando resina poliéster insaturada com a proporção de agente de cura/resina de 0,33%. As fibras de bambu foram submetidas a ensaio de tração, determinação da massa especifica e avaliação microestrutural, por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os compósitos foram avaliados em ensaio de tração e avaliação da superfície de fratura. Os resultados da resistência a tração dos compósitos de fibras de bambu da parte basal de fração mássica 5,41% foi de 14,20 MPa, o melhor resultado entre as frações mássicas na região de bambu parte basal. Os resultados da resistência a tração dos compósitos de fibras de bambu da parte intermediaria de fração mássica 5,41% foi de 16,20 MPa, onde foi o melhor resultado encontrado entre as frações mássicas da região de bambu parte intermediaria. Os resultados da resistência a tração dos compósitos de fibras de bambu da parte topo de fração mássica 5,41% foi de 16,93 Mpa, também o melhor resultado entre as frações mássicas da região de bambu parte topo. E os resultados da resistência a tração dos compósitos de fibras de sisal de fração mássica 3,90%, foi de 16,23 MPa; e 4,87% foi de 19,64 MPa; e 5,41% foi de 22,83 MPa. Os resultados mostraram que a região topo da planta de bambu apresentou boa resistência mecânica em relação as partes de bambu e os compósitos de fibras de sisal de fração mássica 5,41% foi o que apresentou melhor resistência mecânica.
2013
Descrição
  • ISABELLA CRISTINA DA SILVA JORGE
  • Estudo da Coalescência de Microcavidades na Liga Al-0,5%CU-[0,24-0,28]%Fe Modificada Com os Teores [0,05 E 0,15]%Ti Para Fins de Transmissão [Tx] e Distribuição [Dx] de Energia Elétrica.
  • Data: 20/12/2013
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  • O presente trabalho objetiva entender a influencia do coalescimento de microcavidades de uma liga Al-0,05%pCu-[0,24 a 0,28]%pFe-0,7%pSi, acrescida por teores de Ti, tendo como parâmetros o comportamento de suas propriedades mecânicas, elétricas e estruturais de forma a possibilitar sua aplicabilidade na Transmissão [Tx] e Distribuição [Dx] de energia elétrica. As características estruturais das ligas, analisadas através de Técnicas de Metalografia Quantitativa, e associadas aos dados de Alongamento obtidos nos Ensaios de Tração, permitem uma avaliação qualitativa e quantitativa das propriedades mecânicas e elétricas do material. As ligas foram obtidas por solidificação estática direta em lingoteira metálica Unidirecional, a partir de uma base de Alumínio de pureza comercial com adição dos teores 0,05%p Cu, [0,24 a 0,28]%p Fe e 0,7%p Si, acrescidos por teores de 0,05 e 0,15%p Ti. Após estudos e avaliações dos resultados obtidos nos diferentes diâmetros de conformação mecânica, um deles será selecionado para tratamento térmico da liga.
  • HENRIQUE FERNANDO PINHEIRO ESPIRITO SANTO
  • Soldas Dissimilares para o Amanteigamento de Juntas de Aço Carbono por Aço Inoxidável 316-L.
  • Data: 20/12/2013
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  • Empresas do setor petrolífero, em todo o mundo, incentivam pesquisas para investigar e desenvolver materiais alternativos, e resistentes à continuada exposição por diferentes e diversos agentes agressivos do ambiente ao qual estão inseridos. Neste sentido, o revestimento e a união de materiais dissimilares através da utilização de técnicas de soldagem tem se tornado um dos grandes aliados às soluções pretendidas, mas, também, se constitui um desafio por ser uma área ainda em exploração. Esta pesquisa tem por objetivo estudar o comportamento operacional do processo de soldagem MIG aplicado no “amanteigamento” de superfícies metálicas e na união de materiais dissimilares, além de estudar as características metalúrgicas e de resistência obtidas dos componentes soldados. A soldagem foi realizada em três etapas distinta e consecutivas, empregando como metais de base o aço carbono e o aço naval e um arame sólido de aço inoxidável da série 316L como metal de adição. Na primeira etapa experimental foi realizada a exploração dos parâmetros de soldagem em simples deposição de passes isolados sobre chapa, empregando o método Taguchi no planejamento experimental, utilizando a razão sinal /ruído “menor é melhor” sobre as variáveis de respostas diluição e relação R/L, e o teste de Higuchi, aliando-os com a qualidade superficial. Na segunda etapa foi realizada a soldagem de deposição do amanteigamento em bisel não chanfrado com dois corpos de prova com duas camadas e um com três camadas com a sobreposição de 50% entre os passes, utilizando as condições de soldagem indicadas pelo método Taguchi e teste de Higuchi, enquanto que na terceira etapa experimental foi realizada a soldagem de múltiplos passes, para a união de juntas em chanfro ½ V 45º com bisel amanteigado. Ensaios não destrutivos por inspeção visual e por líquidos penetrantes foram realizados nos biseis amanteigados para a verificação da qualidade das soldas. Também análises micrográficas por microscopia ótica e ensaios de microdureza nas seções transversal dos corpos de prova utilizando um microdurômetro. Os resultados obtidos indicaram, para as condições de soldagem estabelecidas neste trabalho, um bom acabamento superficial e ausência de defeitos nos biseis amanteigados, e dificuldades na unir juntas no modo automatizado. Destacam-se como benéficos e positivos à proposta formulada nos objetivos deste trabalho os baixos valores da diluição geométrica. Os resultados metalúrgicos obtidos não revelaram fases ou microestruturas não previstas, capazes da alterar significativamente as características de resistência mecânica esperadas.
  • JULIO CESAR MENDES LOBATO
  • Caracterização Das Propriedades De Fluxo Da Lama Vermelha Para Fins De Dimensionamento De Silos – Aplicação Para Tremonhas Cônicas.
  • Data: 07/10/2013
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  • Um dos fatores que afetam o fluxo de produtos sólidos em silos é o teor de umidade, o qual se destaca por favorecer a formação de arcos coesivos. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho focou a determinação das propriedades de fluxo do produto lama vermelha e sua classificação quanto à escoabilidade em função da variação do teor de umidade, assim como analisar seus efeitos em tremonhas cônicas revestidas de chapas metálicas lisas e UHMW (Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular). Nesse intuito se utilizou o aparelho de cisalhamento direto “Jenike Shear Cell”, juntamente com três superfícies (acrílico, metálica e de UHMW) de parede. Para determinar o fator de fluxo da tremonha e o ângulo de inclinação com a horizontal, recorreu-se a metodologia gráfica proposta por Jenike para fluxo mássico. E na determinação do diâmetro mínimo da moega, aplicaram-se as equações propostas por Jenike e Enstad. Verificou-se que a lama vermelha é coesiva e possui fluxo do tipo difícil, com pouca variação para os teores de umidades estudados. A rugosidade das parades testadas teve uma suave influência na inclinação da tremonha. Enquanto os resultados do diâmetro da moega sofreram variação em relação aos níveis de umidade analisados para a lama vermelha. A partir das observações feitas para o escoamento no silo protótipo de acrílico se verificou que a medida que se eleva o teor de umidade mais difícil se torna o fluxo do produto lama vermelha. Havendo a necessidade de dimensões mínimas do ângulo de inclinação da tremonha e do diâmetro mínimo da moega, para que ocorra fluxo de massa.
  • JOÃO EPIFÂNIO DA MOTA
  • Avaliação da Aplicação do Processo GMAW-CW em Aço Naval ASTM A131 A
  • Data: 04/10/2013
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  • Este trabalho foi executado com a finalidade de avaliar a aplicação do processo de soldagem GMAW-CW (com adição de arame frio) no aço naval. Utilizou-se uma fonte eletrônica ajustada em tensão constante com polaridade CC+, com proteção gasosa de uma mistura 25%CO2 + 75%Ar. O arame eletrodo energizado e o não energizado foi da classe ER70S-6 com diâmetros de 1.2 e 1.0 mm respectivamente alimentados em cabeçotes independentes. As variáveis de influência operacionais foram: a velocidade de alimentação do arame eletrodo e a velocidade de alimentação do arame não energizado. As soldagens foram automatizadas, executadas em um passe único para preencher chanfro “U” na posição plana em chapa de aço naval ASTM A131 A. As variáveis de resposta foram: a sanidade superficial do cordão de solda, a análise das características econômicas (taxa de fusão, taxa de deposição e rendimento), análise das características geométricas (largura, penetração, reforço e diluição), análise das características microestruturais e o ensaio de microdureza. Os resultados encontrados não indicaram descontinuidade ou imperfeições superficiais nas altas taxas deposição do arame frio nos níveis de velocidade estudados. O mesmo resultado anterior também se conservou no ensaio de líquido penetrante. As características econômicas apresentam os resultados com um ligeiro aumento na taxa de deposição na velocidade de 16 cm/min e um nivelamento no restante dos níveis de velocidades. As características geométricas mostram que a velocidade de 16 cm/min alcançou os maiores valores geométricos. No geral houve uma predominância da ferrita acicular (AF) em todos os níveis de velocidade estudados. Na microdureza as velocidades de 14, 16 e 18 cm/min apresentaram valores semelhantes, mostrando tendência de acordo com a literatura estudada.
  • ALAN MOTA CASTELO BRANCO JUNIOR
  • INTERAÇÃO CFD-DEM EM FLUIDIZAÇÃO: Aplicação para o setor mineral.
  • Data: 18/09/2013
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  • O processo de fluidização de partículas é utilizado em diversos tipos de indústrias, principalmente devido a algumas de suas características como a alta taxa de mistura entre as fases, o que resulta em um aumento da transferência de calor e massa entre as mesmas. O acoplamento entre a Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) e o Método dos Elementos Discretos (DEM) tem se tornado atrativo para a simulação de fluidização e transporte pneumático de partículas, já que nesse caso a análise do movimento da fase discreta é realizada de forma mais direta do que em outros tipos de abordagens. O grande problema do acoplamento CFD-DEM é a alta exigência computacional para rastrear todas as partículas do sistema, o que leva ao uso de estratégias de redução do tempo de simulação que em caso de utilização incorreta podem comprometer os resultados. Assim, o presente trabalho trata do estudo de aplicação do acoplamento CFD-DEM em problemas práticos de fluidização de importância para o setor mineral, incluindo a análise de parâmetros capazes de influenciar os resultados obtidos e o tempo de simulação. O leito analisado é composto por partículas de alumina e foram testados diferentes modelos de arrasto, malhas CFD com diferentes números de células, uso de partículas com tamanho real e partículas representativas com tamanho artificialmente maior, o uso da abordagem de valores artificialmente baixos de constante de rigidez, diferentes valores do passo de tempo DEM, bem como a inclusão da distribuição granulométrica real das partículas. O modelo de força de interação DEM utilizado foi o modelo de mola e amortecedor lineares (LSD). Todas as simulações foram realizadas com o software ANSYS FLUENT 14.5 e os resultados obtidos foram comparados com dados disponíveis na literatura e com dados experimentais. Tais resultados permitiram comprovar a possibilidade de redução do tempo de simulação sem prejudicar de forma acentuada os resultados preditos, desde que os valores dos parâmetros do modelo sejam definidos de forma adequada. Apesar da importância de vários parâmetros, atenção especial deve ser dada ao valor da constante de rigidez do modelo DEM e aos passos de tempo de integração das equações governantes.
  • FRANCISCO DAVID DE LIMA E SILVA
  • AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO, DESGASTE E EMISSÕES DE MOTORES DIESEL OPERANDO COM BIODIESEL PURO (B100).
  • Data: 18/09/2013
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  • Existe interesse em identificar combustíveis renováveis para motores à combustão interna fáceis de serem obtidos em grandes quantidades e com níveis aceitáveis de produtos ou resíduos provenientes de sua queima, justificado pela redução das reservas dos combustíveis fósseis e pelos consideráveis níveis de resíduos nocivos oriundos da combustão destes, que agridem o meio ambiente e comprometem a sobrevivência futura do planeta. Pesquisadores de vários países como a Malásia, Alemanha, França, Itália, Áustria, Checo - Eslováquia, EUA, Brasil, entre outros, vêm realizando pesquisas para identificar combustíveis limpos e renováveis capazes de suprir as necessidades de alimentação destes motores, sem que comprometam sua eficiência, atendendo os anseios ambientais, de renovação e viabilidade na obtenção. Trabalhos prévios foram realizados utilizando como combustível em motores diesel, óleos obtidos a partir de vegetais oleaginosos, como o girassol, o dendê (palma), a mamona, a colsa, a canola, o algodão, o pinhão manso, a soja, entre outros, que apresentam características físico-químicas e de rendimento semelhantes ao óleo diesel, mas com comportamentos operacionais negativos nas partidas à frio, nas fases de aquecimento e desligamento do motor e quando operando a baixas potências e a maioria utilizando o óleo in natura. Poucos são os trabalhos desenvolvidos com percentual mais elevado de biodiesel no diesel, principalmente com ele puro, 100% biodiesel (B100) e com o motor a plena carga. Este trabalho visa analisar o comportamento de um motor diesel operando com 100% biodiesel obtido a partir do óleo de palma e de soja em ensaios de longa duração, com o objetivo de se conhecer o desempenho do motor, avaliar os desgastes dos seus componentes móveis, contaminação do lubrificante do motor e as espécies químicas presentes nos gases de exaustão. Os experimentos foram realizados em um motor diesel de injeção indireta, com quatro cilindros em linha de 2.5 litros de cilindrada e 94 cv, fabricado pela KIA Hyundai Motors, sem nenhuma modificação ou adequação técnica, operando com rotação estabilizada em 1800 RPM a plena carga. Os ensaios foram realizados inicialmente com o diesel comercial como combustível de referência em 50 horas de operação e posteriormente com biodiesel puro ( B100) obtido a partir do óleo de palma(dendê), B100P, por transesterificação com álcool etílico por mais 50 horas, e por fim, mais 300 horas de operação com B100 de óleo de soja (70%) + B100 de óleo de algodão (20%) + B100 de óleo de Sebo bovino (10%), B100SAS, também obtido por transesterificação com álcool etílico .
  • ANA JULIA DE OLIVEIRA SILVA
  • Análise Da Influência De Dois Teores De Níquel Sobre As Propriedades Térmicas, Mecânicas, Elétricas E Estruturais Da Liga Al - 0,05% Cu – [0,24-0,28]% Fe – 0,7% Si Destinada A Produção De Cabos Para Tx E Dx De Energia Elétrica.
  • Data: 13/09/2013
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  • Este estudo tem o objetivo de pesquisar a influência de dois teores de soluto de Ni na modificação das propriedades térmicas e mecânicas de uma liga Al-Cu-Fe-Si para aplicação na transmissão e condução de energia elétrica. Para a realização de tal pesquisa, as ligas foram obtidas por fundição unidirecional horizontal, a partir da liga base de Al-0,05%Cu[0,24 a 0,28]%Fe e 0,7%Si. Tal base foi modificada com teores de 0,01 e 0,025%p Ni. As ligas obtidas com estes teores tiveram suas propriedades estudadas para que se selecionasse o melhor teor de Ni. O estudo destas propriedades passou pela etapa de Caracterização Térmica: velocidade de solidificação (VL) e taxa de resfriamento (Ṫ), a Caracterização Mecânica nas variáveis: limite de resistência à tração (LRT), e Coeficiente de encruamento (n) e Condutividade elétrica (%IACS) e na Caracterização Estrutural: orientação do crescimento de grão e fratura.
  • EMERSON DAVID CAVALCANTE SANTOS
  • EFEITO DA DUREZA DE UM CORPO MAIS DURO NO COEFICIENTE DE ATRITO, NA RUGOSIDADE DA SUPERFÍCIE E NA RESISTÊNCIA AO DESGASTE DE UM PAR AÇO X AÇO EM FUNÇÃO DA VARIAÇÃO DA CARGA NORMAL.
  • Data: 30/08/2013
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  • Este trabalho apresenta uma análise de desgaste de aços através ensaios de desgaste por deslizamento. Os objetivos principais são estudar o efeito da variação da dureza do corpo mais duro no coeficiente de atrito, na rugosidade das superfícies de desgaste e na resistência ao desgaste por deslizamento a seco de um par aço x aço e realizar a caracterização das superfícies desgastadas através de imagens de Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV), análise química por EDS, medições de rugosidade e medições de microdureza dos pinos e discos ensaiados. Ensaios de desgaste por deslizamento foram realizados utilizando o método de pino-sobredisco, mantendo a dureza dos pinos constante (340 HV) e trabalhando com duas durezas de discos (380 e 600 HV), sendo 05 ensaios para cada par pino x disco, em função de 03 (três) valores de carga normal (35N, 70N e 140N). As amostras utilizadas para os ensaios foram pinos de aço ABNT 4140 com 5 mm de diâmetro por 15 mm de comprimento e discos de aço ABNT H13 medindo 76 mm de diâmetro por 4 mm de espessura. Os resultados obtidos mostraram que o aumento da dureza do disco promoveu a diminuição do coeficiente de atrito, a diminuição da perda de massa do pino e disco (taxa de desgaste), melhoria dos valores dos parâmetros e perfis de rugosidade das superfícies desgastadas e diminuição da deformação plástica visualizadas nas imagens do MEV, bem como a diminuição do encruamento dos pinos e discos nas cargas normais estudadas.
  • ANDRE LUIS SILVA SANTANA
  • ESTUDO DA ACÚSTICA DE SALAS VOLTADAS AO ENSINO DE MÚSICA EM BELÉM-PA.
  • Data: 29/08/2013
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  • Este trabalho tem como objetivo propor um modelo de sala de aula com design acústico adequado para o ensino de música em escolas de nível fundamental e médio, impulsionado pela demanda gerada a partir da lei 11.769, de 18 de agosto de 2008, que torna o ensino de música obrigatório nas escolas desses níveis. Rocha (2010) concluiu em sua pesquisa que nas escolas investigadas não havia uma concepção prévia de arquitetura visando a essa atividade, o que culminou na adaptação dos espaços sem parâmetros técnicos para tal. A partir dessa análise, buscou-se na literatura requisitos que indicassem parâmetros a serem alcançados para uma boa performance de ambientes dessa natureza para as adaptações. A estratégia definida foi selecionar três salas utilizadas para ensino de música que não tenham sido projetadas para tal, buscando dessa forma a aproximação com a realidade que foi encontrada em Rocha (2010). Em seguida, foi realizada a medição de resposta acústica da sala e a simulação virtual que, com a adoção dos valores corretos de absorção para os materiais encontrados, permitiu a obtenção da virtualização acústica do ambiente com elevado grau de confiabilidade. Essa disponibilidade permitiu simular alterações nos parâmetros acústicos julgados relevantes e propor modificações testadas para atender às especificações. Na busca da definição dos valores de parâmetros para orientar a execução de projetos de salas para ensino de música e da proposição de um ambiente adaptado que utilize esses valores, foi feita uma investigação do estado da arte do desenvolvimento do design acústico para salas com esse fim. Depois de formatar um grupo de valores – ora coincidentes, ora contrastantes – definidos na literatura a partir de uma revisão bibliográfica extensa – foram propostas alterações nas tipologias iniciais das salas virtualizadas, colhidos os resultados numéricos e depois levadas ao processo de auralização, quando foi possível ouvir a resposta das salas a diversos instrumentos e vozes, sempre comparando com as respostas da sala original. Essas audições foram submetidas à percepção de um músico profissional que ao final avaliou a qualidade das salas indicando as impressões subjetivas que nortearam o resultado deste trabalho.
  • VALMOR CAPANEMA OLIVEIRA MONTEIRO
  • CORRELAÇÃO DA COALESCÊNCIA DE MICROCAVIDADES COM AS PROPRIEDADES MECÂNICAS E ELÉTRICAS DE FIOS PARA Tx e Dx de ENERGIA ELÉTRICA DA LIGA BASE Al-0,5%Cu-[0,24-0,28]%Fe MODIFICADA COM TEORES DE SILÍCIO.
  • Data: 20/08/2013
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  • Neste trabalho, é feita uma tentativa para estabelecer a influência dos teores [0,5; 0,7 e 0,9]%Si, como agentes modificadores da Liga Al-0,05%Cu-[0,24-0,28]%, avaliada através de aspectos que levaram em conta parâmetros operacionais de vazamentos unidirecionais horizontais tais como: as Velocidades [Vs] e Taxas de Solidificação [Tx]. Após operações de corte e usinagem foram obtidos perfis cilíndricos, com diâmetros de 9,5mm [Ø= 9,5mm] e comprimento de 120mm [L= 120mm], a partir do qual, após operações de trabalho à frio, chegou-se a fios com os seguintes diâmetros [Ø= 2,7; 3,0; 3,8 e 4,0]mm. Estes perfis foram submetidos à caracterização elétrica, com base na condutividade elétrica; a caracterização mecânica, com base em ensaios tensão/deformação enfatizando o alongamento [δ%] e a caracterização estrutural em seções longitudinais, com ênfase na distribuição das partículas de segunda fase, e no aspecto da fratura, na qual a metodologia de avaliação das dimensões das Microcavidades se utiliza da razão do comprimento [L] pela largura [W].
  • ELIAS GOMES DOS SANTOS
  • ANÁLISE DA FORMA DA PARTÍCULA NA APLICAÇÃO DO MÉTODO DOS ELEMENTOS DISCRETOS (DEM).
  • Data: 06/08/2013
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  • O presente trabalho analisa o efeito da forma da partícula com o método dos Elementos Discretos (DEM). São analisadas quatro partículas com formas diferentes. A partícula esférica é inicialmente calibrada e validada por com dados da literatura. A validação é a referência para as analises das formas não-esféricas. Verifica-se que as formas das partículas influenciam os escoamentos e as partículas não-esféricas são calibradas pela partícula esférica. O ângulo de repouso é o principal instrumento de avaliação dos parâmetros de modelos de forças de contato mecânico empregados. Foram usados análises de sensibilidade dos parâmetros de atritos (estático e de rolamento) e do coeficiente de restituição e um procedimento para aumentar o ângulo de repouso com partículas esféricas de mesmo diâmetro. Conclui-se, no trabalho, que com a forma esférica é possível obter resultados similares ao de partículas de formas diferentes com vantagem computacional.
  • LUIZ CARLOS DA SILVA CARVALHO
  • ANÁLISE DE MODELOS DE COESÃO CAPILAR PARA SIMULAÇÃO DE FLUXO DE MATERIAIS GRANULARES APLICADA AO MANUSEIO DO MINÉRIO DE FERRO.
  • Data: 05/08/2013
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  • A coesão devido à presença de umidade é um parâmetro fundamental para o escoamento de materiais granulados. O presente trabalho propõe-se a analisar três modelos de coesão para previsão do fluxo do escoamento de minério de ferro em vários teores de umidade. A modelagem é realizada através do Método dos Elementos Discretos – DEM cuja implementação encontra-se no código comercial EDEMTM. Devido ao custo computacional, os parâmetros de entrada de modelos DEM precisam ser escalonados, o que exige um processo de calibração que pode ser realizado com a reprodução numérica de experimentos em escala de bancada. Entre estes experimentos destaca-se a visualização de escoamento em caixas de fluxo como uma metodologia de calibração já validada cientificamente por diversos autores e, portanto, foi utilizada neste trabalho. Os resultados mostraram que o DEM é uma ferramenta poderosa na previsão de fluxos de minério de ferro, mais que o modelo numérico deve ser cuidadosamente escolhido.
  • PEDRO HENRIQUE LAMARAO SOUZA
  • Análise da Influência de Teores de Mg e Ni Sobre as Propriedades Térmicas, Mecânicas e Elétricas de uma Liga Al-Cu-Fe para Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica.
  • Data: 19/07/2013
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  • Este trabalho estudou a influência dos teores dos solutos Mg e Ni na modificação das propriedades térmicas, elétricas e mecânicas de uma liga Al-Cu-Fe para aplicação como condutor de energia elétrica. Para a realização do presente estudo, as ligas foram obtidas por fundição unidirecional horizontal, a partir da base do alumínio de pureza comercial com adição dos teores 0,05%p Cu e [0,24 a 0,28]%p Fe. Tal base foi modificada em uma primeira etapa com teores de 0,45, 0,60 e 0,80%p Mg. As ligas obtidas com estes teores tiveram suas propriedades estudadas para que se selecionasse um teor de Mg para posterior adição de Ni à liga. O estudo destas propriedades na primeira etapa passou pela análise das propriedades térmicas: velocidade de solidificação (VL) e taxa de resfriamento (Ṫ). A caracterização elétrica estudou a propriedade condutividade elétrica (φ) e o levantamento das propriedades mecânicas: limite de resistência à tração (σ) e microdureza Vickers (HV). A liga com adição de Ni passou por tratamentos térmicos de envelhecimento, por 1, 4 e 8h. Estas amostras foram analisadas em um microscópio eletrônico de varredura - MEV pelos sinais de elétrons retro-espalhados – ERE e espectroscopia de energia dispersiva – EDS. Como resultados do estudo, encontrou-se que adições de Mg influenciaram significativamente a viscosidade das ligas, elevando as velocidades de solidificação nos instantes finais. Os ensaios de microdureza das amostras envelhecidas mostraram que houve um acréscimo significativo de dureza na quarta hora de envelhecimento, da mesma forma que as análises de EDS mostraram que a concentração de Ni também elevou-se nesta condição de tratamento.
  • DISTERFANO LIMA MARTINS BARBOSA
  • Estudo Do Comportamento Aerodinâmico De Difusores Cônicos Aplicados Às Turbinas Eólicas De Eixo Horizontal.
  • Data: 04/07/2013
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  • O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um modelo matemático capaz de descrever a distribuição de velocidades no interior de um difusor cônico e de realizar um levantamento experimental acerca do comportamento desse escoamento a partir de difusores cônicos de diferentes geometrias. O difusor instalado em volta da turbina causa um aumento na velocidade do vento que incide sobre o seu rotor, ocasionando o aumento de sua eficiência. Uma vez conhecido o comportamento da velocidade do vento no interior do difusor, pode-se encontrar a região ideal, que apresenta as maiores velocidades, para a instalação da turbina, aproveitando a maior energia cinética disponível. O modelo matemático proposto neste trabalho é baseado na lei de Biot-Savart, a qual enuncia que um filamento de vórtices induz um campo de velocidade em um determinado ponto. Para o presente trabalho, o campo de velocidade induzido é gerado a partir de um anel de vórtices localizado no interior do difusor. Fazendo a sobreposição dessa velocidade induzida com a velocidade incidente, resulta-se em um aumento global na velocidade do vento que chega ao rotor da turbina, ocasionando um aumento na extração de energia. Tal fenômeno faz com que o coeficiente de potência da turbina extrapole o limite de Betz, o qual mostra que é possível extrair no máximo 59,3% da energia disponível no vento em turbinas tradicionais (sem difusor). Desse modo, em localidades que apresentam baixas velocidades de vento, a utilização de difusores se faz útil e bastante proveitosa. A principal limitação dos modelos teóricos para o projeto de turbinas eólicas de eixo horizontal com difusor é a ausência de uma formulação analítica que seja capaz de descrever satisfatoriamente a influência da geometria do difusor sobre a distribuição de velocidades em seu interior. Desta forma, além de propor um modelo matemático, o presente trabalho busca levantar informações a respeito da influência da geometria do difusor sobre a distribuição de velocidades em seu interior. Os resultados do modelo matemático proposto são comparados com dados experimentais obtidos a partir de três difusores cônicos de diferentes geometrias, apresentando boa concordância.
  • PAULO THADEO DE ANDRADE SILVA
  • UMA METODOLOGIA PARA CONTROLE DE RUÍDO EM AMBIENTES DE PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA.
  • Data: 28/06/2013
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  • O processo produtivo de geração de energia elétrica por meio de Usinas Termoelétricas tem como consequência um elevado nível de pressão sonora oriundo dos seus equipamentos principais, bem como de seus equipamentos auxiliares. No caso específico desta pesquisa, na Usina Termoelétrica de Santana, mais precisamente no galpão dos Motores Wärtsilä, uma investigação preliminar foi realizada, a qual indicou níveis de ruído de até 112 dB(A) muito acima do recomendado por norma, até 85 dB(A), havendo a necessidade de utilização de dois protetores auriculares pelos colaboradores que trabalham nesta usina. Desta forma, o presente trabalho busca Pesquisar e desenvolver técnicas, experimentais e numéricas, de controle de ruído a serem aplicadas nos ambientes de geração de energia elétrica, visando à futura adequação deste ambiente às normas vigentes na área de Acústica Industrial. Primeiramente, foram efetuadas medições experimentais para realizar um mapeamento de ruído detalhado dos níveis de pressão sonora em dB(A), caracterizando as principais fontes de ruído no galpão dos Motores Wärtsilä. A seguir foi construído o modelo geométrico sendo respeitadas as dimensões do galpão com seus equipamentos principais, com auxílio de fotografias do ambiente real. Com a utilização do software Odeon, o qual é baseado num método híbrido, combinando o método das fontes virtuais (ISM) com o método de raios acústicos (RTM), foi desenvolvida a modelagem acústica do galpão, sendo validada por meio das medições experimentais que proporcionaram a pesquisa das soluções de controle de ruído do referido galpão. Finalmente, foi realizado um levantamento do custo X benefício das soluções de controle que apresentaram as maiores reduções de ruído.
  • PAULO D ANGELO COSTA ASSUNCAO
  • ESTUDO DA VIABILIDADE DO PROCESSO DE SOLDAGEM GMAW-DCW (DOUBLE COLD WIRE)
  • Data: 24/06/2013
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  • O presente trabalho tem como objetivo avaliar os comportamentos operacionais, geométrico e metalúrgico dos processos GMAW convencional, GMAW-CW e GMAW-DCW. As soldagens automatizadas foram realizadas sobre chapas planas com uma fonte eletrônica em CC+, na posição plana e proteção de mistura gasosa, em uma bancada para a soldagem constituída por um sistema automatizado da velocidade de soldagem e dois sistemas de alimentação do arame não energizado. Os cordões foram realizados com o arame AWS 70S-6, aplicados sobre um metal de base do aço ASTM 131 grau A, com dimensões de 150 x 60 x 9,53 mm, as soldas foram em simples deposição. As variáveis de entrada foram as velocidades do arame eletrodo (10, 12 e 14 m/min), foi usado uma velocidade constante de soldagem (40cm/min) e as velocidades de alimentação do arame não energizado (20%, 40%, 60%, 80% e 100% da velocidade do arame eletrodo). A avaliação dos depósitos baseou-se nas suas características geométricas (largura, reforço e penetração), diluição, incidência de figer, microdureza e nas características gerais das micrografias resultantes. A caracterização microestrutural consistiu de análise quantitativa de microscopia ótica. O processo de soldagem GMAW-DCW apresentou boa estabilidade operacional e menor incidência de respingo comparado ao processo GMAW-CW. Os resultados revelaram que o processo GMAW-DCW apresentou ótimas características para o emprego na soldagem de revestimento, uma vez que apresentou menor relação R/L quando da adição de 100% de arame não energizado, quando comparado com o processo GMAW-CW. O processo GMAW-DCW apresentou área de figer bem menor comparado ao processo GMAW convencional. Os processos GMAW-CW e GMAW-DCW apresentaram taxa de deposição bem maior em relação ao processo GMAW convencional. As micrografias revelaram que houve uma variação microestrutural entre as amostras soldadas pelos processos GMAW convencional GMAW-CW e GMAW-DCW para condições de soldagem similares. Os perfis de microdureza levantados no metal de solda na zona fundida mostraram um aumento da dureza nesta região, para os processos com adição de arame não energizado com taxa de adição superior a 60% de arame não energizado que pode estar relacionado com o aumento da ferrita de segunda fase alinhada.
  • MARCELO PIRES SARAIVA
  • Laminado de Madeira Reforçada por Fibras Naturais.
  • Data: 30/04/2013
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  • Neste trabalho é apresentada a fabricação e caracterização de laminados de madeira de matriz polimérica reforçado por fibras naturais. A matriz é um poliéster teraftálica insaturada e pré-acelerada obtida comercialmente com (Duverpoly 754) e o agente de cura um peróxido de MEK (butanox M-50) na proporção de 0,33% em volume. As fibras naturais usadas para cada amostra de laminado fabricado foram o tecido de fibra de Tururi, fibras de sisal e curauá já desfibriladas e laminas de madeira conhecida vulgarmente de Imbuia. O tecido de Tururi usado com reforço foi usado de duas formas: sem abertura e com abertura de 100% em relação a largura original. As fibras de sisal e curauá foram cortadas em comprimentos de 50 mm na forma de pré-preg. A fabricação do material laminado foi através da laminação manual (Hand lay up) seguindo de pressão controlada através de uma prensa hidráulica com pressão constante de 2 ton. Características físicas, mecânicas e microscópicas foram obtidas para a lamina de madeira, tecido marron claro e marrom escuro de Tururi, bem como, laminados de material compósito produzidos, obtendo-se a resistência a tração, massa especifica, gramatura da lamina de madeira e imagens microscópicas antes e depois do ensaio de tranção. O tecido de Tururi marron claro apresentou resistência a tração de superior ao tecido de Tururi de marrom escuro, mostrando-se dessa forma maior resistência dessa tonalidade para ser usada com reforço na produção de laminado deste trabalho. As laminas de madeira foram ensaiadas tendo duas orientações de 90° e 0° de orientação das fibras. O laminado de 0°grau apresentou o melhor resultado com valor correspondente a 920,42 (N) comparado com o valor de 10,542 (N) da lamina de 90°. Os ensaios dos laminados fabricados de madeira/Tururi sem abertura, madeira/tururi com abertura de 100%, madeira/sisal de comprimento de fibras de 50 mmm, madeira/curauá de comprimento de fibras de 50 mmm, madeira/madeira com orientação de 90°a direção das fibras, alcançaram respectivamente os seguintes resultados de ensaio de atração: 3986,468; 3470,628; 2761,104; 3016,206 (N), comparando os resultados o laminado de madeira reforçado por tecido de Tururi sem abertura obteve o melhor resultado. As imagens obtidas em microscopia eletrônica de varredura corroboraram com as propriedades mecânicas obtidas para cada situação do material e fibra fabricadas.
  • ADRY KLEBER FERREIRA DE LIMA
  • ESTUDO DA INTERAÇÃO FLUIDO ESTRUTURA NO COMPORTAMENTO DINÂMICO DO ROTOR FRANCIS DE UMA TURBINA HIDRÁULICA DA USINA HIDRELÉTRICA DE TUCURUÍ.
  • Data: 27/03/2013
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  • A crescente demanda por energia elétrica aliada à grande importância deste setor para o sistema econômico nacional tem levado governo e empresas particulares a investirem em estudos que possibilitem melhorar o desempenho dos sistemas envolvidos nesse processo, em virtude dos relevantes ganhos que a iniciativa pode produzir. Outrossim, é comum que estes sistemas possuam máquinas de fluxo inseridas na etapa de geração de energia, tais como grupos turbinas hidráulicas. Neste trabalho, o estudo está voltado à análise da interação fluido estrutura no comportamento dinâmico no rotor da turbina hidrogeradora número 01 da Usina Hidrelétrica de Tucuruí, localizada no Estado do Pará.Em função de paradas não programadas, bem como, a dificuldade de controlar e prever problemas como roçamento, excentricidade etc.Propôs-se realizar uma investigação, baseada em análises numéricas, iniciando pela análise hidrodinâmica até análise estrutural transiente e modal deste conjunto, empregando para a representação do seu modelo numérico os Método de Volumes Finitos (MVF) e Método de Elementos Finitos (MEF). Assim, através da realização da análise do perfil de escoamento, que caracterizam a análise hidrodinâmica, é possível obter o campo de pressão hidráulico atuante no rotor Francis e após realizar transposição deste campo para o modelo de elementos finitos pode-se avaliar o comportamento dinâmico estrutural do modelo numérico construído, revendo, de antemão, os aspectos pertinentes que envolvem os fenômenos inerentes ao fluxo do fluido de trabalho na referida estrutura.
  • BRUNO ALMEIDA PINHEIRO DO COUTO
  • Compatibilização De Operação Entre Gasificador De Biomassa E Tocha De Plasma Para Craqueamento De Alcatrão.
  • Orientador : MANOEL FERNANDES MARTINS NOGUEIRA
  • Data: 22/03/2013
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  • Uma das fontes promissoras de energia renovável é a biomassa vegetal. Um processo capaz de ampliar as aplicações da biomassa sólida é a sua conversão de sólido em gás através do processo de gasificação. O gargalo para tal tecnologia é a concentração de particulados e de alcatrão presentes nos gases produzidos pelos gasificadores. Estas duas espécies são tóxicas, cancerígenas, poluentes e têm o potencial de deteriorar equipamentos mecânicos. Enfim, a concentração de alcatrão e particulado, no final do processo define a qualidade do gasificador. Este trabalho apresenta um estudo de desempenho de um gasificador concorrente de topo aberto e de leito fixo utilizando caroços de açaí (biomassa) e aplicando um equipamento de amostragem localmente desenvolvido que é capaz de separar alcatrão, particulados e gases não condensáveis, permitindo a identificação e quantificação de espécies químicas por meioi de análise química e cromatografia. Foram quantificadas as concentrações dos gases, os teores de alcatrão e de particulado, a eficiência de conversão (quantidade de C derivado da biomassa convertida em CO e CH4) e a eficiência energética do gasificador. Os resultados obtidos mostram que o caroço de açaí apresenta um baixo Poder Calorífico Superior (PCS = 16,795 Mj/kg) quando comparado com outras biomassas. Foi observado, também, que a linha de amostragem possui aplicabilidade para quantificar alcatrão e particulado, e que o gasificador produziu um gás combustível possível de ser aproveitado, gerando gases com Poder calorífico Inferior (PCI) em base seca de 2,266 Mj/kg. Além disso, este trabalho apresenta um estudo de eficiência de uma tocha de plasma a micro-ondas à pressão atmosférica capaz de destruir alcatrão e, também, um projeto base visando o acoplamento da tocha à saída do gasificador. Tal tocha foi instalada, operada e caracterizada no Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) em parceria com a Universidade Federal do Pará (UFPA). Foram investigadas as características da tocha, as suas condições de funcionamento e sua capacidade de destruir alcatrão, analisando as espécies produzidas após a passagem de alcatrão pelo plasma. A tocha foi capaz de decompor 4,5 g/h de alcatrão em espécies menores, onde foram identificadas a formação de CO e H2.
  • THIAGO ANTONIO PAIXAO DE SOUSA COSTA
  • Influência dos Parâmetros Térmicos na Formação da Microestrutura de Ligas Ternárias Al-Cu-Si Solidificadas Direcionalmente.
  • Data: 21/03/2013
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  • Neste trabalho é apresentado um estudo experimental objetivando estabelecer correlações entre os espaçamentos dendríticos primários (λ1) e os parâmetros térmicos de solidificação, isto é, velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL) e taxa de resfriamento (TR), das ligas Al-6%Cu-2,5%Si, Al-6%Cu-4%Si e Al-6%Cu-8%Si solidificadas sob regime transitório de extração de calor. Para tanto, foi projetado, construído e aferido um dispositivo de solidificação unidirecional horizontal refrigerado a água. Um método experimental é aplicado para determinar as respectivas velocidades de deslocamento da isoterma liquidus e as correspondentes taxas de resfriamento, representadas por meio de equações analíticas expressas na forma de potência. A análise das microestruturas das ligas investigadas indicou que o aumento na concentração de silício pouco influenciou os espaçamentos dendríticos primários, fato evidenciado pela obtenção de leis únicas de crescimento desses espaçamentos em função da velocidade de solidificação bem como da taxa de resfriamento. Um estudo comparativo é realizado entre os resultados encontrados neste trabalho e aqueles propostos na literatura para o comportamento dos espaçamentos dendríticos primários em função da taxa de resfriamento de ligas binárias e ternárias, solidificadas direcionalmente em sistemas verticais ascendentes e horizontais.
  • IZAEL PINHO DOS SANTOS
  • BENEFICIAMENTO DE SEMENTES DE AÇAÍ PARA BIORREFINARIA
  • Data: 15/03/2013
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  • Sementes representam 87% da biomassa de açaí e após beneficiamento serão destinadas a biorefinaria para conversão em materiais poliméricos naturais e em produtos químicos. Foram obtidas em equipamento especialmente desenvolvido para secar e separar mecanicamente estas de fibras (monostelo) e borra (parênquima fenólico). As sementes possuem endosperma volumoso, branco prateado e brilhante, entre o endosperma existem projeções de tegumento de coloração vermelho amarelado, e um embrião que apresenta um tamanho muito reduzido, em formato de cone, presente numa cavidade denominada poro germinativo. Ensaios foram realizados para verificar as propriedades físicas pontuais presentes nas sementes. A massa especifica da parte externa da semente foi de ρ=1,3 g/cm³ , da parte interna foi menor que 1 g/cm³ Os valores de dureza diminuíram da extremidade externa 17,72 MHV, para a parte interna 13,65 MHV, a força média para romper as sementes em ensaios de compressão foi de 770 N, e a tensão média foi de 10 MPa. Neste trabalho foi pesquisado técnicas de separação dos constituintes das sementes do açaí. A moabilidade de sementes por processo de maceração dinâmica foi comparada por duas técnicas de cortadores rotativos, a primeira foi sequencia de moinhos de facas, com eficiente redução granulométrica sem separação de tegumento e endosperma e a segunda por disco ralador, ineficiente em redução granulométrica e separação. Foi projetado e construído equipamento que separou frações com diferentes concentrações de endosperma e de tegumento, com distribuição granulométrica de maior porcentagem retida na peneira 75 μm, 37,89%; seguida na passante 75 μm, 31,97%; e retida 150 μm, 25,37%. A porcentagem de endosperma no centro da semente com pouco ou sem tegumento foi de 5%. O equipamento construído apresentou eficácia na separação de frações ricas em tegumento e endosperma, o consumo energético por massa obteve rendimento de 33,794 Kwh/Kg para os moinhos de facas, e 13,873 Kwh/Kg para os disco ralador, a maceração em sequencia de moinhos de facas teve perdas de material de 3,66%, e o disco ralador perdas de 11%.
  • DIEGO DE LEON BRITO CARVALHO
  • Correlação Entre Parâmetros Térmicos E Espaçamentos Dendríticos Primários De Ligas Al-Si Durante A Solidificação Direcional Horizontal.
  • Data: 07/03/2013
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  • A presença de estruturas dendríticas durante o processo de solidificação dos materiais metálicos é de elevada importância, pois as mesmas influenciam significativamente o comportamento mecânico dos mesmos. Como a obtenção de propriedades mecânicas cada vez melhores em produtos fundidos representa um dos principais objetivos de algumas áreas da ciência metalúrgica de nossos dias, torna-se muito importante evitar-se qualquer tipo de heterogeneidade na distribuição espacial das microestruturas dendríticas formadas durante a transformação líquido/sólido. Considerando o exposto, o principal objetivo deste trabalho é investigar os espaçamentos dendríticos primários das ligas hipoeutéticas Al-3%Si, Al-7%Si e Al-9%Si durante a solidificação direcional horizontal. Para tanto, um dispositivo de solidificação refrigerado a água foi utilizado e, em seguida, amostras das ligas estudadas foram solidificadas segundo condições transientes de extração de calor. Um método experimental determinou as variáveis térmicas de solidificação envolvidas, ou seja, velocidades da isoterma liquidus, taxas de resfriamento e gradientes térmicos. O coeficiente de transferência de calor na interface metal/molde foi calculado a partir de comparações realizadas entre os perfis térmicos experimentais levantados e os perfis teóricos fornecidos por um método numérico baseado em diferenças finitas. Os resultados experimentais possibilitaram correlacionar as variáveis térmicas e os parâmetros estruturais estudados por meio de equações experimentais na forma de potência. Uma análise comparativa entre os dados experimentais obtidos neste trabalho e valores fornecidos por modelos teóricos propostos na literatura também foi realizada e os resultados encontrados apresentaram uma boa concordância.
2012
Descrição
  • SERGIO ANDRES JAIMES RUEDA
  • MODELAGEM DO ACOPLAMENTO ROTOR – GERADOR ELÉTRICO EM TURBINAS EÓLICAS.
  • Data: 16/10/2012
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  • O presente trabalho tem como finalidade mostrar uma metodologia generalizada para o projeto eficiente de aerogeradores com rotação variável de eixo. Para isso, é apresentada uma abordagem que tem como principal característica a utilização do método BEM (do Inglês: Blade Element Momentum) para a determinação do coeficiente de potência da turbina, visto que, em geral, os modelos existentes na literatura utilizam métodos simplificados (ou aproximados), que em muitos casos não correspondem às condições de operação de uma turbina. A importância da modelagem do acoplamento se verifica pela construção de metodologias capazes de projetar um sistema de geração de energia completo, envolvendo os aspectos inerciais, atrito e eletromagnéticos de um aerogerador. No desenvolvimento da metodologia proposta, o modelo acopla a equação dinâmica do sistema com as informações aerodinâmicas do rotor, utilizando turbinas projetadas através do método BEM clássico. O modelo matemático descrito aborda o estado estacionário e não estacionário. Os resultados obtidos são validados utilizando outros modelos da literatura, apresentando boa concordância.
  • LUANY JOYCE PEREIRA MONTEIRO
  • APLICAÇÕES DE POLIURETANO À BASE DE AÇAÍ NA CONSTRUÇÃO CIVIL.
  • Data: 28/09/2012
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  • Poliuretanos (PU) para construção civil são comercialmente encontrados na forma de espumas expansivas monocomponente usadas para fixação de batentes de portas e janelas, ou, bicomponentes utilizados como impermeabilizantes, revestimentos e selantes. Os PU’s obtidos a partir de fonte natural, como mamona, canola, soja, maracujá, linhaça e bambu atualmente encontram diferentes aplicações, propiciado pela versatilidade desses polímeros. O Açaí (Euterpe oleracea Mart.) é uma planta de palmeira amplamente difundida e cultivada em regiões da Amazônia, especialmente no Pará, um estado do Brasil, onde a polpa da fruta tem um grande consumo. Somente na região metropolitana de Belém, cerca de 350 toneladas de resíduos desses frutos são produzidos por dia. O presente trabalho teve como objetivo principal avaliar a viabilidade de uso de poliuretano à base de resíduo de açaí na construção civil, destacando a capacidade adesiva em substrato de madeira. Amostras de madeira das espécies Jatobá e Angelim-Pedra foram os substratos escolhidos por serem madeiras relevantes para fins estruturais, classificadas como duras, de baixa retratibilidade e alta resistência mecânica, com teores de umidade de 12%; o Angelim-Pedra (HymenolobiumpetraeumDucke) de densidade 0,71 a 0,83 g/cm3, tensão de ruptura de 12,9Mpa; e o Jatobá de densidade 0,74 a 0,89 g/cm3, tensão de ruptura de 15,4 Mpa. As características da madeira foram de grande importância, pois elas estão ligadas diretamente ao comportamento do adesivo na linha de cola. Comparativamente juntas coladas biselada foram mais resistentes que as de topo e as de encaixe, com resultados proporcionais as densidades das espécies de madeira. Os resultados mostraram-se de qualidade equiparada frente aos adesivos testados em outros trabalhos. A ruptura nas faces avaliadas foi tipicamente adesiva.
  • MARCIO WAGNER BATISTA DOS SANTOS
  • ASPECTOS METALÚRGICOS DE REVESTIMENTOS EM DUTOS DEPOSITADOS COM A SUPERLIGA DE NÍQUEL ERNiCrMo-4 PELOS PROCESSOS MIG CONVENCIONAL E MIG COM ADIÇÃO DE ARAME FRIO

  • Data: 02/08/2012
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  • Este trabalho estuda o perfil metalúrgico de revestimentos em dutos depositados pelos processos MIG C e MIG AF. A indústria petroquímica, e outras que utilizam dutos como meio de transporte de seus insumos, depara-se com um grande desafio: como aumentar a vida útil desses dutos em um ambiente severo de trabalho. No caso específico da petroquímica, os dutos servem como meio de transporte para petróleo e gás, que são produtos extremamente agressivos às paredes internas desses tubos que sofrem degradação por corrosão causada, principalmente, pela composição química, pressão e temperatura desses produtos. Nesse contexto a soldagem de revestimentos realizada com ligas à base de Níquel, torna-se uma excelente opção para a construção, reparo e manutenção de equipamentos cuja aplicação seja voltada a ambientes severos de trabalho, tornando possível aperfeiçoar as características requeridas, como por exemplo, a resistência à corrosão. É nesse cenário que surge o mote para a realização desta pesquisa, baseada em trabalhos que indicam que o processo de soldagem MIG/MAG com o da adição de arame frio possui a finalidade de avaliar as características metalúrgicas do revestimento em dutos depositados pelo processo derivativo MIG convencional – MIG-C e MIG com adição de arame frio – MIG AF – utilizando a liga de Níquel ERNiCrMo-4 em dutos de aço carbono. As soldas foram depositadas em dutos de diâmetro de 228,6 mm, formando uma camada de revestimento interno de quatro passes, divididos em três segmentos da circunferência do duto, em três diferentes energias de soldagem: 1,1; 0,9 e 0,7 kJ/mm. Desses segmentos retiraram-se corpos de prova dos dutos para a produção das amostras. Após a metalografia, realizada nas amostras, seguiu-se com a análise e caracterização ao microscópio óptico, microscópio eletrônico de varredura e ensaio de microdureza. Os revestimentos apresentaram excelente qualidade superficial para todos os pacotes operacionais aplicados na obtenção das soldas. As análises das regiões estudadas: metal de base; zona parcialmente misturada e zona termicamente afetada, mostraram-se compatíveis com os da literatura estudada, tanto para o MIG com adição de arame frio, quanto para o convencional. Na ZTA, foram observados valores de Tungstênio em torno de 1,0%, o aumento dos níveis de dureza foi creditado a esse fato. Os resultados de microdureza indicaram que para ambos os casos, MIG C e MIG AF, nas 4 regiões analisadas ocorreram de maneira semelhante, sendo a região da ZTA a que apresentou maiores valores na faixa de 400 a 500 HV, enquanto que nas demais regiões a faixa ficou entre 250 a 350 HV. Os resultados indicam que o processo com arame frio, MIG AF, mostrou-se tão eficiente quanto o convencional, MIG C. A energia de soldagem aumentou a diluição de Fe no metal de solda. Precipitados ricos em Mo e Cr foram encontrados no metal de solda. 

  • PAULO ROBERTO DE OLIVEIRA BRITO
  • PERFIS DE POLIETILENO RECICLADO CARREGADO COM FIBRA DE AÇAÍ

  • Data: 19/05/2012
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  • Foram obtidos perfis tubulares porosos de polietileno (PE) e de polietileno/fibra de açaí (PE/PA) 80/20 extrudados a partir de partículas granuladas de polietileno de alta densidade reciclado de embalagens pós-consumo de 600 µm, e deste com fibra de açaí de 300 µm. Para o processamento das peças foi desenvolvida uma extrusora mono-rosca de bancada, com sistema mecânico acionado por um motor elétrico de ½ CV (0,37 kw) controlado por um inversor de freqüência, com canhões, roscas, matriz e sistema de aquecimento substituíveis. Para permitir uma visualização didática de condições de operação do equipamento de modo simplificado foram realizados testes com parafina em canhão de vidro variando-se a velocidade de rotação do parafuso e perfil de temperatura, ajustando vazão mássica e pressão na saída. Para a extrusão dos perfis porosos foram realizados ensaios reológicos de PE e PE/FA sendo selecionado rosca, barril e matriz de alumínio; rosca com passo de 9 mm e relação comprimento diâmetro (L/D) 22, composta de um elemento misturador e um elemento de flutuação na zona de controle de vazão; ângulo entre o filete e o eixo da rosca 17º, folga entre a rosca e o barril 0,15 mm; rotação de 1,3 rpm; aquecimento ao longo do canhão de 120ºC; matriz tubular com 21 mm de diâmetro interno e mandril de 19 mm de diâmetro externo. Os perfis PE e PE/FA apresentaram poros com diâmetros médios de 0,7 e 0,6 mm; densidade relativa à água a 28ºC de 0,77 e 0,73; módulo de elasticidade de 1,002 e 2,601 GPa e máximo inchamento aparente do extrudado de 100 e 80%.

  • WASSIM RAJA EL BANNA
  • ESTUDO COMPARATIVO DE MATERIAL COMPÓSITO REFORÇADO POR FIBRAS DE BANANEIRA E CURAUÁ E MATRIZ POLIÉSTER

  • Data: 03/05/2012
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  • A preocupação com a preservação ambiental vem crescendo em função do desequilíbrio ecológico. No Brasil, apesar de não existir uma grande tradição neste campo, várias pesquisas são realizadas, por exemplo, na fabricação do papel artesanal, mas os princípios básicos são os mesmos desde o início (coleta, extração, secagem). Se olharmos ao nosso redor, notamos um grande manancial de fibras, que podem ser utilizadas. O grande desafio seria converter as boas características dessas fibras, comprovadas pelos artesanatos, para a indústria, criando novas fontes de trabalho e agregando valor às pessoas que mais necessitam de trabalho. Com base nisso, foram confeccionados materiais compósitos de matriz poliéster reforçados por fibras curtas de bananeira (Prata e São-Tomé) e curauá, dispostas aleatoriamente, com a utilização mínima de algum processo tecnológico, objetivando a produção de um compósito viável para indústria. A matriz de poliéster utilizada foi a tereftálica insaturada pura e depois foi pré-acelerada com 0,15% em massa com naftenato de cobalto e curada a temperatura ambiente com peróxido de metil-etil-cetona (MEK) na proporção em relação à resina de 0,33% em volume. As fibras da bananeira foram extraídas de um sitio localizado no município de Santa Izabel (PA); e as fibras de curauá foram fornecidas pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA. As fibras, bananeira e curauá, foram cortadas manualmente nos comprimentos de 5, 10 e 15 mm e utilizadas da maneira como foram adquiridas, sem que tenha sofrido tratamento químico. Os compósitos foram confeccionados por moldagem manual, sem pressão, sem uso tecnológico e em condições ambientais normais. Foram fabricados corpos de prova de compósitos reforçados com fibras de bananeira e curauá variando-se o comprimento das fibras e a fração mássica em diferentes proporções entre os constituintes. As fibras foram submetidas a ensaio de tração, determinação da massa especifica e avaliação microestrutural, por microscopia eletrônica de varredura (MEV), da superfície fraturada. Os compósitos foram caracterizados mecânica e microestruturalmente. A fibra que apresentou melhor resultado de resistência mecânica foi a camada interna da bananeira São-Tome (2339 MPa) seguido das fibras de curauá (1002,63 MPa) e a fibra da camada interna da banana Prata (992 MPa). As propriedades mecânicas foram avaliadas por ensaio de tração e as superfícies geradas foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura de modo a correlacionar os aspectos de fratura com as suas propriedades mecânicas. Para os compósitos poliméricos puros as que apresentaram maiores resistências à tração foram obtidas para fibras da camada interna da bananeira São-Tomé de 5 mm de comprimento e fração mássica de 5,41% (35,39 MPa) e para as fibras de curauá de 10 mm de comprimento e fração mássica de 5,87% (29,21 MPa).

  • ADRIANE LOPES MOUGO
  • ASPECTOS METALÚRGICOS DA SOLDAGEM MIG E MIG DERIVATIVA COM ARAME FRIO EM REVESTIMENTO DE CHAPAS PLANAS DE AÇO CARBONO UTILIZANDO UMA SUPERLIGA DE NÍQUEL
  • Data: 09/02/2012
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  • O presente trabalho teve como objetivo avaliar as características metalúrgicas das soldas de ligas de níquel produzidas pelos processos MIG e MIG CW. Os revestimentos foram realizados com uma superliga de níquel, Hastelloy C276, aplicados sobre aço carbono com dimensões de 120 x 45 x 6,4 mm. As soldas foram produzidas em forma de camadas de revestimento. As variáveis de entrada foram às velocidades do arame eletrodo (150 e 183,3 mm/s), de soldagem (6,7, 8,3 e 10 mm/s) e a velocidade de alimentação do arame frio (27% da velocidade do arame eletrodo). A avaliação dos depósitos baseou-se na análise das estruturas de solidificação formadas a partir da interface revestimento/substrato, na formação das Zonas Parcialmente Misturadas (ZPM’s), no estudo da variação da composição química dos elementos de liga, assim como na análise dos precipitados presentes e no ensaio de microdureza. A caracterização microestrutural foi realizada por Microscopia Ótica, Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) e Difração de Raios-X. Os resultados revelaram que os processos MIG e MIG CW apresentaram a partir da linha de fusão o modo de solidificação planar. Em seguida, foi observada uma microestrutura celular-dendrítica. No centro da zona fundida é predominante o modo de crescimento colunar-dendritico e na superfície podem-se observar estruturas equiaxiais-dendríticas. Para a formação das ZPM’s, pode-se constatar que sua espessura é maior para o processo de soldagem MIG CW em menores níveis de energia de soldagem e maiores velocidades de alimentação do arame eletrodo. O estudo da composição química apresentou menores teores de ferro e maiores teores de níquel a partir da ZPM até o metal de solda nos revestimentos obtidos pelo processo derivativo MIG CW em menores níveis de energia de soldagem. Os precipitados que se formaram ao longo da região interdendrítica são ricos principalmente em molibdênio e em tungstênio. Os perfis de microdurezas se mantiveram crescentes no sentido da ZTA à zona do metal de solda próxima a superfície do revestimento.
  • PEDRO PAULO GUIMARAES RIBEIRO
  • INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS DE SOLDAGEM GMAW E GMAW-CW SOBRE A DILUIÇÃO E RELAÇÃO REFORÇO/LARGURA EM REVESTIMENTOS

  • Data: 03/02/2012
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  • A erosão por cavitação em turbinas hidráulicas é um fenômeno dos mais indesejáveis e nocivo e responsável por grandes perdas e danos no setor elétrico. O aumento da demanda de energia elétrica no País faz com que algumas turbinas operem fora da faixa nominal garantida pelo Fabricante, proporcionando um maior crescimento da taxa de erosão por cavitação. Até o presente momento, não se consegue evitar a erosão provocada pela cavitação o que deverá permanecer por muitos anos e sua ação deve ser mantida sob controle. A recuperação das regiões erodidas por cavitação é realizada pela deposição de material por soldagem. Na soldagem de manutenção para recuperação de áreas cavitadas é importante o controle da diluição, por se tratar de materiais dissimilares, para manter a integridade físico-química do metal depositado. A proposta deste trabalho é uma análise comparativa, em soldas de revestimento, dos níveis de diluição e relação R/L (reforço/largura) depositados pelos processos GMAW e GMAW-CW (Gas Metal Arc Welding–Could Wire), com variação dos valores de corrente e tensão em três níveis e velocidade de soldagem em dois níveis. Foram analisados também os aspectos de sanidade e descontinuidades superficiais, assim como dos parâmetros geométricos e econômicos. Os resultados mostraram que a área diluída para ambos os processos é diretamente proporcional a corrente e inversamente proporcional à velocidade de soldagem. No entanto, o processo GMAW-CW apresentou uma significativa redução da área diluída e da relação R/L, acentuando-se com o aumento da velocidade de alimentação de arame frio. Os revestimentos apresentaram-se com bom aspecto visual e sem descontinuidades. Os valores para a taxa de deposição no processo GMAW-CW ficaram sempre acima daquela para o processo GMAW.

  • DEIBSON SILVA DA COSTA
  • CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS COMPÓSITOS DE MATRIZ POLIÉSTER E FIBRAS DE BAMBU, SISAL E VIDRO E HÍBRIDOS BAMBU/SISAL, BAMBU/VIDRO E SISAL/VIDRO

  • Data: 30/01/2012
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  • As fibras vegetais, também conhecidas como lignocelulósicas, apresentam vantagens em comparação às fibras sintéticas, por serem abundantes, renováveis, recicláveis, de baixo consumo energético na produção e neutras em relação à emissão de CO2, estão se tornando alternativas atrativas do ponto de vista econômico e ambiental. No presente trabalho, materiais compósitos de matriz poliéster reforçados por fibras curtas de bambu, sisal, vidro e por sistema híbrido bambu / sisal, bambu / vidro e sisal / vidro, dispostas aleatoriamente foram produzidos, utilizando-se o menor nível possível de processamento tecnológico nas etapas produtivas, com objetivo de se produzir um compósito tecnicamente viável. A matriz de poliéster utilizada foi a tereftálica pré-acelerada com naftenato de cobalto e curada a temperatura ambiente com peróxido de metil-etil-cetona (MEK) na proporção em relação à resina de 0,33% em volume. As fibras de bambu foram extraídas do campus profissional I (um) da Universidade Federal do Pará; e as fibras de sisal e vidro foram adquiridas no comércio local de Belém do Pará. Todas as fibras foram cortadas manualmente nos comprimentos de 5, 10 e 15 mm, e utilizadas sem tratamento superficial e em condições ambientais. Os compósitos foram fabricados por moldagem manual, sem pressão e a temperatura ambiente; variando-se o comprimento das fibras e diferentes proporções entre os constituintes. As fibras foram submetidas a ensaio de tração, determinação da massa específica e avaliação microestrutural, por microscopia eletrônica de varredura (MEV), da superfície de fratura. Os compósitos foram avaliados em ensaio de tração e avaliação da superfície fraturada. As fibras de vidro apresentaram maior resistência mecânica          (1685,76 MPa) seguido das fibras de bambu (501,04 MPa) e sisal (453,62 MPa). As fibras de vidro também apresentaram maior massa específica (2,40 g/cm³), seguido do sisal            (1,42 g/cm³) e do bambu (1,35 g/cm³). Para os compósitos puros, as maiores resistência a tração foram obtidas para fibras de 15 mm de comprimento, tanto para reforço com fibras de bambu, sisal e vidro. Para os compósitos híbridos bambu / sisal a razão (50/50) apresentaram maiores resistência mecânica para os comprimentos de 5 mm e 10 mm e a razão (25/75) para o comprimento de 15 mm. Para o híbrido bambu / vidro a razão (25/75) foi unânime para maiores resistência mecânica para todos os comprimentos de fibras (5, 10 e 15 mm). Para o híbrido sisal / vidro também foi mostrado na razão (25/75) como maior resistência mecânica para todos os comprimentos de fibras. As superfícies de fratura apresentaram os mecanismos de falhas predominantes para cada série de compósitos fabricados. Para os compósitos puros e híbridos de maiores resistências mecânica os mecanismos de falhas dominantes foi o rompimento das fibras; para os compósitos puros e híbridos de menores resistências mecânica os mecanismos de falhas predominantes foram o pull out (arrancamento de fibras) e o descolamento da fibra da matriz. Os compósitos puros com vidro, a maior resistência a tração (44,21 MPa), seguido dos compósitos puros de sisal (27,05 MPa) e bambu (24,05 MPa). Para os compósitos híbridos, o melhor resultado de resistência mecânica (35,17 MPa) foi obtido na relação sisal / vidro na razão (25/75).

2011
Descrição
  • MANOEL ALACY DA SILVA RODRIGUES
  • COMPÓSITOS DE POLIÉSTER REFORÇADOS COM HÍBRIDOS DE CURAUÁ/FIBRA DE VIDRO

  • Data: 20/12/2011
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  • A utilização de fibras naturais como reforço em compósitos de matriz polimérica tem aumentado nos últimos anos por motivos econômicos e ambientais. O presente trabalho avalia o comportamento da fibra de curauá (ananas erectifolius), planta originária da Amazônia, em compósitos tramados. Um tear manual foi desenvolvido para a confecção de tecidos de fibras de curauá de 481 g/m2, formado por mechas e tramados em duas direções. As dimensões utilizadas no tecido de curauá tiveram como parâmetros os tecidos de fibra de vidro comercial de 604 g/m2. Os tecidos, sintético( fibra de vidro) e natural(fibra de curauá), foram utilizados para confeccionar compósitos híbridos de matriz poliéster. Estes compósitos foram preparados pelo processo manual, em composições de três camadas alternadas gerando quatro tipos compósitos: curauá/curauá/curauá (CCC), curauá/vidro/curauá (CVC), vidro/curauá/vidro (VCV), vidro/vidro/vidro (VVV).  Os compósitos foram testados mecanicamente em ensaios de tração, flexão, impacto charpy e queda repetida de dardo. Os resultados obtidos em ensaios de tração foram de 47 ± 9 a 196 ± 28 MPa; em função do número de tecidos de fibra de vidro, e atestam o elevado potencial de reforço de híbridos de curauá e vidro. O maior módulo de elasticidade de 1091 MPa, foi obtido no compósito com uma camada interna de tecido de curauá. A maior capacidade de deformação da fibra natural em relação à fibra sintética é observada nos ensaios de flexão: 80 ± 12 a 248 ± 27 MPa, Nos ensaios de impacto charpy e queda repetida de dardos, os tecidos de curauá  foram mais eficientes em restringir as  área de danos de compósitos e menos suscetíveis ao efeito de delaminação. A análise fratográfica indicou uma boa adesão interfacial entre as fibras e a matriz nos diferentes compósitos.

  • CLAUDIO DUARTE
  •  

    FABRICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAL COMPÓSITO
    DE RESINA POLIÉSTER REFORÇADA POR TECIDO DE FIBRA
    DE TURURI EXTRAÍDO DA PALMEIRA DE UBUÇU (Manicaria
    saccifera)

    FABRICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAL COMPÓSITODE RESINA POLIÉSTER REFORÇADA POR TECIDO DE FIBRADE TURURI EXTRAÍDO DA PALMEIRA DE UBUÇU (Manicariasaccifera)

     

  • Data: 20/12/2011
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  •  

    Neste trabalho é apresentada a fabricação e caracterização de um material compósito de matriz
    polimérica reforçada por fibras naturais. A matriz é um poliéster teraftélica insaturada préacelerada
    obtida comercialmente como Denverpoly 754 e o agente de cura utilizado foi o
    peróxido de Mek (Butanox M- 50), na proporção de 0,33 % , em volume. A fibra natural
    usada foi o tururi, obtida da região do Marajó, município de Muaná. O tecido de fibra de tururi
    foi submetido a dois tipos de abertura no sentido transversal, de [50 e 100]%, em relação a
    uma largura original. A fabricação do material compósito foi através do método da laminação
    manual (hand lay up), seguido de uma pressão controlada através de pesos previamente
    quantificados. Características físicas, mecânicas e microscópicas foram obtidas para a fibra e o
    material compósito, obtendo-se resistência a tração, massa específica, gramatura do tecido,
    fração mássica e imagens microscópicas antes e depois do ensaio de tração para o tecido da
    fibra e ensaio de tração depois do ensaio de tração para o material compósito. O tecido de
    tururi apresentou resistência a tração de 29,95 MPa (sem abertura), 12,27 MPa (abertura de 50
    %) e 9,38 MPa (abertura de 100 %). A abertura provoca a diminuição da resistência à tração
    do tecido de tururi. A gramatura do tecido diminuiu com a abertura do tecido. A fração
    mássica do tecido do compósito foi de 14,39 % (sem abertura), 9,35 % (abertura de 50 %) e
    7,19 % (abertura de 100 %). A resistência a tração do compósito foi de 35,76 MPa (sem
    abertura), 19,01 MPa (50 % de abertura) e 16,8 MPa (100 % de abertura). A resistência
    mecânica apresentou valores aproximados aos encontrados na literatura para materiais
    compósitos reforçados por fibras naturais. As imagens obtidas em microscopia eletrônica de
    varredura corroboraram com as propriedades mecânicas obtidas para cada situação do material
    e fibras.

    Neste trabalho é apresentada a fabricação e caracterização de um material compósito de matrizpolimérica reforçada por fibras naturais. A matriz é um poliéster teraftélica insaturada préaceleradaobtida comercialmente como Denverpoly 754 e o agente de cura utilizado foi operóxido de Mek (Butanox M- 50), na proporção de 0,33 % , em volume. A fibra naturalusada foi o tururi, obtida da região do Marajó, município de Muaná. O tecido de fibra de tururifoi submetido a dois tipos de abertura no sentido transversal, de [50 e 100]%, em relação auma largura original. A fabricação do material compósito foi através do método da laminaçãomanual (hand lay up), seguido de uma pressão controlada através de pesos previamentequantificados. Características físicas, mecânicas e microscópicas foram obtidas para a fibra e omaterial compósito, obtendo-se resistência a tração, massa específica, gramatura do tecido,fração mássica e imagens microscópicas antes e depois do ensaio de tração para o tecido dafibra e ensaio de tração depois do ensaio de tração para o material compósito. O tecido detururi apresentou resistência a tração de 29,95 MPa (sem abertura), 12,27 MPa (abertura de 50%) e 9,38 MPa (abertura de 100 %). A abertura provoca a diminuição da resistência à traçãodo tecido de tururi. A gramatura do tecido diminuiu com a abertura do tecido. A fraçãomássica do tecido do compósito foi de 14,39 % (sem abertura), 9,35 % (abertura de 50 %) e7,19 % (abertura de 100 %). A resistência a tração do compósito foi de 35,76 MPa (semabertura), 19,01 MPa (50 % de abertura) e 16,8 MPa (100 % de abertura). A resistênciamecânica apresentou valores aproximados aos encontrados na literatura para materiaiscompósitos reforçados por fibras naturais. As imagens obtidas em microscopia eletrônica devarredura corroboraram com as propriedades mecânicas obtidas para cada situação do materiale fibras.

     

  • CARLOS EDUARDO ALTMAN FERREIRA
  • ACÚSTICA DE SALAS MUSICAIS EM UNIDADES HABITACIONAIS MULTIFAMILIARES E SEUS REFLEXOS NOS ESTUDOS DE ENGENHARIA ECONÔMICA

  • Data: 19/12/2011
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  • As atividades desenvolvidas num ambiente definem quais as condições acústicas requeridas para que este apresente um bom desempenho acústico segundo critérios e parâmetros expostos em bibliografias técnico-científicas e normas técnicas nacionais e internacionais. No caso de sala de estar dos apartamentos, hoje equipadas com modernos equipamentos eletroacústicos para entretenimento em grande parte dos lares brasileiros, independentemente de classe social, para garantir qualidade na audição, é necessário que o ambiente tenha um bom desempenho acústico, promovendo a satisfação de seus usuários e garantindo a preservação da tranquilidade da vizinhança. Esta pesquisa focaliza em avaliar o desempenho acústico de salas de estares de dimensões reduzidas usadas em unidades habitacionais multi-familiares residenciais visando à qualidade acústica do ambiente, no que se refere ao tratamento e isolação do ambiente, sugerir adequação acústica tendo como parâmetro critérios normativos nacionais, e estudar a viabilidade econômico-financeira para o imóvel adequado acusticamente. Primeiramente, foi feito um levantamento dos dados arquitetônicos e construtivos da sala de estar selecionada, e em seguida foram feitos estudos preliminares de projeto com definição de critérios e metas a serem alcançados sendo estes o tempo de reverberação, análise modal com base na geometria do ambiente, determinação da frequência de corte, níveis admissíveis de ruído de fundo e diferença de nível padronizada para partição entre dois ambientes de unidades autônomas distintas. Nesta fase foi ainda definido o modelo matemático baseado em formulações clássicas para cálculo e simulações futuras do tempo de reverberação. Posteriormente, foram efetuadas medidas acústicas com o objetivo de caracterizar o ambiente e validar o modelo matemático para cálculo do tempo de reverberação. Os parâmetros medidos foram: nível de pressão sonora por frequência e equivalente para medir o ruído de fundo; tempo de reverberação; e nível de pressão sonora nos ambientes emissor e receptor com objetivo de determinar a diferença de nível padronizada ponderada da partição. Com a realização das medidas acústicas foi feita uma análise e discussão dos resultados encontrados para verificar se atendem às normas brasileiras para conforto acústico e índices recomendados por pesquisas nacionais e internacionais. No ambiente analisado nesta pesquisa o único parâmetro que necessitou de ajuste foi o tempo de reverberação, todos os demais atenderam às recomendações normativas. De posse desse resultado, a adequação acústica com objetivo de baixar o tempo de reverberação foi simulada mediante a substituição do material do forro do ambiente por outro com maior capacidade de absorção acústica. Atingida a meta previamente definida, passou-se ao processo de pesquisa de custo financeiro necessário para a substituição do material e seus reflexos no valor de mercado do imóvel. A viabilidade econômico-financeira do imóvel acusticamente adequado foi definida mediante comparação dos resultados, como percepção de valor e demanda, obtidos através de pesquisa qualitativa entre condôminos e profissionais do mercado imobiliário, com o valor do imóvel acusticamente adequado.

  • JOHNNY GILBERTO MORAES COELHO
  • DESENVOLVIMENTO DE UM ECOPAVIMENTO CONTENDO RESÍDUO DE MADEIRA, POLIETILENO PÓS-CONSUMO E BORRACHA DE PNEU

  • Data: 12/12/2011
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  • Os rejeitos dos processos produtivos lançados no meio ambiente resultaram no acúmulo de poluentes acima da sua capacidade de suporte, gerando poluição. Desta forma o desenvolvimento de um pavimento; utilizando resíduos de madeira, borracha moída de pneu e polietileno pós-consumo como matéria-prima; repercute positivamente nos âmbitos técnico, social e ambiental. O objetivo principal desse trabalho é desenvolvimento de um revestimento asfáltico vermelho usando resíduo de madeira tatajuba (M), borracha moída de pneu (B), material arenoso (AQ) e polietileno pós-consumo (P) com agregados convencionais, Seixo (S) e areia branca de cava (Ab). Os ensaios foram feitos nas seguintes etapas: 1) seleção, peneiramento e caracterização dos materiais de acordo com as normas vigentes; 2) ensaio de Infravermelho por transformada de Fourier (FTIR); 3) processamento do composto AQ/B e T/AQ/B; 4) reologia de ligante e ligante modificado; 5) ensaio de tração; 6) misturas betuminosas; 7) ensaio de compressão radial; 8) análise dos aspectos morfológicos. Os resultados de reologia mostram que houve variação na viscosidade do ligante quando modificado, o que dificultou o escoamento quando acrescentado composto AQ/B e T/AQ/B no ligante, mas não impediu a cobertura dos agregados. No teste reológico em modo dinâmico, quanto maior a inserção de AQ/B e T/AQ/B, maior rigidez. A resistência à tração de corpos-de-prova com superfície de P indicaram melhores resultados para T/AQ/B. No ensaio de compressão radial, comprovou-se quanto maior a porcentagem de ligante asfáltico com T/AQ/B misturado com agregados, maior é o resultado de resistência máxima (RM). Os resultados comprovam que a incorporação do resíduo de borracha, madeira e arenoso em misturas asfálticas resulta na melhoria das propriedades mecânicas e funcionais dos materiais de pavimentação e contribui para redução dos impactos ambientais.

  • LUIZ GABRIEL DA SILVA NASCIMENTO
  •  

    ESTUDO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE LIGAS HIPOEUTÉTICAS Al-Ni 
    SOLIDIFICADAS UNIDERECIONALMENTE EM CONDIÇÕES TRANSITÓRIAS 
    DE FLUXO DE CALOR

    ESTUDO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE LIGAS HIPOEUTÉTICAS Al-Ni SOLIDIFICADAS UNIDERECIONALMENTE EM CONDIÇÕES TRANSITÓRIAS DE FLUXO DE CALOR

  • Data: 21/10/2011
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  •  

    A fusão de metais e conseqüente solidificação são etapas importantes na obtenção dos mais 
    variados bens usados em nosso dia-a-dia. É de suma importância a realização de experimentos 
    de solidificação unidirecional em condições transitórias de extração  de calor em ligas 
    Hipoeutéticas do sistema binário Al-Ni, uma vez que pouco se conhece desse sistema. O 
    estudo da solidificação de metais e ligas em sistemas metal/molde tem como objetivo 
    encontrar meios de aliar as melhores características desejadas e ao mesmo tempo prevenir a 
    ocorrência de defeitos durante o processo de solidificação, tendo em vista a importância  da 
    correlação das propriedades mecânicas de uma peça com a morfologia estrutural, nos níveis 
    microestrutural e as condições de solidificação. Este trabalho pretende desenvolver análises 
    qualitativas e quantitativas da evolução da solidificação unidirecional em regime transitório 
    de extração de calor de ligas hipoeutéticas  Al-Ni com teores de 0,6%; 1,0% e 1,4% de Ni 
    (porcentagem em peso), estabelecendo correlações entre  as  características da microestrutura 
    de solidificação e propriedades mecânicas.

    A fusão de metais e conseqüente solidificação são etapas importantes na obtenção dos mais variados bens usados em nosso dia-a-dia. É de suma importância a realização de experimentos de solidificação unidirecional em condições transitórias de extração  de calor em ligas Hipoeutéticas do sistema binário Al-Ni, uma vez que pouco se conhece desse sistema. O estudo da solidificação de metais e ligas em sistemas metal/molde tem como objetivo encontrar meios de aliar as melhores características desejadas e ao mesmo tempo prevenir a ocorrência de defeitos durante o processo de solidificação, tendo em vista a importância  da correlação das propriedades mecânicas de uma peça com a morfologia estrutural, nos níveis microestrutural e as condições de solidificação. Este trabalho pretende desenvolver análises qualitativas e quantitativas da evolução da solidificação unidirecional em regime transitório de extração de calor de ligas hipoeutéticas  Al-Ni com teores de 0,6%; 1,0% e 1,4% de Ni (porcentagem em peso), estabelecendo correlações entre  as  características da microestrutura de solidificação e propriedades mecânicas.

  • YUU ITAI
  • SIMULAÇÃO NUMÉRICA DA GASEIFICAÇÃO DE BIOMASSA EM LEITO FIXO.
  • Data: 14/10/2011
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  • O objetivo deste trabalho foi avaliar a potencialidade das sementes de açaí rejeitadas após beneficiamento em Belém – Pará, a fim de ser usada como fonte de biomassa para a produção de energia por gaseificação. Resultados da análise elementar obtidas no LABCAT – UNB em base seca foram obtidas com percentuais de Carbono, 46,06 %, Hidrogênio 6,01 % Oxigênio 43,37 %, Nitrogênio 4,33 % e Enxofre 0,08%. Tais valores entre outros parâmetros obtidos em estudo experimental realizados por Santos 2011 e Cruz, 2010, foram utilizados para realizar uma simulação numérica do processo de gaseificação por meio de um código FORTRAN zero dimensional desenvolvido especificamente para esta finalidade. Variações da influência da razão de equivalência e teor de umidade nas concentrações de CO, H2 e CH4 foram comparados a resultados experimentais. Um modelo transiente unidimensional também foi analisado. Utilizando a aplicação de um mecanismo de pirólise de dois passos onde o alcatrão primário (ou oxigenados) são inicialmente formados e então craqueados em alcatrão secundário (ou hidrocarbonetos) e outros gases combustíveis. Assim se revela a complexidade dos processos físicos e químicos que ocorrem no reator pelo uso do balanço de energia e massa e com informações das taxas de reação das reções químicas e os processos de transporte físicos. O modelo computacional é capaz de prever o perfil da composição de gases, temperatura, alcatrão primário e secundário ao longo do eixo longitudinal do gaseificador. Foram obtidos resultados para simulações realizadas nos dois modelos e posteriormente analisado tal comportamento em comparação ao resultado experimental obtidos por Santos (2011).
  • RICARDO DA SILVA PEREIRA
  • AVALIAÇÃO E DESEMPENHO DE MOTOR DE INJEÇÃO INDIRETA 
    CONSUMINDO ÓLEO DE PALMA IN NATURA
    AVALIAÇÃO E DESEMPENHO DE MOTOR DE INJEÇÃO INDIRETA CONSUMINDO ÓLEO DE PALMA IN NATURA

  • Data: 06/10/2011
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  • Trabalhos anteriores demonstraram a viabilidade da aplicação de óleo de palma in natura como combustível em motores diesel. Esse óleo pode ser usado sem transformações químicas, necessitando apenas de filtragem e neutralização, ambos os processos simples, e ele apresenta poder calorífico similar ao óleo diesel. Problemas já identificados estão relacionados com a sua alta viscosidade a temperatura ambiente e maior tempo de residência necessário para concluir a sua reação de combustão, quando comparado com o óleo diesel na mesma temperatura. O problema da viscosidade foi resolvido pré-aquecendo o óleo de palma antes da entrada na bomba injetora com o auxilio de uma resistência térmica. Em relação ao tempo de residência a abordagem proposta é manter a alta temperatura dentro da câmara de combustão de forma a acelerar a cinética química. Isso implica que o motor pode operar com óleos vegetais somente em altas cargas, sendo substituído por óleo diesel em cargas média e baixa. Este problema tem sido relatado em todos os experimentos que utilizaram motores de injeção direta. Motores com sistemas de injeção indireta possuem uma região de pré-câmara que mantém sempre a alta temperatura na câmara independente da carga do eixo. Portanto, supõe-se que esses motores são capazes de operar com óleos vegetais para uma gama de carga. Este trabalho testou um motor de injeção indireta consumindo óleo de palma in natura e comparou os resultados a uma base de dados realizada com diesel. Em seguida comparou esses resultados aos obtidos com um motor de injeção direta. Ambos motores operaram com valores de 100, 80 e 75% da carga total do gerador para efeito de comparação. O grupo gerador recebeu instrumentação para medir a temperatura do combustível e dos gases de escape na saída do cilindro, vazão de combustível do motor, temperatura do óleo lubrificante, energia elétrica produzida e composição dos gases emitidos (CO, CO2, O2 e NOx ). Foi realizada a análise energética e elementar dos combustíveis utilizados nos testes. Os resultados mostram o aumento do consumo especifico de combustível e emissão de NOx e queda de temperatura dos gases de escape quando comparado com diesel no motor de injeção indireta em relação ao motor de injeção direta. As emissões de CO com óleo de palma foram menores no motor de injeção indireta. O limite mínimo de carga que o motor de injeção indireta conseguiu chegar foi de 75%, o mesmo valor que o motor de injeção direta. A 60% da carga o motor de injeção indireta apresentou problemas de funcionamento, e o de injeção direta nem chegou a funcionar. Destacamos também que o funcionamento do sistema com os dois tipos de combustível, apresentou potências e eficiência térmica similares.

  • LUCIO DA SILVA BARBOZA FILHO
  • ESTUDO DA TÉCNICA DE ENCHIMENTO DE CHANFRO DO AÇO NAVAL PELO PROCESSO GMAW-CW
  • Data: 23/09/2011
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  • Nesse trabalho estudou-se a viabilidade operacional e as características econômicas e geométrica da técnica do processo de soldagem GMAW-CW (alimentação adicional de um arame frio) em comparação Gas Metal Arc Welding (GMAW). O sistema de alimentação de arame frio foi projetado e adaptado a pistola de soldagem MIG/MAG. Utilizou-se uma fonte eletrônica de múltiplos processos ajustada em tensão constante e CC+, a proteção gasosa foi uma mistura 75%Ar+25%CO2 e CO2 comercialmente puro. O arame utilizado foi o da classe ER70S-6 com diametro de 1,2 mm para o arame eletrodo e 1,0 mm para o arame frio, os dois arames foram alimentados em cabeçotes independentes. As variáveis operacionais de entrada foram: a velocidade de alimentação de arame energizado, em três níveis, 4, 6 e 8 m/min e a velocidade de alimentação do arame frio em 50%, 60% e 70% da velocidade de alimentação do arame energizado. As soldagens foram automatizadas em simples deposição no sentido empurrando e o posicionamento do arame frio, em um único nível, Tandem em chanfro em “U” de chapas de aço ASTM 1020. As variáveis de resposta utilizadas foram: inspeção superficial dos cordões; análise da geometria (largura, penetração, reforço e diluição) da solda e econômicas (taxa de fusão, taxa de deposição, rendimento e custo operacional). Os resultados indicaram que para a análise superficial, com o uso do gás Ar25%CO2 a superfície dos cordões mostraram-se mais homogêneas em relação ao CO2 e com menor índice de salpicagem, para a análise das características econômicas, o processo GMAW-CW sempre foi superior ao processo convencional, quanto aos custos operacionais o processo convencional mostrou-se menor, porém não houve o preenchimento do chanfro, o que ocorreu com a utilização do processo GMAW-CW.
  • LINO ALBERTO SOARES RODRIGUES
  • CARACTERIZAÇÃO MICROESTRUTURAL E DE PROPRIEDADES MECÂNICAS DE SOLDAS DO AÇO ASTM A 131 PELOS PROCESSOS FCAW CONVENCIONAL E COM ADIÇÃO DE ARAME FRIO.
  • Data: 23/09/2011
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  • O trabalho aqui representado retrata de modo comparativo as características mecânicas e microestruturais de metais de solda empregando duas técnicas de soldagem uma já disseminada, FCAW (Soldagem a Arco Voltaico com Arame Tubular) e a outra é inovadora, FCAW-AF (Soldagem a Arco Voltaico com Arame Tubular com Adição de um Arame Frio não energizado) em três níveis de velocidades 6, 8 e 10 m/min. Sendo que este processo variou os diâmetros dos arames frio adicionados, entre 0.8 e 1.0 mm. O metal de base utilizado foi o aço naval ASTM 131 grau A (baixo carbono) em geometria de chapas de 150 mm x 300 mm x 9,5 mm, aplicadas em chanfro em V (Bisel de 22,5º) com ângulo somado de 45º, com leve abertura de raiz de 2,4 mm. A solda usada foi do tipo topo com a aplicação de dois passes, um passe de raiz e o passe de acabamento (ou enchimento). A fim averiguar as condições desses cordões de solda foram realizados 05 tipos de ensaios destrutivos, são eles: dobramento transversal de face, tração, tenacidade ao impacto (tipo Charpy com entalhe em V), microdureza e o ensaio metalográficos. Além das análises não destrutivas como o ensaio visual e o líquido penetrante. De maneira geral, os resultados para o processo FCAW-AF, mostraram-se compatíveis, em relação ao processo FCAW convencional, porém alguns resultados apresentaram valores de propriedades mecânicas menores. Este fato pode, muito provavelmente ter ocorrido pela presença de descontinuidade na junta pelo FCAW-AF. Quanto às caracterizações microestruturais, os resultados da junta FCAW-AF foram semelhantes os da FCAW convencional para todos os níveis estudados.
  • HUASCAR JOSÉ LOBATO FERNANDEZ
  • INFLUÊNCIA DO TEOR DE SOLUTO NA MOLHABILIDADE E CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS, CORRELACIONADAS COM PROPRIEDADES MECÂNICAS E ELÉTRICAS DE FIOS E CABOS PARA TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA NAS LIGAS AL-EC-0,7%SI [0,05%;0,15%]TI.
  • Data: 02/09/2011
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  • O presente trabalho visa estudar a influência da modificação do Alumínio Eletro Condutor (Al-EC) com teores de silício (0,5 – 0,7 – 0,9) % e titânio (0,05 – 0,15) % para fins de transmissão (Tx) e distribuição (Dx) de energia elétrica. As ligas para a realização deste estudo foram produzidas por meio de solidificação em dispositivo de aço na forma unidirecional horizontal, submetidos posteriormente aos processos mecânicos de usinagem e laminação em diferentes diâmetros, buscando-se diâmetros próximos das bitolas utilizadas em indústrias de cabos elétricos. As ligas foram analisadas através do ensaio de tração e condutividade elétrica. Modificadas posteriormente com titânio, passaram pelos mesmos tipos de análises citadas após tratamento térmico. As ligas foram analisadas macro e microestruturalmente e correlacionadas com as propriedades elétricas e mecânicas, na tentativa de melhor justificar os resultados obtidos. Com a realização da experimentação constatou-se a forte influencia do grau de deformação plástica nas ligas, que resultou no fenômeno de recuperação dinâmica, inferindo aos fios experimentados bons resultados quanto às propriedades estudadas com a diminuição dos diâmetros, em especial para o diâmetro de 3 mm. A inserção de silício em teor de 0,7% na liga Al-EC foi o mais favorável à experimentação, por apresentar resultados intermediários aos demais teores estudados quanto ao limite de resistência à tração (LRT) e condutividade elétrica (%IACS), sendo o teor escolhido para compor a liga-base com a inserção de titânio. A análise dos perfis das velocidades e taxas de resfriamento permite a constatação de que seus valores diferirem muito pouco, mas mais favoráveis para os menores teores de Ti. Segundo Verran , a fluidez em ligas de Al diminui para maiores teores de Ti e, desta forma, a molhabilidade do molde perde eficiência, dificultando a troca térmica. Por outro lado, observa-se que independentemente de se ter maior ou menor fluidez na liga estes parâmetros operacionais tendem a diminuir à medida que sua aferição é realizada mais afastada da interface M/M. Sendo mais intenso para a liga sem a presença de Ti. No que se refere à ação refinadora do grão é incontestável a ação do Ti adicionado às ligas de Al. No entanto, a condutividade elétrica da liga de Al diminui com o teor de titânio crescente. As ligas Al-EC-0,7%Si modificadas com teores de titânio, submetidas ao teste de termoresistividade, mostram, a partir dos resultados experimentais, que o tratamento térmico a 230ºC por uma hora, para as ligas com os teores (0,05 e 0,15) %Ti, podemos então, avaliar que apesar do titânio, quando inserido nas ligas não contribuir para características termorressistentes. Entretanto, quando tratado termicamente favorece substancialmente a condutividade elétrica das ligas especialmente para as ligas mais diluídas. Estas ligas são as que melhor atendem ao exigido pelo PROTOCOLO COPEL.
  • LUIZ FERNANDO NAZARE MARQUES
  • ESTUDO DA FADIGA DE JUNTAS SOLDADAS DO AÇO NAVAL
  • Data: 12/08/2011
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  • Cargas dinâmicas originam deformações plásticas e variáveis com o tempo que conduzem o material a um deterioramento progressivo dando origem à trinca, a qual cresce até atingir um tamanho crítico, suficiente para gerar uma ruptura brusca. Essas trincas apresentam características macroscópicas de fratura frágil, dúctil, ou uma combinação de ambas. Esta pesquisa buscou investigar a influência da adição do arame não energizado, no processo de soldagem GMAW, sobre o comportamento à fadiga, por meio da curva S-N de juntas soldadas pelo processo já consolidado. Esse novo processo denominado de GMAW-CW teve sua viabilidade comprovada em estudos anteriores no que diz respeito à estabilidade do arco, análise econômica, análise geométrica, sanidade da solda, macroestrutura, microestrutura e propriedades mecânicas do metal depositado. Para a determinação das curvas S-N das juntas soldadas de interesse, os corpos de prova, padronizados pela norma ASTM E466, foram submetidos a ensaios de fadiga uniaxial com uma razão de variação de tensões de 10% em uma máquina de ensaios dinâmicos servopulser. A análise estatística foi realizada utilizando a norma ASTM E739 e as superfícies de fraturas dos corpos de prova de tração e fadiga foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As curvas obtidas para o processo de soldagem GMAW-CW foram comparadas com aquela obtida pelo processo convencional GMAW e apresentaram características similares.
  • MARCIO ROBERTO ALVES NOGUEIRA
  • INFLUÊNCIA DA CONVECÇÃO TERMOSSOLUTAL NOS ESPAÇAMENTOS DENDRÍTICOS PRIMÁRIOS DURANTE A SOLIDIFICAÇÃO DIRECIONAL HORIZONTAL DE LIGAS Sn-Pb.
  • Data: 30/06/2011
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  • Este trabalho apresenta um estudo teórico-experimental sobre os efeitos da convecção termossolutal sobre os espaçamentos dendríticos primários de ligas hipoeutéticas Sn-Pb. Assim, um dispositivo experimental de configuração horizontal refrigerado a água foi construído e amostras do referido sistema de ligas foram solidificadas direcionalmente sob condições transientes de extração de calor. Um método teórico-experimental é aplicado para determinar as velocidades de deslocamento da isoterma liquidus, os gradientes térmicos e as taxas de resfriamento. São também apresentados resultados para os respectivos coeficientes de transferência de calor na interface metal/molde os quais foram calculados a partir de uma análise comparativa realizada entre os perfis experimentais de temperatura e valores teóricos fornecidos por um método numérico baseado em volumes finitos. Alguns modelos teóricos para a previsão dos espaçamentos dendríticos primários são comparados com os resultados experimentais obtidos. Finalmente, um estudo comparativo é realizado entre resultados encontrados neste trabalho e aqueles apresentados na literatura para os espaçamentos dendríticos primários das ligas Sn-Pb investigadas quando solidificadas direcionalmente nos sistemas verticais ascendente e descendente, sob as mesmas condições. A análise das microestruturas indica que os espaçamentos dendríticos primários são bastante influenciados pela direção de crescimento do sólido.
  • ROBSON EVILACIO DE JESUS SANTOS
  • ESTUDO EXPERIMENTAL DE UM REATOR DE GASEIFICAÇÃO EM UM LEITO FIXO DE AÇAÍ
  • Data: 20/05/2011
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  • Um leito de gaseificação de pequena escala foi projetado, construído e operado com o objetivo de investigar os parâmetros que influenciam o processo de gaseificação de um leito fixo de caroço de açaí. O reator é do tipo topo aberto downdraft estratificado, de dimensões de 15 cm de diâmetro interno por 1,5 m de altura, com isolamento térmico. O gás produzido foi coletado a jusante do leito de gaseificação e condensado para remoção de alcatrão, o qual foi posteriormente quantificado em titulador Karl Fisher. Após remoção do alcatrão o gás foi introduzido em um Micro GC para quantificação dos percentuais molares de H2, CO, N2 e CH4. O perfil de temperatura do leito foi medido com termopares tipo K posicionados ao longo do eixo longitudinal do leito em distâncias de 10 cm. A vazão de ar foi medida com auxilio de um tubo de Pitot e um micromanômetro. As aquisições dos dados de temperatura foram feitas por um data logger e vazão mássica do ar sendo feita usando comunicação RS232 do micromanômetro. Os procedimentos experimentais foram feitos ao longo de 4 horas de operação do leito de gaseificação, com consumo médio de biomassa de 1,6 kg/h, com 6 dados do perfil de temperatura, vazão mássica de ar, perda de carga do leito e concentração dos gases obtidos no processo de gaseificação e quantificação do teor de alcatrão condensável presente no gás. Verificou-se que o gaseificador de leito de açaí pode ser operado através de uma gama bastante ampla de taxas de fluxo de ar de 2 a 5 kg/h, com a quantidade de energia do gás produzido variando de 5 a 15 MJ/h. As concentrações típicas dos gases obtidos no leito foram de 13% de H2, 11% de CO, 1,3% de CH4. A eficiência máxima de gás frio de 57% e teor médio de alcatrão de 155 g/m³.
  • TARCIO DOS SANTOS CABRAL
  • INFLUÊNCIA DOS PROCEDIMENTOS E PROCESSOS DE SOLDAGEM MAG NA REDUÇÃO DE DEFORMAÇÕES EM PAINÉIS DE ESTRUTURAS NAVAIS

  • Data: 06/05/2011
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  • Um setor industrial que está passando por um novo ciclo de crescimento é o setor naval que justificado pelo crescimento de exportações, transportes, exploração de petróleo e gás natural. Juntamente com esse crescimento de demanda de construção vêm agregados os problemas provenientes dos processos de produção, que para a construção naval aparecem na forma de distorções e tensões residuais. Neste contesto, um dos objetivos deste trabalho foi à verificação da influência de procedimentos de soldagem como: a sequência e direção de soldagem e uso do passe reverso nos valores de distorção gerados após o processo de soldagem. Outro ponto estudado foi à influência de mais de um processo de soldagem nos valores de distorção, neste caso o processo MAG-CC, MAG-STT e MAG-CW (DWOA - Double Wire Only Arc). Para realização dos estudos foi construído um modelo de painel enrijecido em menor escala. Outro implemento foi a concepção de um injetor de arame de soldagem adicional, empregado na injeção do segundo arame para o processo MAG-CW (DWOA). Todas as soldagens deste estudo foram realizadas com o arame ER70S-6 e gás de proteção CO2 puro no modo de transferência por curto-circuito. As soldagens foram divididas em etapas distintas, que se deu da concepção do modelo de painel enrijecido, escolha das variáveis, busca dos pacotes operacionais dos processos MAG-CC, MAG-STT e MAG-CW (DWOA), seleção das variáveis que gerassem os melhores resultados de distorção. Ao final das soldagens, observou-se que a variável mais importante dentre as analisadas foi à mudança de direção de soldagem, que está ligada diretamente aos níveis de restrição do painel teste. As sequências utilizadas surtiram pouco efeito nos valores de distorção mensurados. O passe reverso obteve valores baixos de distorção, contudo mostrou-se improdutivo devido ao tempo de soldagem ser muito superior quando relacionado com o painel confeccionado com passe único. Observou-se que se mantido os critérios para comparação dos valores de distorção os processos MAG-CC e MAG-STT resultariam em valores de distorção semelhantes para os painéis soldados com as variáveis mais influentes. Os painéis que utilizaram o processo MAG-CW (DWOA) obtiveram os menores valores de distorção mensurados, todavia após mensurar a área da seção transversal dos cordões verificou-se que ela era 22% menor que a seção proveniente dos outros processos analisados.

  • LUIZ PAULO DA SILVA CRUZ JUNIOR
  • INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS DO PROCESSO MIG-DWOA SOBRE AS CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS E ECONÔMICAS DE CORDÕES DE REVESTIMENTO.
  • Data: 05/05/2011
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  • O revestimento de aço carbono com um aço inoxidável é uma prática comum na indústria. Os motivos para esta utilização incluem, do lado dos aços carbono de grau estrutural, o seu menor custo aliado a uma maior resistência mecânica e, do lado dos aços inoxidáveis, a sua resistência à corrosão muito superior e necessária em aplicações em meio agressivo. O objetivo deste trabalho é, inicialmente, analisar através da correlação linear de Pearson os efeitos das variáveis de influência (amplitude de tecimento, ângulo de ataque e velocidade de alimentação do arame energizado) sobre a morfologia de cordões de revestimento, suas características geométricas e econômicas. Além disso também otimizar uma condição de soldagem com o processo MIG-DWOA para revestimento, com variação no tecimento, na velocidade de alimentação do arame energizado e no ângulo de deslocamento da tocha de soldagem. O arame (metal de adição) energizado e o não energizado foram o arame da classe AWS ER 308 LSI. Através de um software comercial foram feitas às análises através de correlação linear dos resultados, demonstrando que há uma tendência de aumentar a largura do cordão e diminuir a penetração e reforço com o aumento da amplitude. Há também uma tendência de aumentar a largura, penetração e reforço com o aumento da velocidade de alimentação e há também uma tendência de aumentar a largura e o reforço e diminuir a penetração com o aumento do ângulo de ataque. Utilizando um programa de otimização procurou-se minimizar a diluição e a penetração, já que se trata de materiais dissimilares e maximinizar o reforço e a largura dos cordões, mas evitando-se revestimentos muito convexos, obedecendo a relação reforço/largura igual ou menor que 0,30. O cordão otimizado foi com uma amplitude de 12 mm, o ângulo de deslocamento de zero grau e a velocidade de alimentação do arame energizado igual a 8 m/min. Essa condição mostrou ser a mais adequada para a aplicação de revestimento.
  • FABIO ANTONIO DO NASCIMENTO SETUBAL
  • ESTUDO SOBRE A INFLUÊNCIA DA RIGIDEZ ELETROMAGNÉTICA NO COMPORTAMENTO DINÂMICO DE UM HIDROGERADOR UTILIZANDO O MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS

  • Data: 28/02/2011
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  • O grande avanço tecnológico no setor elétrico tem sido a melhoria do desempenho de seus equipamentos, mesmo depois de anos de uso. Nas Usinas hidrelétricas, o principal componente de geração de energia, constituído da linha de eixo do hidrogerador, é submetido a diversos tipos de esforços durante a operação e reage de forma distinta a cada um deles, além disso, no gerador, a interação da estrutura com o campo eletromagnético pode alterar o comportamento dinâmico deste componente. Sendo assim, este trabalho apresenta um estudo referente à influência da rigidez eletromagnética na análise dinâmica de um hidrogerador através do método de elementos finitos utilizando o software comercial ANSYS11®. Neste software foram gerados dois modelos rotodinâmicos de uma máquina genérica, com a finalidade de constatar a influência dos elementos de viga e dos elementos sólidos nas velocidades críticas do sistema. O modelo de viga apresentou melhores resultados e menor esforço computacional, assim o mesmo foi usado como base para o desenvolvimento rotodinâmico do hidrogerador. Neste modelo escolhido, acrescentou-se a influência eletromagnética como sendo um elemento de mola de rigidez negativa atuando no rotor do gerador e avaliou-se sua influência no comportamento dinâmico do hidrogerador. A rigidez foi calculada de forma indireta através do resultado da densidade do fluxo magnético obtido pelo método de elementos finitos em uma análise eletromagnética. A utilização desta metodologia possibilitou a comparação de modelos utilizando elementos sólidos e de viga, além da verificação da influência do campo eletromagnético na análise dinâmica da linha de eixo de um hidrogerador por meio do diagrama de Campbell.

  • WILHELM ABUD KLEINLEIN
  • CARACTERIZAÇÃO ENERGÉTICA DE BIOMASSAS AMAZÔNICAS

  • Data: 04/02/2011
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  • A biomassa obteve relevância energética como combustível, uma vez que podem ser produzidas em larga escala e no balanço global de carbono não contribui para o efeito estufa. A maior parte da Amazônia utiliza combustíveis fósseis para a produção de eletricidade através de grupos geradores e termoelétricas. Na região existe uma grande quantidade de resíduos de biomassa proveniente de manejo florestal, industrial e de resíduos agrícolas, como sementes de açaí (Euterpe oleracea), casca da castanha-do-pará (Bertholletia excelsa), angelim pedra (Hymenolobium modestum) e jatobá (Hymenaea courbaril). A avaliação principal a ser considerada para uso do resíduo de biomassa amazônica como combustível é a quantificação de suas propriedades. A caracterização da biomassa energética é realizada através de uma série de ensaios, entre eles, análise imediata e elementar, quantificação do poder calorífico superior e análise termogravimétrica. Todos os ensaios foram realizados de acordo com as normas ASTM para biomassas. Este trabalho apresenta a caracterização de energética de 20 espécies diferentes entre madeiras, cascas e semente e bambus. O poder calorífico superior (PCS) encontrado ficou entre 18,79 e 22,22 MJ/kg. A análise imediata apresentou teores de umidade, voláteis, carbono fixo e cinzas, entre 14,48 e 6,08%, 91,34 e 50%, 49,65 e 8,44% e 19,77 e 0,14% respectivamente. O resultado da análise elementar apresentou teor em carbono entre 52,23 e 44,95%, hidrogênio 6,50 e 5,23%, nitrogênio entre 6,00 e 0,92%, enxofre entre 0,96 e 0,00%, a fração de oxigênio foi obtida por diferença ficando entre 44,73 e 35,52%. Resultados da análise termogravimétrica apresentaram o valor global da energia de ativação entre 110,12 e 267,11 kJ.mol-1 e fator pré-exponencial entre 7,39x105 e 66,44 S-1 para o processo de pirólise. Com os resultados obtidos pode-se determinar o valor de PCS.

2010
Descrição
  • MARLUS CHAVES QUINTAS
  • MODELAGEM E MONITORAMENTO HIDROLÓGICO COMO FERRAMENTAS PARA PROJETOS DE IMPLANTAÇÃO DE CGHs NA AMAZÔNIA.

  • Data: 10/12/2010
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  • A crescente dependência da energia elétrica para o desenvolvimento, em todos os âmbitos de nossa sociedade, acaba consequentemente configurando a problemática do não atendimento às demandas energéticas resultantes dos aglomerados populacionais. Tal conjuntura torna-se um importante obstáculo ao desenvolvimento de qualquer região, sobretudo o desenvolvimento de caráter sócio-econômico. Na Amazônia, essa problemática vem ao longo dos anos mostrando-se como uma realidade sempre presente em um grande número de comunidades isoladas, principalmente na região da Calha Norte. Uma alternativa para a redução deste problema, é o aproveitamento do potencial hidráulico da grande malha hidrográfica existente na região, através da implantação de centrais geradoras hidrelétricas (CGHs). Entretanto, a primeira dificuldade encontrada é o desconhecimento do potencial existente, já que a maioria das pequenas bacias hidrográficas é desprovida de dados de vazão. Para tanto, o presente trabalho apresenta um conjunto de ferramentas metodológicas para a determinação do potencial existente. Uma delas, é a implementação de um modelo hidrológico chuva-vazão não-linear para simulação de curvas de permanência de uma pequena bacia do Estado do Pará com longas séries de vazão. O modelo foi calibrado, validado e teve uma análise de sensibilidade efetuada em função do tamanho das séries mínimas de chuva e vazão, que permitem a aplicação satisfatória do modelo sobre pequenas bacias sem dados de chuva e vazão. O resultado da análise de sensibilidade do modelo, ou seja, séries de chuva e vazão de no mínimo 18 meses, permitiu o estabelecimento do tempo mínimo de coleta de dados em pequenas bacias. Assim, outra ferramenta do referido trabalho, foi o monitoramento hidrológico, efetuado sobre uma pequena bacia do Estado do Amapá, localizada na região da Calha Norte. O monitoramento permitiu a aplicação e teste do modelo hidrológico, o qual também simulou bem as curvas de permanência da pequena bacia amapaense. As ferramentas hidrológicas desenvolvidas permitem subsidiar a discussão, sob a ótica do desenvolvimento sustentável, dos aspectos hidroenergéticos, financeiros e ambientais. No caso desses últimos, o presente trabalho aplicou uma metodologia de simulação de áreas inundadas e determinação de vazão ecológica, já que os principais impactos ambientais de centrais hidrelétricas, são apontados como sendo, os devidos às inundações de áreas adjacentes aos empreendimentos; e às restrições de vazões no trecho do curso d’água curto-circuitado. A análise conjunta dos aspectos supracitados é inerente a projetos de CGH a serem implantados em pequenas bacias hidrográficas da Amazônia, assim como seu comparativo frente à opção de geração elétrica, quase sempre, existente nas comunidades isoladas, o gerador de ciclo Diesel.

  • KELIENE MARIA SOUSA DE JESUS
  • IMPLEMENTAÇÃO E ANÁLISE DO DESEMPENHO DE TÉCNICAS DE MONITORAMENTO ATRAVÉS DE MEDIÇÃO DE VIBRAÇÃO E CORRELAÇÃO COM CORRENTE ESTATÓRICA
  • Orientador : NEWTON SURE SOEIRO
  • Data: 16/06/2010
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  • A crescente demanda por energia elétrica aliada à grande importância deste setor para o sistema econômico nacional tem levado o governo e empresas particulares a investirem em estudos que possibilitem melhorar o desempenho dos sistemas envolvidos nesse processo, em virtude dos relevantes ganhos que esta iniciativa pode produzir. Neste contexto, esse trabalho é uma contribuição ao estudo do desenvolvimento de uma metodologia de diagnóstico de defeitos para a máquina hidrogeradora número 3 da Usina Hidrelétrica de Coaracy Nunes, localizada no Estado do Amapá. Em muitas situações os métodos de análise de vibrações são utilizados para detectar a presença de falhas nesse tipo de máquina, neste trabalho também será utilizada a análise dos sinais de corrente para fornecer indicações similares. Este trabalho tem por objetivo apresentar uma metodologia de diagnóstico de defeito em máquinas elétricas através dos sinais de vibração e correlação com a análise da corrente do estator. No decorrer deste trabalho apresenta-se uma revisão bibliográfica das técnicas de monitoramento e diagnóstico das condições das máquinas elétricas, através dos ensaios de vibração correlacionados com as características da corrente estatórica. O resultado da correlação da medição de vibração com a medição de corrente se baseia em uma metodologia implementada por um sistema de aquisição e de processamento de dados desenvolvido na plataforma LabView. Os resultados experimentais foram obtidos a partir de defeitos mecânicos (desbalanceamento mecânico e defeitos nas pistas, externa e interna dos rolamentos) induzidos em uma bancada experimental concebida com intuito de representar um sistema de geração. Finalizando, os sinais de vibração e corrente foram analisados e comparados para verificar se os defeitos que foram evidenciados pelo método convencional de vibração alteravam o comportamento dos sinais de corrente. Os bons resultados desse trabalho mostram a viabilidade em estudos futuros nesta área.
  • EDSON DO SOCORRO SILVA ANDRADE
  • ACIONAMENTO E CONTROLE ELETRÔNICO PARA SOLDAGEM GMAW DE REVESTIMENTO INTERNO DE DUTOS COM ADIÇÃO DE ARAME FRIO.
  • Data: 15/04/2010
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  • O presente trabalho trata do projeto e implementação de um protótipo para a soldagem de revestimento interno de dutos pelo processo de soldagem GMAW-CW (Gas Metal Arc Welding-Cold Wire). Neste projeto é destacado o estudo de ferramentas como a programação de microcontroladores com linguagem C para controlar motores de passo, através de parâmetros de soldagem selecionados em uma interface gráfica desenvolvida em linguagem de programação Java (armazenada no disco rígido de notebook) e transmitidos via cabo serial (porta serial padrão RS232) ou sem fio (wireless) para o microcontrolador da placa principal. São apresentados e detalhados os principais componentes e as tecnologias utilizadas, além de uma descrição do sistema e a análise experimental das soldas de revestimento obtidas como forma de demonstrar a eficácia operacional do sistema construído.
  • EMMANUELLE SA FREITAS
  • Correlação Entre as Propriedades Mecânicas e Elétricas de Fios para Tx e Dx de Energia Elétrica do Al-Ec Modificado com Teores de Silício e Titânio.
  • Data: 15/03/2010
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  • O presente trabalho visa estudar a influencia da modificação do Alumínio Eletro Condutor (Al-EC) com teores de Silício (0,5 – 0,7 – 0,9) % e Titânio (0,05 – 0,15 – 0,26) % para fins de transmissão (Tx) e distribuição (Dx) de energia elétrica. As ligas para a realização deste estudo foram produzidas por meio de solidificação em coquilha de aço em forma de “U”, submetidos posteriormente aos processos mecânicos de usinagem e laminação em diferentes diâmetros, buscando-se diâmetros próximos das bitolas utilizadas em indústrias de cabos elétricos. As ligas foram analisadas através do ensaio de tração e condutividade elétrica. As ligas modificadas com titânio também passaram pelos mesmos tipos de análises citadas após tratamento térmico. As ligas foram analisadas macro e micro estruturalmente e correlacionadas com as propriedades elétricas e mecânicas, na tentativa de melhor justificar os resultados obtidos. Com a realização da experimentação constatou-se a forte influencia do grau de deformação plástica nas ligas, que resultou no fenômeno de recuperação dinâmica, inferindo aos fios experimentados bons resultados das propriedades estudadas com a diminuição dos diâmetros, em especial para o diâmetro de 3 mm. A inserção do Silício no Al-EC apontou para o teor de 0,7% como o mais favorável à experimentação, por apresentar resultados experimentais intermediários entre os teores estudados, quanto ao Limite de resistência a tração (LRT) e Condutividade elétrica (%IACS) compondo a formação da liga base para a inserção do Titânio, onde se observou que o LRT não sofre grande influencia com o aumento do seu teor, no entanto a condutividade elétrica diminui com o teor de titânio crescente. As ligas Al-EC-0,7%Si modificadas com teores de titânio submetidas ao teste de termoresistividade, mostram a partir dos resultados experimentais que o tratamento térmico a 230ºC por uma hora provocou possivelmente a etapa de Recristalização/Precipitação para as ligas com os teores (0,05 e 0,15) %Ti, resultando em melhora nas propriedades elétricas e perdas consideráveis de LRT, superior a 10% e desta forma não atendendo o Protocolo COPEL. Por outro lado, a liga com 0,26%Ti apresentou comportamento característico da Recuperação Estática, atendendo ao Protocolo COPEL unicamente para o diâmetro de 3,0mm.
  • RUTH PEREIRA CARNEIRO
  • Colagem de junta de madeira com adesivo epóxi.
  • Data: 08/02/2010
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  • Este trabalho tem como objetivo confeccionar, testar e comparar juntas coladas de topo, biselada e encaixada de espécies de madeira de diferentes densidades. A colagem da madeira possibilita o reaproveitamento de aparas e sobras de madeiras que normalmente são descartadas, podendo minimizar o corte de muitas árvores, seja da natureza ou de plantio planejado. A metodologia de fabricação das juntas foi estabelecida com base em indicações descritas em normas brasileiras. Foi realizada observação macroscópica da madeira, para confirmação de suas espécies. Depois de estabelecida à dimensão das juntas foram confeccionados corpos de prova, utilizando o adesivo Compound Adesivo de base epóxi e as madeiras Angelim pedra, Jatobá e Tauari, adquiridas em depósito de madeira na cidade de Ananindeua-Pa. Quanto à caracterização do adesivo, foi verificado através do ensaio de tração, que tem boa resistência mecânica. Após a colagem das juntas foi realizado ensaio de tração a fim de determinar a resistência das juntas coladas O desempenho dessas juntas foi avaliado em função da relação entre os valores de resistência à tração da madeira sólida e os valores de resistência à tração com madeira colada e modo de ruptura. De acordo com os resultados observou-se que as juntas coladas biseladas apresentaram excelente resistência à tração, bem próxima da resistência da madeira sólida; notou-se também a boa aceitação de colagem da madeira Jatobá. Com relação à qualidade da adesão, as juntas coladas de topo e encaixada apresentaram ruptura adesiva. Os resultados experimentais obtidos indicam uma boa concordância entre os modelos teóricos para avaliar a resistência à tração e a qualificação das juntas coladas.
2009
Descrição
  • ROMULO LIMA RUFINO
  • ANÁLISE DA VELOCIDADE CRÍTICA DE ESCOAMENTO E ESTUDO REOLÓGICO DE POLPAS DE CAULIM DA BACIA DO RIO CAPIM EM DUTOS CIRCULARES.
  • Data: 15/12/2009
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  • A indústria mineral representa um grande estimulador da economia do estado, e como destaque nessa indústria podemos mencionar o setor do beneficiamento de Caulim. As soluções dos problemas relacionados a essa atividade mostram-se como uma oportunidade rara de interação universidade-indústria, além de ser um campo fértil para o desenvolvimento científico. Um ponto importante a ser estudado trata do escoamento da suspensão de caulim em dutos e equipamentos relacionados; problemas como incrustação e calculo da perda de carga não foram ainda resolvidos de forma definitiva pela indústria. Nesse contexto o presente trabalho se dispõe a desenvolver uma metodologia para o cálculo dos parâmetros de escoamento principalmente da velocidade mínima necessária para que as partículas em suspensão não depositem no interior dos dutos. Assim o objetivo macro desta dissertação reside em analisar através da implementação de metodologia, o cálculo da velocidade de deposição durante o escoamento de polpas de caulim com diferentes frações mássicas (% em peso de sólidos) no interior de dutos circulares; a partir do estudo reológico de amostras obtidas no seu processo de beneficiamento; propiciando assim, subsídio teórico aos técnicos e Engenheiros que desejam dimensionar um sistema de bombeamento aplicado a polpas de caulim; minimizando seus problemas de sub e superdimensionamento, que acarreta a deposição do material, causando danos à produção e meio ambiente, visto que se fará necessário à abertura da tubulação para remoção dos depósitos oriundos da baixa velocidade.
  • JOSE ADRIANO BRITO DA SILVA
  • ANÁLISE DE SISTEMAS DE CONTROLE DE VIBRAÇÃO EM MÁQUINAS ROTATIVAS UTILIZANDO ATUADORES FORMADOS POR LIGAS COM MEMÓRIA DE FORMA
  • Orientador : ALEXANDRE LUIZ AMARANTE MESQUITA
  • Data: 04/12/2009

  • LEOPOLDO PACHECO BASTOS
  • Desenvolvimento e Caracterização Acústica de painéis multicamadas unifibra, multifibras e mesclados, fabricados a partir de fibras vegetais.
  • Data: 01/12/2009
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  • Em um tempo em que altos níveis de ruído fazem parte do cotidiano das pessoas, a necessidade de controlá-los não é somente evidente, mas providencial. Atualmente a poluição sonora, em nível mundial, só não é mais grave do que a poluição do ar e da água. No Brasil a situação não é diferente, pois se estima que mais de 15 milhões de pessoas apresentem algum grau de deficiência auditiva devido a este problema ambiental. Dispositivos acústicos como painéis, barreiras, etc., quando de alta eficiência, geralmente, são de custosa aquisição, tornando, em muitas das vezes, inviável sua utilização, principalmente, por empresas de pequeno porte e orçamento limitado. Assim, soluções alternativas, a começar por novos materiais, que sejam menos custosos e possuam desempenho satisfatório surgem como uma ótima opção caso propostas tradicionais sejam inviabilizadas devido ao custo. Algumas fibras vegetais, na forma de painéis, possuem características acústicas satisfatórias quando utilizadas para reduzir a reverberação em determinados ambientes fechados. Dessa forma, considerando as tendências ambientais globais, o uso de fibras vegetais é uma boa oportunidade para agregar valor às referidas fibras e assim contribuir com o desenvolvimento tecnológico do país, já que estes materiais são de fácil obtenção, existem em abundância, não são tóxicos e provêm de fontes renováveis. Este trabalho apresenta a metodologia de desenvolvimento de painéis fabricados a partir de fibras vegetais (açaí, coco, sisal e dendê), assim como a metodologia utilizada para sua caracterização acústica em câmara reverberante em escala reduzida, baseando-se na norma ISO 354/1999. Os dados de coeficiente de absorção dos painéis são obtidos através de um analisador de frequências utilizando-se o Método da Interrupção do Ruído. A comparação entre os resultados obtidos para os painéis artesanais e os materiais convencionais ensaiados permite concluir que o desempenho acústico demonstrado por alguns painéis de fibras vegetais são muito satisfatórios, uma vez que seus coeficientes de absorção sonora foram compatíveis, e em alguns casos superiores, àqueles apresentados pelos materiais convencionais em determinada faixa de freqüência. Finalmente, uma comparação numérico-experimental é realizada, a fim de avaliar a influência de painéis de fibras de sisal sobre as características acústicas de uma pequena sala
  • MANOEL DO ESPIRITO SANTO DOS SANTOS MENDES
  • METODOLOGIA PARA ANÁLISE EXERGÉTICA-ECONÔMICA DE PLANTAS A VAPOR PARA GERAÇÃO DE ELETRICIDADE CONSUMINDO RESÍDUO DE BIOMASSA AMAZÔNICA.
  • Data: 28/08/2009
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  • A disponibilidade de recursos energéticos em um país impacta diretamente no seu desenvolvimento sócio-econômico. Com a elevação dos preços dos energéticos no Brasil, a eficientização do uso de energia tornar-se uma atividade estratégica para o setor industrial. Com esse intuito as avaliações energéticas empregadas nesse setor objetivam otimizar a eficiência dos seus sistemas térmicos. Essas avaliações de desempenho energético são baseadas na Primeira Lei da Termodinâmica e são capazes de identificar apenas as perdas de energia, diferente da avaliação exergética que permite qualificar essa energia perdida. Devido a essa análise de qualificação da energia ser sofisticada e demorada, tornar-se necessário desenvolver um protocolo que seja executado de forma rápida e que contemple as particularidades da Amazônia, tanto o clima quanto a sua biomassa. Para isto, este trabalho propõe e aplica uma metodologia através do emprego de análises energéticas, exergética e exergo-econômica em uma planta de potência a vapor instalada no Estado Pará e operando com ciclo Rankine. Com aplicação dessas avaliações obtêm-se as taxas de energia e de perdas de energia, as taxas de exergia, as taxas de destruição de exergia, as taxas de custo de cada produto e o custo monetário da capacidade energética produzida pela planta em R$/kWh. Com esses resultados foi possível identificar as maiores perdas energéticas da planta, quantificar o custo da destruição de exergia nos principais equipamentos e a taxa de custo dos produtos principais da planta que são energia térmica e energia elétrica. Isto permite visualizar o desempenho energético, exergético e econômico em cada equipamento da planta e indicar os processos que merecem um trabalho de desenvolvimento para melhorar a sua eficiência econômica. Além disso, o custo da capacidade energética em R$/kWh produzida pela planta a vapor foi comparado com o valor cobrado pela concessionária de energia local. Essa comparação mostrou que central geradora de energia tem um custo de energia menor do que o valor confrontado.
  • ROSANE FELICE DE OLIVEIRA
  • CONFECÇÃO DE DISCOS DE DESBASTE A PARTIR DE Al2O3 E PÓ DE VIDRO.

  • Data: 03/08/2009
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  • Este trabalho descreve o desenvolvimento de discos abrasivos e de corte confeccionados com Al2O3 e pó de vidro reciclado para aplicação em ferramenta de corte. Os discos são utilizados para micromizar termoplásticos pós-consumo rígidos e levá-los a diversos tipos de processamento, como por exemplo, a rotomoldagem. Este disco abrasivo utiliza pó de vidro como um aditivo ligante e fundente, e pó de poli(tereftalato de etileno) pós-consumo como plastificante, facilitando um melhor preenchimento do molde. As proporções de pó de vidro reciclado foram analisadas a partir de estudos anteriores com outros minerais, como o diopsídio e o feldspato, já que os estudos com o pó de vidro reciclado substituindo os minerais naturais são recentes. O desenvolvimento dos discos acontece em duas etapas. A primeira é de homogeneização dos componentes com os percentuais calculados. Posteriormente é prensado e levado a mufla até uma temperatura de 900 oC para obter a percolação da resina e a consequente degradação do poli (tereftalato de etileno), pré-sinterização e amolecimento dos silicatos . Após a obtenção destes compostos verdes acontece a segunda e última etapa, que consiste na sinterização dos corpos de prova para a diminuição da porosidade e consequente aumento da resistência mecânica, seguida de acabamento superficial e testes de corte.

  • ODILA DA SILVA PASSOS
  • AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS E ELÉTRICAS DA LIGA 6201 NÃO REFINADA, MODIFICADA COM OS TEORES DE COBRE (0,05 E 0,3)% PARA TRANSPORTE DE ENERGIA ELÉTRICA.
  • Data: 27/03/2009
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  • No presente trabalho, foram feitos experimentos com a liga de Al – 0,6%Mg - 0,8%Si não refinada, com variações no teor de cobre (0,05% e 0,3%), que objetivaram avaliar dois aspectos do comportamento da liga. O primeiro aspecto diz respeito a afinidade entre esta e o molde, no qual busca se observar o efeito das variáveis térmicas de solidificação sobre a estrutura do fundido e sua correlação com propriedades mecânicas e elétricas, o segundo aspecto está relacionado com o comportamento intrínseco da variação da composição química quando submetida a baixas velocidades e taxas de resfriamento. Para a avaliação das variáveis térmicas de solidificação (velocidades das isotermas liquidus, taxas de resfriamento) utilizouse um dispositivo de solidificação unidirecional horizontal. Os lingotes produzidos a partir da solidificação da liga passaram pelos processos mecânicos de usinagem, laminação e trefilação, examinados em diferentes posições e diâmetros, através do ensaio de tração e condutividade elétrica. Foram analisadas as fraturas em função das microcavidades e diferentes concentrações de teores de cobre constatando-se que em relação ao material deformado a frio, o LRT tem uma tendência de crescimento para a liga de maior concentração de cobre. Os valores avaliados também possibilitaram concluir que a condutividade elétrica cresce quanto maior for o diâmetro das microcavidades e menor o teor de cobre. Com o objetivo de se avaliar somente o comportamento intrínseco da variação da composição química da liga, foi utilizado um segundo dispositivo de solidificação, molde em “U”, pintado internamente com solução de caulim que atribui ao molde baixas velocidades de resfriamento. Os resultados mostram que para os dois teores de cobre há uma tendência de crescimento do LRT com o aumento da redução sofrida pelas amostras, sendo o LRT maior para a liga com maior teor de cobre. Atribuímos este comportamento ao maior teor de soluto que por sua vez apresentou melhor resposta a deformação plástica, encruando mais o material. Entretanto, a caracterização elétrica ocorre de modo inverso, a exemplo do constatado na solidificação unidirecional, onde o menor teor de cobre foi mais eficiente.
  • JESSE LUIS PADILHA
  • Determinação da Potência Mínima de Termoelétricas para a Viabilização de Projetos de Mecanismos de Desenvolvimento Limpo no Estado do Pará.

  • Data: 17/03/2009
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  • As discussões sobre mudanças climáticas tiveram início em 1988 com a criação do IPCC, e posteriormente com a Rio-92 no Brasil, onde várias nações se reuniram para tratar sobre meio ambiente. A partir daí estes problemas ganharam significativa importância. Um grande passo destas negociações foi realizado na 3ª Conferência das Partes (COP-3) em Quioto (Japão), onde foram criadas ferramentas de negociações para reduzir as emissões de CO2 ao redor do globo, dentre elas destaca-se o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo-MDL. Neste contexto, o Brasil possui uma posição privilegiada para este tipo de projeto, principalmente por ter boa parte de seu território coberto de florestas naturais, o que propicia a criação de projetos de MDL através da queima controlada de resíduos de biomassa florestal por parte das indústrias madeireiras que exploram a floresta. Este trabalho realizou uma análise de viabilidade econômica para implantação projetos de MDL em empresas madeireiras, considerado como uma nova fonte de renda para a empresa. Na realização do trabalho foi considerada a variação de potência de geração de energia e os valores praticados na comercialização dos créditos de carbono, além de analisar a viabilidade tanto de projetos que substituam , ou não, a geração a diesel. Nas análises econômicas foram utilizadas ferramentas determinísticas da engenharia econômica, tais como: VPL, TIR, Playback, análise de sensibilidade e criação de cenários. O presente trabalho apresentou diferentes valores de TIR, VPL e tempo de retorno simples e descontado para os diferentes cenários.

2008
Descrição
  • GILVANDRO DE OLIVEIRA JORGE
  • Estudo da resistência mecânica e da microestrutura em soldas de alumínio depositadas pelo processo MIG com arames ER4043 e ER1100.
  • Data: 16/12/2008
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  • Este trabalho foi idealizado a partir da identificação de uma oportunidade de melhoria em uma atividade de recuperação na fabrica Albras Alumínio Brasileiro S.A, em que se executava soldagem do alumínio, com metal de adição ER 1100, no processo MIG no modo convencional. A proposta de melhoria da atividade foi aplicar o processo MIG com pulsação de corrente utilizando o arame ER 4043, objetivando maior resistência mecânica da junta soldada. Desta forma, o estudo foi realizado através de analises metalúrgica das soldas, por meios de ensaios metalograficos, para identificação dos defeitos de soldagem e caracterização de microestruturas. E para a avaliação da resistência mecânica da junta soldada, foram realizados ensaios de tração e microdureza. Os resultados obtidos indicaram que a utilização do arame ER 4043 na soldagem com pulsação de corrente propiciou os melhores resultados para as características metalúrgicas do metal depositado, com menos quantidade de defeitos, estrutura cristalina mais refinada e maior diluição, conseqüentemente obteve-se maior resistência mecânica comparado aos resultados obtidos na soldagem no modo convencional e pulsado com a utilização do arame ER 1100.
  • MARCELO GONCALVES MARTINS
  • Determinação do Calor Específico de Ligas AlCu Produzidas em um Dispositivo de Solidificação Unidirecional Vertical Ascendente.
  • Data: 24/11/2008
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  • O conhecimento das propriedades termofísicas é de fundamental importância para o estudo de ligas metálicas obtidas por solidificação,uma vez que esta se relaciona de forma direta com o coeficiente de transferência de calor na interface metal/molde. Assim, o Grupo de Pesquisa em Metalurgia e de Meio Ambiente – GAPEMM da Universidade Federal do Pará desenvolve uma linha de pesquisa que propõe um conjunto de técnicas e procedimentos que visa determiná-las. Por outro lado, sabe-se que existe uma correlação significativa entre processo, estrutura e propriedades de um material obtido por solidificação, visto que a distribuição de soluto em uma liga metálica ocorre de maneira não uniforme. A maneira como ocorre solidificação e a quantificação das variáveis envolvidas no processo têm influência fundamental nas propriedades do material. O presente trabalho utilizou ligas Al-Cu (Al-2%Cu, Al-5%Cu e Al-8%Cu) obtidas por solidificação unidirecional vertical ascendente, realizado através de um dispositivo projetado, construído e aferido pelo GAPEMM. Através destas, pretende-se fazer um estudo do calor específico à medida que a frente de solidificação se afasta da chapa molde bem como com o aumento do teor de soluto. Para isso, foi utilizada uma técnica conhecida na literatura como Lei de esfriamento de Newton, a qual possibilita através das curvas de temperatura x tempo determinar as temperaturas necessárias para o cálculo do calor específico.
  • WALTER DOS SANTOS SOUSA
  • ANÁLISE NUMÉRICO-EXPERIMENTAL DE ESPAÇADORES-AMORTECEDORES QUÁDRUPLOS DE LINHAS DE TRANSMISSÃO.
  • Orientador : NEWTON SURE SOEIRO
  • Data: 30/10/2008
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  • Geralmente, as falhas em linhas de transmissão estão relacionadas ao carregamento excessivo dos componentes gerados pela ação do vento e/ou por problemas de natureza elétrica. Um desses acessórios de linha é o espaçador-amortecedor que tem com função espaçar os subcondutores a uma distância padronizada e atenuar o efeito vibratório oriundo das rajadas de vento. Considera-se que a linha de transmissão é montada de maneira que problemas elétricos não estejam presentes e a única inserção de carga sobre os espaçadores é devida a vibrações eólicas, que possuem frequência de excitação em torno de 3 a 120 Hz e velocidade em torno de 1 a 7 m/s, com amplitudes de no máximo uma vez o diâmetro do condutor. Procura-se, primeiramente, realizar uma caracterização do material dos espaçadores, de tal forma que sejam observados principalmente seus limites de resistência, sua composição química e a sua macroestrutura. A excitação provocada pelo vento pode excitar os modos dos espaçadores compreendidos dentro da faixa especificada, por isso é importante a obtenção dos parâmetros modais dessa estrutura. As amplitudes de vibração nas ressonâncias são controladas pelo amortecimento do sistema, que neste caso é proporcionado por amortecedores viscoelásticos, cujas características dinâmicas são determinadas por ensaios. Por conseguinte, uma estimativa do carregamento de vento sobre o espaçador é realizada, sendo que se utilizam modelos de elementos finitos para a análise das tensões geradas devido a esta solicitação. Para a constatação da eficiência deste acessório, principalmente no que tange aos constituintes viscoelásticos, realiza-se um teste de transmissibilidade, considerando a faixa de frequência especificada para vibração eólica. Em posse de todos os resultados, pode-se chegar a conclusões que apontam para a possibilidade. de falha desse dispositivo em serviço, sendo que são apresentadas algumas sugestões de alterações que possam vir a otimizar o seu comportamento. Nas análises são utilizados dois espaçadores de marcas distintas comumente utilizadas nas linhas de transmissão da ELETRONORTE.
  • GISELLE BARATA COSTA
  • VARIÁVEIS TÉRMICAS DE SOLIDIFICAÇÃO, ESPAÇAMENTOS DENDRÍTICOS SECUNDÁRIOS E RESISTÊNCIA À CORROSÃO DE LIGAS HIPOEUTÉTICAS AL-NI.
  • Data: 14/08/2008
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  • No presente trabalho, é realizada uma seqüência de experimentos com ligas hipoeutéticas Al-Ni para analisar a solidificação unidirecional vertical ascendente em condições transitórias de fluxo de calor. Abordagens experimentais são desenvolvidas para a determinação quantitativa de variáveis térmicas de solidificação, tais como: tempos locais de solidificação; velocidades de deslocamento das isotermas liquidus; taxas de resfriamento à frente da isoterma liquidus e gradientes térmicos à frente da interface sólido / líquido. O trabalho analisa também a dependência dos espaçamentos dendríticos secundários em relação às variáveis térmicas de solidificação e ao teor de soluto das ligas, além de relacionar estes parâmetros com a resistência à corrosão destas ligas. Esses parâmetros dendríticos experimentais, referentes à solidificação das ligas Al - 1, 1,4 e 1,8 % Ni, não puderam ser comparados com os principais modelos teóricos de crescimento dendrítico da literatura, pois, para as ligas em estudo há uma escassez de propriedades termofísicas, impossibilitando assim esta comparação. O comportamento corrosivo é analisado pela técnica de polarização potenciodinâmica e técnica de polarização potenciodinâmica cíclica conduzidas em solução de 3,5% NaCl em temperatura ambiente, estruturas dendríticas mais grosseiras tendem a aumentar as taxas de corrosão das ligas hipoeutéticas do sistema Al-Ni. Os resultados experimentais obtidos através de ensaios de corrosão são correlacionados com a microestrutura dendrítica. Dessa forma, são determinadas tendências experimentais de crescimento dendrítico e resistência à corrosão para a solidificação unidirecional vertical ascendente.
  • ALVARO HENRIQUES DE OLIVEIRA FILHO
  • Análise computacional dos campus de velocidade e temperatura do ambiente interno da usina termelétrica Santana-Amapá.
  • Orientador : SAID MOUNSIF
  • Data: 07/08/2008
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  • A simulação numérica do escoamento de ar em ambientes internos é na atualidade o método mais apropriado para análise de conforto térmico em ambientes internos. O escoamento de ar nesses ambientes configura-se como um escoamento complexo, pois, em regra geral, é uma combinação de escoamentos cisalhantes livres (jatos) e cisalhantes de parede, além disso, esses escoamentos são governados por forças de inércia e forças de empuxo, caracterizando-o como de convecção mista. A combinação desses mecanismos cria um escoamento com características complexas, como zonas de recirculação, vórtices, descolamento e recolamento de camada-limite dentre outras. Portanto, a precisão da solução estará diretamente ligada, principalmente, na habilidade do modelo de turbulência adotado de reproduzir as características turbulentas do escoamento de ar e da transferência térmica. O objetivo principal do presente trabalho foi a simulação computacional do ambiente térmico interno do galpão que abriga os geradores e motores Wärtzilä da Usina Termelétrica Santana no estado do Amapá. A formulação matemática baseada na solução das equações gerais de conservação inclui uma análise dos principais modelos de turbulência aplicados ao escoamento de ar em ambientes internos, assim como os processos de transferência de calor associados. Na modelagem numérica o método de volumes finitos é usado na discretização das equações de conservação, através do código comercial Fluent-Airpak, que foi usado nas simulações computacionais para a análise dos campos de velocidade e temperatura do ar. A utilização correta do programa computacional foi testada e validada para o problema através da simulação precisa de casos retirados da literatura. Os resultados numéricos foram comparados a dados obtidos de medições experimentais realizados no galpão e apresentou boa concordância, considerando a complexidade do problema simulado, o objetivo da simulação em face da diminuição da temperatura no interior do galpão e, também, em função das limitações encontradas quando da tomada das medições experimentais. Além disso, foram feitas simulações de estratégias de melhoria do ambiente térmico da Usina, baseadas na realidade levantada e nos resultados da simulação numérica. Finalmente, foram realizadas simulações do protótipo de solução proposto para a diminuição da temperatura interna do galpão o que possibilitará um aumento, na faixa de 20 a 30%, do tempo de permanência no interior do galpão.
2007
Descrição
  • FABIO VINICIUS VIEIRA BEZERRA
  • Implantação de CGH’s na Amazônia - uma visão global com ênfase nos aspectos hidrológicos, tecnológicos, ambientais e financeiros.

  • Data: 06/12/2007
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  • Um problema de grande relevância social na Amazônia é o fato das pequenas comunidades isoladas não serem contempladas pelos benefícios dos grandes empreendimentos hidrelétricos instalados na região. Uma solução alternativa a para este problema, é o aproveitamento da grande malha de pequenos rios e igarapés da região a partir da implantação de Centrais Geradoras Hidrelétricas – CGH’s (antigas mini e microcentrais).. Dentro deste contexto, o presente trabalho analisa e discute certos aspectos gerais inerentes à implantação das CGH’s, e principalmente, trazendo-os à realidade das pequenas bacias Amazônicas. Os aspectos a serem abordados neste trabalho dizem respeito às avaliações preliminares de terreno, aspectos hidrológicos, tecnológicos, ambientais e financeiros. Os aspectos são analisados de forma global para implantação de CGH’s e suas etapas, também analisados e aplicados a um estudo de caso – implantação da CGH irmã Dorothy na pequena bacia hidrográfica do Igarapé são João em Anapú-pa, onde foi possível a utilização de metodologia existente para um estudo aprimorado de implantação de CGH’s na Amazônia. No âmbito hidrológico, utilizou-se um modelo chuva-vazão desenvolvido por Blanco 2005 e aplicou a pequenas bacias da Amazônia que não possuem registros de vazão. Nos aspectos tecnológicos utilizou ferramentas computacionais para predição de desempenho de turbinas axiais de baixa queda adaptas ao relevo da região, e simulados para a turbina axial a ser implantada na CGH irmã Dorothy. No contexto ambiental atualmente há forte cobrança pelas autoridades competentes locais para realização do estudo ambiental inerente ao aproveitamento, e se tratando da região Amazônica, ambientalmente muita agredida pela ação do homem, os estudos devem ser bem definidos, apontando os possíveis impactos que podem ser causados pela CGH, descritos no RAS (Relatório Ambiental Simplificado) anexo deste trabalho. Desta forma foi desenvolvido um método para cálculo e simulação da área inundada para implantação de CGH’s na Amazônia, aplicado à CGH irmã Dorothy. No âmbito financeiro, são raras as informações referentes aos custos de implantação de CGH’s na Amazônia. Assim, foram levantados os custos referentes à implantação da CGH irmã Dorothy e comparados a custos de CGH’s e de geradores a diesel disponíveis na literatura.

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