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Dissertações |
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LUAN CARVALHO SANTANA DE OLIVEIRA
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OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE UM COMPÓSITO DE MATRIZ DE RESINA POLIESTER E RESÍDUOS DE MADEIRA EM MARCENARIAS
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Orientador : LUIZ GUILHERME MEIRA DE SOUZA
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MEMBROS DA BANCA :
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LUIZ GUILHERME MEIRA DE SOUZA
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MARIA KALIONARA DE FREITAS MOTA
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NATANAEYFLE RANDEMBERG GOMES DOS SANTOS
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Data: 20/01/2017
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A utilização de resíduos industriais está em evidência na atualidade, principalmente em função da questão ambiental. Nos últimos anos inúmeros compósitos foram obtidos e estudados, com a utilização de resíduos e fibras vegetais, desmistificando o conceito de que um material só pode ser chamado de compósito se a carga for de reforço. Obteve e estudou-se um compósito de matriz de resina poliéster (ortoftálica e tereftálica) e carga de enchimento de raspa de madeira produzida em marcenarias. Foram estudados os processos de obtenção dos compósitos e a caracterização de propriedades mecânicas, térmicas e físicas nas amostras dos compósitos com fração mássica de 10, 20 e 30%, para três diferentes granulometrias, totalizando seis formulações para porcentagens. Porém, foi escolhida a formulação com 20%, pois com essa porcentagem já tinha atingido a saturação da mistura. Os ensaios realizados foram de tração, flexão, térmico, absorção de água, densidade, biodegradação, degradação ambiental e MEV. Os compósitos obtidos, em todas as formulações estudadas, apresentaram resistência mecânica inferior a da matriz, porém não inviabilizou sua utilização para aplicações onde não são requeridos significativos esforços. Em termos de resistência térmica o compósito proposto foi competitivo com a resina matriz, tendo comportamento um pouco inferior. Como esperado os compósitos apresentaram maiores índices de absorção de água quando comparados às matrizes poliméricas. A densidade aparente dos compósitos não apresentou variação significativa em relação às matrizes utilizadas. Demonstrou-se, portanto, que os resíduos agregados à resina têm a função de carga de enchimento. O compósito foi utilizado para a fabricação de tampos de bancos, demonstrando-se sua viabilidade de aplicação na fabricação de estruturas apara baixas solicitações mecânicas.
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RAMON RUDÁ BRITO MEDEIROS
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ESTUDO DE DESEMPENHO DE UM SISTEMA HÍBRIDO FOTOVOLTAICO/TÉRMICO
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Orientador : FRANCISCO DE ASSIS OLIVEIRA FONTES
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MEMBROS DA BANCA :
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FRANCISCO DE ASSIS OLIVEIRA FONTES
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CLEITON RUBENS FORMIGA BARBOSA
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LUCIO ANGELO DE OLIVEIRA FONTES
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FILIPE DE OLIVEIRA QUINTAES
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Data: 25/01/2017
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O presente trabalho apresenta um estudo comparativo do desempenho de um sistema fotovoltaico (sistema PV) e um sistema hibrido fotovoltaico/térmico (sistema PVT). O modulo fotovoltaico (PV) utilizado foi o MSX 77 da marca SOLAREX, composto por células solares policristalinas, cuja potência de pico é de 77 Watts. O sistema PVT analisado foi do tipo PVT-líquido, composto pelo modulo PV MSX77 e um coletor solar plano do tipo placa fabricado em acrílico, a alimentação de água do coletor foi do tipo forçada por gravidade e com sistema aberto. Foi analisada a potência elétrica e térmica, a eficiência e a energia produzida pelos sistemas, correlacionando à influência da temperatura do modulo PV e a eficiência elétrica dos sistemas. Para determinar as curvas características do modulo PV e por consequência a potência elétrica máxima gerada, foi desenvolvido um banco de carga formado por resistores de potência. A potência térmica foi quantificada aferindo a vazão da água que alimentava o coletor e a diferença de temperatura da água de entrada e saída. Com as potências e a radiação incidente sobre os sistemas, foram determinadas as eficiências. A máxima eficiência elétrica informada pelo fabricante do modulo PV é de 10,8%, contudo, em condições reais de operação, a máxima eficiência do modulo PV foi de 9,8%. No sistema PVT, o modulo PV apresentou uma eficiência máxima de aproximadamente 7,5 % no ponto de máxima potência gerada. A eficiência média do sistema térmico foi na ordem de 43 %. O sistema PVT proporcionou a redução da temperatura do modulo PV, aumentando a eficiência de geração elétrica, proporcionando um aumento na ordem dos 5,7% na energia elétrica média diária. O sistema PTV além de proporcionar um aumento de energia elétrica, ainda fornece energia térmica com uma eficiência superior à elétrica. A água aquecida pode ser utilizada para alimentar sistemas de aquecimento de água para banho, contribuindo para redução do consumo de energia elétrica de uma residência.
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CLARA CAROLINE DE ARAÚJO AZEVEDO
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ESTUDO DE COMPÓSITO À BASE DE GESSO E VERMICULITA PARA ISOLAÇÃO TÉRMICA
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Orientador : GEORGE SANTOS MARINHO
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MEMBROS DA BANCA :
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ALDOMAR PEDRINI
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GEORGE SANTOS MARINHO
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ROBERTO SILVA DE SOUZA
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Data: 08/02/2017
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Foi desenvolvido um compósito a base de gesso e vermiculita destinado ao uso como material de isolação térmica em elementos construtivos. Na composição da mistura, considerou-se a adição de vermiculita em substituição ao gesso nas seguintes proporções: 0 % (“padrão”), 5 %, 10 %, 15 % e 20 %. Duas razões de água / gesso (A/G) foram consideradas na produção das misturas: 0,45 e 0,8. Foram fabricados corpos de prova cilíndricos para determinação das propriedades térmicas das misturas. As propriedades térmicas foram determinadas por meio do medidor KD – 2 Pro, fabricado pela empresa Decagon Devices Inc. Foram medidos os seguintes parâmetros: condutividade, resistividade, difusividade e capacidade calorífica volumétrica. Para estudo do desempenho térmico, foram produzidos corpos de prova com formato de placa plana. Cada placa foi fixada na parte superior de uma câmara de testes termicamente isolada. Termopares foram instalados nas faces das placas, no interior e na base da câmara. Em seguida, foram conectados a um sistema de aquisição de dados ligado a um computador. As câmaras, com cada composição de mistura, foram montadas sob uma fonte de radiação térmica artificial situada no interior de uma sala climatizada. A partir dos resultados dos ensaios, foram construídos gráficos para comparação dos parâmetros térmicos e de desempenho térmico de cada composição. Com base nos resultados dos ensaios, determinou-se que, em relação ao gesso comum, o compósito desenvolvido apresentou: menor massa específica, redução da condutividade térmica e aumento da resistividade térmica em função do aumento do teor de vermiculita adicionado à mistura e maior capacidade de isolação térmica. A combinação dessas características tornam o compósito desenvolvido passível de uso como material para produção de elementos construtivos que proporcionem redução da carga térmica no interior das edificações devido à radiação solar incidentes nos fechamentos opacos e, consequentemente, melhor conservação de energia.
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WELBER VASCONCELOS LEADEBAL JÚNIOR
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ESTUDO DA USINABILIDADE DO AÇO ABNT D6 TEMPERADO E REVENIDO NO TORNEAMENTO ASSISTIDO POR NITROGÊNIO LÍQUIDO
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Orientador : ANDERSON CLAYTON ALVES DE MELO
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MEMBROS DA BANCA :
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ADILSON JOSÉ DE OLIVEIRA
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ANDERSON CLAYTON ALVES DE MELO
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RAMSÉS OTTO CUNHA LIMA
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WISLEY FALCO SALES
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Data: 24/02/2017
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A crescente demanda industrial por maior produção de peças de aço endurecido vem intensificando, na usinagem, a busca por novas soluções que proporcionem um menor desgaste sofrido pela ferramenta de corte e que utilize técnicas sustentáveis. Além disso, o desempenho em trabalho de um componente usinado é fortemente influenciado pela qualidade e confiabilidade das superfícies produzidas. Assim, o desenvolvimento de novos métodos que visam aprimorar, durante o processo, as características da integridade superficial das peças usinadas é uma das áreas emergentes na fabricação. Desta forma, este trabalho tem como objetivo investigar a usinabilidade do aço ABNT D6, no estado temperado e revenido, utilizando refrigeração criogênica. Para tanto, foram realizados testes de usinagem a seco e com aplicação de nitrogênio líquido, utilizando ferramentas de PCBN, com parâmetros de corte constantes, para comparação de espessura de camada branca, tensão residual, microdureza, rugosidade superficial, desgaste das ferramentas e análise morfológica dos cavacos entre as condições. Assim, as ferramentas, os cavacos gerados e amostras da peça usinada foram analisados através de microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva (camada branca, rugosidade superficial e desgaste da ferramenta), microscopia óptica (desgaste da ferramenta e análise dos cavacos), difração de raios-x (tensão residual), microdureza Vickers e ensaios em rugosímetro. Os resultados preliminares mostraram que o uso da refrigeração criogênica reduziu consideravelmente a rugosidade da peça, sendo possível produzir um acabamento classificado numa classe de rugosidade superior (N4) ao que normalmente é obtido no torneamento duro a seco (N5, N6 ou N7). A partir dos testes de usinagem iniciais, percebe-se uma pequena diminuição no desgaste das ferramentas com refrigeração criogênica e a análise dos cavacos mostrou um maior controle dos cavacos para as condições com aplicação de nitrogênio líquido na superfície de saída.
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ALEXANDRE EVERTON FREIRE DE ARAÚJO
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FABRICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE UM COMPÓSITO POLIMÉRICO A BASE DE ENDOCARPO DO COCO SECO COMO CARGA E POLIAMIDA 6 COMO MATRIZ
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Orientador : LUIZ CLAUDIO FERREIRA DA SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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DORGIVAL ALBERTINO DA SILVA JÚNIOR
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JOSE UBIRAGI DE LIMA MENDES
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LUIZ CLAUDIO FERREIRA DA SILVA
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RAIMUNDO CARLOS SILVERIO FREIRE JUNIOR
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Data: 02/03/2017
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Com a constante preocupação com o meio ambiente e o desenvolvimento de novos materiais, os materiais compósitos poliméricos reforçados com fibras naturais estão cada vez mais em evidência. Nesse sentido, essa dissertação visa a fabricação e caracterização de um compósito polimérico com o endocarpo do coco seco (Cocos Nucífera Linn) particulado, na faixa granulométrica de 0,212 a 0,5 mm, como carga, e uma resina polimérica, do tipo poliamida 6, como matriz. Para a fabricação do compósito, secou-se os materiais em estufa de ar circulante à 60 ºC e em estufa à vácuo à 80 ºC. Posteriormente utilizou-se a técnica de extrusão em uma extrusora dupla-rosca co-rotacional e, na sequência, o processo de injeção com temperatura de injeção a 230 ºC, temperatura acima da temperatura de transição vítrea do resíduo lignocelulósico, com o intuito de que a resina natural, a lignina, possa auxiliar na adesão do particulado à matriz, reduzindo os problemas de interface. Para a caracterização do material compósito (10 wt.% e 20 wt.%), realizou-se ensaios de tração e flexão, e uma microscopia eletrônica de varredura para a análise da fratura. A partir da análise dos resultados, observou-se uma redução na resistência a tração dos compósitos quando comparado com a poliamida 6 pura, porém, houve um aumento na resistência a flexão e no módulo de elasticidade. Na análise da fratura através do MEV, observou-se uma maior presença de vazios na amostra de 10 wt.%, quando comparada a amostra de 20 wt.%.
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ARTHUR KLEYTON AZEVEDO DE ARAÚJO
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MODELAGEM TRANSIENTE DO ARMAZENAMENTO TÉRMICO EM SISTEMAS CSP
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Orientador : JOÃO CARLOS ARANTES COSTA JÚNIOR
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MEMBROS DA BANCA :
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JOÃO CARLOS ARANTES COSTA JÚNIOR
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GABRIEL IVAN MEDINA TAPIA
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KLEIBER LIMA DE BESSA
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JÚLIO CÉSAR PASSOS
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Data: 13/03/2017
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Dentre as energias renováveis, a energia solar concentrada tem como diferencial a capacidade de armazenar energia na forma térmica, sendo esta mais barata e com densidade energética superior às baterias de sistemas fotovoltaicos. Esta tecnologia permite que as plantas termossolares despachem energia mesmo quando as condições climáticas são desfavoráveis, como em períodos de nebulosidade e após o entardecer. Este trabalho busca, de forma geral, atestar o potencial solar da região Nordeste através de um estudo transiente das perdas de calor de um sistema de armazenamento térmico por calor sensível de dois tanques ativo-direto ou indireto em relação as variáveis ambientais como irradiação solar, temperatura ambiente e velocidade do vento. Além disso, o trabalho também se propõe a verificar a sensibilidade do sistema ao seu nível de carregamento e temperaturas de operação. O potencial solar da região Nordeste foi comparado aos principais produtores mundiais de energia heliotérmica. Os principais sistemas e armazenamento de energia térmica em operação nas plantas de energia solar concentrada foram identificados, além dos materiais de armazenamento e de isolamento dos tanques. A análise transiente foi realizada resolvendo os termos difusivos das equações diferenciais resultantes do balanço energético e das trocas de calor utilizando o MDF na formulação implícita para discretização do sistema e o método TDMA para solução das equações. O estudo de sensibilidade do sistema as condições climáticas foi conduzido para duas regiões com características distintas, Sul e Nordeste. Dados experimentais do sistema de armazenamento térmico da planta termossolar Solar Two foram utilizados para validação do modelo proposto por este trabalho. As taxas de calor perdido para validação do modelo apresentaram valores de 97,36 kW para o tanque quente totalmente carregado e 46,12 kW para o tanque frio totalmente carregado, esses valores apresentaram diferenças de 4,55% e 4,82%, respectivamente. As perdas de calor do tanque quente foram superiores para a região Sul, entretanto a diferença da eficiência de armazenamento entre as regiões foi inferior a 1,0%. As perdas de calor se mostraram relativamente sensíveis ao nível de carregamento do tanque, tendo uma diferença de 37,35% entre o tanque carregado e descarregado. As temperaturas de operação também se mostraram bastante influentes na eficiência do armazenamento térmico, sendo de 10,78% para o tanque a 300 °C e 89,42% para o tanque a 600 °C. O modelo desenvolvido para este trabalho apresentou resultados condizentes com medições experimentais e com o fenômeno físico do armazenamento. Por fim, o tanque se mostrou pouco sensível as mudanças das condições climáticas, entretanto demostrou real sensibilidade ao nível de carregamento e temperatura de operação. As perdas de calor de um sistema de armazenamento térmico é função de diversas variáveis e compreender a influência de cada parâmetro no sistema é primordial para o avanço da tecnologia.
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FELIPE MAGNO BARROS DE OLIVEIRA
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DESENVOLVIMENTO DE SISTEMA INTERATIVO PARA PROJETOS DE AMBIENTAÇÃO BASEADOS NAS TECNOLOGIAS BIM E REALIDADE VIRTUAL
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Orientador : CARLOS MAGNO DE LIMA
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MEMBROS DA BANCA :
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ANGELO RONCALLI OLIVEIRA GUERRA
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CARLOS MAGNO DE LIMA
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KOJE DANIEL VASCONCELOS MISHINA
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Data: 17/03/2017
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A tecnologia BIM ( Building Information Modeling ) vem sendo utilizada com sucesso em ambientes colaborativos, onde arquitetos, engenheiros e outros colaboradores associam os modelos tridimensionais a um conjunto de informações que permeiam todo o ciclo de vida dos projetos. Os modelos criados pelos softwares BIM ( i.e Revit, SketchUP, outros.) incluem uma vasta quantidade de informações que compõem um formidável cenário para aplicações de Realidade Virtual. A Tecnologia de Realidade Virtual é uma técnica avançada de interface, onde o usuário pode realizar imersão, navegação e interação em um ambiente sintético tridimensional gerado por computador, utilizando canais multisensoriais. Tendo como base este conceito, vemos que um esforço muito grande teria que ser feito para implementarmos uma plataforma de suporte aos Ambientes Virtuais a partir da base de dados de referencia BIM. Recentemente os softwares de desenvolvimento de games tem se tornado plataformas acessíveis, trazendo consigo API´s que incluem várias funcionalidades, interações entre objetos, sistema de simulação física, iluminação, renderização, efeitos sonoros, assim como drivers de interface entre diversos tipos de hardware interativos, permitindo a exploração dos canais multissensoriais. Este projeto tem como objetivo implementar uma plataforma para projetos de ambientação com interatividade, imersão em Realidade Virtual e comunicação com tecnologias BIM.
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GUILHERME KEITI AOYAMA
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SIMULAÇÃO NUMÉRICA DO ESCOAMENTO TURBULENTO EM CANAL COMPOSTO
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Orientador : SANDI ITAMAR SCHAFER DE SOUZA
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MEMBROS DA BANCA :
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FABIO DALMAZZO SANCHES
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JHON NERO VAZ GOULART
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KLEIBER LIMA DE BESSA
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SANDI ITAMAR SCHAFER DE SOUZA
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Data: 27/03/2017
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Canais compostos são caracterizados por possuírem canais principais, regiões mais largas onde o fluido escoa axialmente com maior facilidade, e canais secundários (fendas) que são regiões mais estreita onde o fluido é desacelerado devido aos maiores efeitos viscosos. Os canais compostos podem possuir diversos formatos e estão presentes em diversos ramos da engenharia, como em dispositivos eletrônicos, canais hidráulicos, trocadores de calor e interiores de reatores nucleares, sendo que nestes dois últimos há a necessidade de maximizar os processos de transferência de calor. Para determinar os coeficientes de atrito e transferência de calor nestes equipamentos é necessário entender o comportamento dos escoamentos turbulentos em canais compostos, porém isto continua sendo um desafio para a engenharia. Estes canais apresentam, além do fluxo axial paralelo ao canal, flutuações na velocidade transversal, chamadas de pulsações do escoamento, responsáveis pelo aparecimento de estruturas de grande escala denominadas de estruturas coerentes. Assim, neste trabalho buscou-se comparar os efeitos no aparecimento dessas estruturas e as suas consequências para o escoamento, tanto na parte dinâmica como na térmica. Para isto foi utilizado uma geometria empregada em trabalhos experimentais, que é composta por um canal retangular com um tubo interno de diâmetro D, onde o fluido escoa axialmente na parte externa do tubo. No total foram analisados cinco casos, modificando apenas a distância entre o tubo interno e a parede inferior do canal (espaçamento da fenda). Para examinar as características do escoamento turbulento no interior deste canal, empregou-se o pacote ANSYS CFX 13 com o modelo de turbulência SAS-SST. Os resultados mostraram que o espaçamento da fenda tem uma grande influência sobre o escoamento. Existe um limite máximo do tamanho da fenda para que as estruturas coerentes apareçam no canal composto, que modificam os campos de velocidade e de temperatura ao longo do canal. Desta forma, as estruturas acabam desempenhando um papel importante no processo de transferência de calor, já que elevam os Números de Nusselt locais, porém elas também aumentam o fator de atrito na região. O fator que mais interfere nos valores dos coeficientes de transferência de calor convectivo é o espaçamento da fenda, já que em grandes espaçamentos ocorrem altas velocidades axiais em torno de toda a superfície do tubo interno, elevando os valores desses coeficientes, porém os coeficientes de atrito presente nestes canais também foram maiores. O Critério de Avaliação de Desempenho foi utilizado para avaliar os canais em estudo comparando o processo de transferência de calor e o coeficiente de atrito. Apesar dos canais compostos com grande espaçamento da fenda terem obtido os mais altos valores de atrito, estes canais também obtiveram os maiores valores do neste critério, justificando seu uso devido aos elevados Números de Nusselt médios.
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FILIPI MARQUES DE SOUZA
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ESTUDO DA DESCONTINUIDADE GEOMÉTRICA EM UMA LÂMINA DE TECIDO HÍBRIDO BIDIRECIONAL VIDRO/CARBONO
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Orientador : RAIMUNDO CARLOS SILVERIO FREIRE JUNIOR
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MEMBROS DA BANCA :
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AVELINO MANUEL DA SILVA DIAS
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JOÃO CARLOS ARANTES COSTA JÚNIOR
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RAIMUNDO CARLOS SILVERIO FREIRE JUNIOR
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WANDERLEY FERREIRA DE AMORIM JÚNIOR
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Data: 30/03/2017
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Os crescentes desenvolvimentos tecnológicos e econômicos convergem para a necessidade de criação de materiais cada vez mais eficientes, os quais buscam unir alto desempenho e baixo custo. Os compósitos surgem como solução para substituição de materiais convencionais, por serem desenvolvidos para aplicações especificas, podendo apresentar características desejadas. Os tecidos híbridos aplicados em compósitos fibrosos, se projetados adequadamente, possibilitam uma melhoria ainda maior no rendimento, já que, diferentemente dos tecidos convencionais, os tecidos híbridos combinam fibras diferentes com alinhamento dependente do tipo de solicitação de carga, podendo obter um material mais eficiente. Neste trabalho, foram realizadas análises com o intuito de estudar o comportamento de uma lâmina de compósito reforçado por tecido híbrido bidirecional vidro/carbono em presença de descontinuidades geométricas. Para a realização desse estudo o compósito foi fabricado a partir do processo de moldagem manual (hand-lay up). A partir dos ensaios realizados, de acordo com as normas da ASTM, obtiveram-se as características e propriedades do material (Percentual mássico e volumétrico de fibras, gráficos de tensão x deformação, resistência última e módulo de elasticidade). Foram analisadas configurações com as fibras alinhadas nas direções principais (0° e 90°) e em ângulo (30°, 45° e 60°). A lâmina obteve um percentual mássico total de fibras de 40,6%, sendo 20,3% de fibra de vidro e 20,3% de fibra de carbono. Já para o percentual volumétrico obtiveram-se os seguintes resultados: 22,7% de fibra de vidro e 31,0% de fibra de carbono. A partir dos resultados obtidos nos ensaios de tração pôde-se observar que os materiais com fibras em ângulo apresentam resistência inferior aos com alinhamento na direção principal e ao mesmo tempo apresentaram maiores alongamentos. A resistência residual apresentou resultados semelhantes tendo valores em torno de 0,777, exceto para o material com angulação de 60°, o qual apresentou um valor de 0,676. Diante dos resultados encontrados, torna-se evidente que a descontinuidade geométrica é um fator relevante na resistência deste compósito e deve ser considerada.
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LARISSA CAROLINE FERNANDES COSTA
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OBTENÇÃO E ESTUDO DE UM COMPÓSITO DE MATRIZ DE POLIÉSTER E CARGA DE RESÍDUOS DE MÁRMORE
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Orientador : LUIZ GUILHERME MEIRA DE SOUZA
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MEMBROS DA BANCA :
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LUIZ GUILHERME MEIRA DE SOUZA
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MARCOS SILVA DE AQUINO
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NATANAEYFLE RANDEMBERG GOMES DOS SANTOS
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Data: 07/04/2017
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Apresenta-se um compósito formado por resina poliéster e carga de resíduos de mármore produzidos pelo corte de pedras ornamentais. A lama produzida foi processada para a obtenção de pós. Várias formulações do compósito foram testadas, variando-se o percentual de carga em relação às reninas de poliéster, cristal ou escura. Todas as formulações escolhidas, 50 RPM, 100 RPM, 150 RPM, 200 RPM e 250 RPM apresentaram viabilidade de processamento e obtenção do compósito. O pó de mármore e os compósitos produzidos foram caracterizados para a determinação de propriedades físicas, mecânicas e térmicas. Os resultados da caracterização das formulações do compósito mostraram que o pó de mármore esteve presente no compósito como carga de enchimento. A propriedade em que o compósito apresentou melhor resultado que a resina matriz foi à resistência ao impacto. Analisando-se a processabilidade todas as formulações do compósito apresentaram-se viáveis, para as duas resinas estudadas. O compósito demonstrou-se viável para a fabricação de mesas, cadeiras, pranchas, obras de arte, peças para banheiros, divisórias para ambientes, estruturas que não requerem resistência a grandes esforços. A maior qualidade do compósito estudado é a diminuição da quantidade de resina a ser utilizada, uma vez que a carga de pó de resíduo pode alcançar 250% em relação á matriz, diminuindo-se o custo do material obtido para a fabricação de estruturas diversas. A maior deficiência do compósito correspondeu ao peso, porém muito inferior aos do mármore e granito, que podem ser substituídos pelas pedras artificiais fabricadas a partir do compósito estudado.
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FÁBIO CÉSAR MIRANDA DE OLIVEIRA
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ANÁLISE ESTOCÁSTICA DO MATERIAL PARTICULADO EMITIDO POR MOTOR DIESEL
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Orientador : JOAO TELESFORO NOBREGA DE MEDEIROS
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MEMBROS DA BANCA :
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EFRAIN PANTALEON MATAMOROS
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JOAO TELESFORO NOBREGA DE MEDEIROS
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JULIANA RICARDO DE SOUZA
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LUCIANO RODRIGUES DA SILVA
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Data: 10/07/2017
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Materiais particulados inferiores a 10 e 2,5 µm, PM10 e PM2,5, respectivamente; emitidos por motores diesel se inalados por seres humanos podem causar disfunções endoteliais, inflamações e estresse oxidativo. Uma parcela do PM é composta por debris provenientes do desgaste do motor, portanto características tribológicas da origem e do comportamento do PM são de fundamental importância na prevenção e controle dos problemas associados. Esse trabalho investigou os mecanismos de desgaste e o PM emitido por dois motores do ciclo diesel: o primeiro utilizando B6 e o segundo B6 microemulsionado com tensoativo e água. Utilizou-se uma bancada dinamométrica acoplada a um motor e o PM foi coletado utilizando um novo dispositivo desenvolvido pelo Grupo de Estudos de Tribologia para captura de partículas. As coletas foram feitas a cada 20 horas dentro de um total de 140 horas, não contínuas, de funcionamento para cada combustível. Posteriormente, realizou-se a análise dos debris através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microanálise química por espectroscopia por energia dispersiva de raio-x (EDS), os principais mecanismos de desgaste identificados foram fadiga, tribo-corrosão, dano por altas temperaturas e delaminação; a transição entre os mecanismos foi modelada segundo uma cadeia de Markov. A cadeia mostrou que as probabilidades de transição entre os mecanismos de desgaste possuem uma distribuição de equilíbrio para longos períodos e que o dano por fadiga possui o dobro da probabilidade de ocorrência que os demais. A distribuição de equilíbrio é atingida após 300 horas de funcionamento.
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ALESSANDRA LUZIRENE COSTA TEÓFILO
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SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE NANOTUBO DE CARBONO DERIVADO DE LIGNINA EXTRAÍDA DO MESOCARPO DO DENDÊ (Elaeis guineensis)
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Orientador : RASIAH LADCHUMANANANDASIVAM
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MEMBROS DA BANCA :
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RASIAH LADCHUMANANANDASIVAM
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JOSE HERIBERTO OLIVEIRA DO NASCIMENTO
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ELAINE CRISTINA MARTINS DE MOURA SANTOS
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MEN DE SÁ MOREIRA DE SOUZA FILHO
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SÂNIA MARIA BELÍSIO DE ANDRADE
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Data: 10/07/2017
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Com a descoberta dos nanotubos de carbono de parede simples (NTCPS) por Sumio Iijima, em 1991, os pesquisadores interessaram-se em sintetizar NTCPS em larga escala, com qualidade e baixo custo. Este trabalho propõe uma nova metodologia ecologicamente correta para a síntese de NTCPS por pirólise da lignina extraída do mesocarpo do dendê. Para a obtenção da amostra à lignina foi pirolisada em um forno tubular com uma determinada taxa de aquecimento e os experimentos foram realizados em diferentes intervalos de temperatura e sob fluxo contínuo de gás argônio. Após o processo de síntese, foi verificada a formação de nanomateriais de carbono. Os CNT´s foram submetidos a funcionalização em solução de ácido sulfúrico (H2SO4) e ácido nítrico (HNO3), sob agitação, (NH4OH), lavado em seguida e neutralizado. Os nanotubos também foram funcionalizados com quitosana. O material final foi caracterizado a área superficial, estrutural e propriedades físico-químicas, por meio de Difração de Raios X (DRX), Análise Térmica (TGA/DTA), Espectroscopia Raman, Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Espectroscopia na região do Infravermelho com Transformada de Fourier com reflectância difusa atenuada (FTIR/ATR) e Eletroanálise através de Voltametria Cíclica e Impedância. Os resultados demonstraram que o processo de pirólise sob fluxo de argônio obteve nanotubos com diâmetros médios de 7 nm com potencial aplicação.
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ARTUR HENRIQUE SOUZA SALDANHA
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DESENVOLVIMENTO DE SISTEMA DE GERENCIAMENTO DE MANUTENÇÃO DE EXTINTORES DE INCÊNDIO
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Orientador : CARLOS MAGNO DE LIMA
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MEMBROS DA BANCA :
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CARLOS MAGNO DE LIMA
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JOÃO CARLOS ARANTES COSTA JÚNIOR
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CARLOS ALEXANDRE CAMARGO DE ABREU
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EDJANE FABIULA BURITI DA SILVA
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Data: 17/07/2017
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Os extintores de combate a incêndio, são equipamentos muito importantes que auxiliam no combate ao fogo. No intuito de maximizar a prevenção e minimizar os impactos oriundos de possíveis sinistros, os extintores devem se encontrar com a recarga válida e não devem possuir nenhum tipo de avaria ou irregularidade que possa afetar seu desempenho durante o uso. Atualmente a maioria das indústrias, comércios, laboratórios e entre outros, não possuem um controle eficiente de todos os extintores de incêndio, pois ainda se utilizam como maneira de controle o auxílio de planilhas manuais. A partir de pesquisa realizada, foi caracterizado a necessidade de se criar um software que fosse capaz de otimizar, coletar e armazenar os dados dos extintores de combate a incêndio, para que se pudesse ter um sistema de gerenciamento de manutenção preventiva/preditiva dos extintores. O software S.G.I (Sistema de Gerenciamento de Incêndio), é um programa que utiliza de tecnologias Web e Mobile associadas a uma base de dados de geolocalização dos extintores. A programação da parte Web foi desenvolvida através da linguagem PHP, com uso do framework gratuito denominado CakePHP. Já o desenvolvimento da programação da parte mobile dos dispositivos móveis, foi utilizado a linguagem JavaScript juntamente com App Hibrido que possui multi-plataformas, sem que haja perda de desempenho para o usuário.
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VINÍCIUS CARVALHO PINTO
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INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS DE CORTE NA INTEGRIDADE SUPERFICIAL DO AÇO SAE 1045 APÓS TORNEAMENTO
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Orientador : EFRAIN PANTALEON MATAMOROS
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MEMBROS DA BANCA :
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EFRAIN PANTALEON MATAMOROS
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JOAO TELESFORO NOBREGA DE MEDEIROS
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JOSÉ DE ANCHIETA LIMA
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JULIANA RICARDO DE SOUZA
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Data: 17/07/2017
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A integridade superficial de peça usinadas tem sido uma constante preocupação na indústria metal-mecânica, impulsionada pelo fato de que grande parte de produtos acabados contém peças usinadas, o que torna o processo um dos mais usados na cadeia produtiva. Com o objetivo de estudar e entender o comportamento do material, este trabalho verificou os efeitos dos parâmetros de corte na integridade estrutural de aço SAE 1045 usinado com ferramentas de carboneto de tungstênio (metal duro) com revestimento e morfologia de ponta romboidal de 80º. Foram desenvolvidos procedimentos para ensaio do material sob condições variadas dos parâmetros de corte, onde a velocidade de corte, o avanço e a profundidade de corte. Para cada um dos parâmetros, foram ensaiadas 3 condições distintas, para possibilitar medições e comparações de microdureza Vickers, tensão residual, análise de micrografias e rugosidade. Antes de serem utilizadas nos ensaios, as amostras foram tratadas termicamente através do processo de normalização, de forma a obter um tamanho de grão regular em toda amostra e redução das tensões residuais presentes no tarugo, proveniente do processo de fabricação do mesmo. O método Sen2Ψ através da técnica de difratometria de Raios X foi utilizado para quantificar as tensões residuais. As amostras foram divididas em 4 regiões para as avaliações da integridade superficial, onde foram realizadas as análises na direção longitudinal. Medidas de rugosidade, microdureza Vickers e tensão residual foram eficazes para apresentar as variações ocorridas na integridade superficial das peças ensaiadas.
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AMANDA GONÇALVES CAVALCANTE
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ESTUDO DE UM MATERIAL COMPÓSITO DE POLIURETANO E RESÍDUO DE PNEU DIRECIONADO À FABRICAÇÃO DE ABSORVEDORES DE PARA-CHOQUE AUTOMOTIVO
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Orientador : LUIZ GUILHERME MEIRA DE SOUZA
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MEMBROS DA BANCA :
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FRANCISCO CANINDE CAMILO DA COSTA
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IVERTON RODRIGO BARBOSA GOMES
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LUIZ GUILHERME MEIRA DE SOUZA
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MARCOS SILVA DE AQUINO
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Data: 21/07/2017
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O descarte de pneus no meio ambiente na forma de resíduo vem causando grandes problemas e impactos ambientais. Sendo assim, esse trabalho apresenta a obtenção e estudo da caracterização de um material compósito, voltado para a fabricação de um absorvedor de para-choque automotivo. Esse material foi fabricado com resina matriz de poliuretano (PU) à base de petróleo e carga de resíduo de pneu, oriundo do processo de recauchutagem. Para tanto, cinco formulações com diferentes percentuais de resíduo de pneu (0%, 30%, 45%, 70% e 100%) foram obtidas e caracterizadas no que se refere às suas propriedades mecânicas, térmicas, de absorção de umidade, densidade e degradação pela sua exposição às intempéries. Além disso, foram realizados os ensaio de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) no material para que se pudesse observar sua microestrutura (distribuição de resíduos na matriz, vazios, imperfeições e impurezas) e identificar os elementos químicos presentes, respectivamente. Como resultado geral, os compósitos apresentaram um aumento na sua densidade conforme se aumentava o percentual de resíduo de pneu, assim como a condutividade térmica. Quanto às propriedades mecânicas, a formulação que teve maior resistência à tração, flexão e compressão foi a de 45% e a de maior resistência ao impacto foi a de 100%. Com relação à resistência ao envelhecimento a formulação de 100% foi a que obteve melhor desempenho. Foi fabricado um absorvedor de para-choque com a formulação de 45% que apresentou um acréscimo de massa de 28,03%, demonstrando-se a viabilidade de fabricação desse componente automotivo.
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ILMARA PINHEIRO LIMAO
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ANÁLISE DO ASSENTO E ENCOSTO DE CADEIRA DE RODAS DOBRÁVEIS, NA PERSPECTIVA TRIBOLÓGICA DE MATERIAIS TÊXTEIS
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Orientador : EFRAIN PANTALEON MATAMOROS
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MEMBROS DA BANCA :
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EFRAIN PANTALEON MATAMOROS
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MARCOS SILVA DE AQUINO
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MOISES VIEIRA DE MELO
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NEIL DE OLIVEIRA LIMA FILHO
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SÂNIA MARIA BELÍSIO DE ANDRADE
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Data: 24/07/2017
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A tribologia aplicada em materiais têxteis apresenta uma significativa conexão com o conforto da roupa, já que as propriedades físicas dos tecidos estão intimamente relacionadas à sua superfície e propriedades de fricção. De igual modo, o atrito na interface cadeira de rodas-têxteis é um fator crítico, para avarias das roupas e lesões de pele, causadas por cargas mecânicas cíclicas, pelas pressões de contato e por forças de cisalhamento, mediante contínuo e longo período de tempo. Como os contatos mecânicos podem ser especialmente problemáticos, para usuários de cadeira de rodas, é relevante conhecer as características de fricção dos têxteis, direcionada para pessoas com mobilidade reduzida. Diante do exposto, o presente trabalho tem por objetivo, analisar o material do assento e encosto de cadeiras de rodas dobráveis, no que tange a tribologia de materiais têxteis. E propor novas rotas tecnológicas para a fabricação personalizada destes materiais. Para isso, foi realizada uma pesquisa de natureza aplicada, com abordagens qualitativa e quantitativa, utilizando dos procedimentos técnicos bibliográficos e experimental, para descrever e explicar os ensaios mecânicos, de resistência à tração e rasgo, fricção linear e aleatória, além dos ensaios no abrasímetro martindale e no tribômetro, pino sobre disco. Os materiais têxteis analisados são de caráter representativo, baseado nas características e propriedades da sua composição. As variáveis analisadas são desgaste, coeficiente de atrito, força de atrito e temperatura. A análise e interpretação dos dados, é auxiliada pela ferramenta de mineração de dados Waikato Environment for Knowledge Analysis – WEKA, utilizando o algoritmo de classificação J48. Resultou-se com o estudo, o mapeamento das avarias, elencando em ordem decrescente os materiais têxteis mais adequados em contato com o assento de encosto de cadeira de rodas. Sendo possível traçar por meio do trabalho, novas rotas para fabricação de materiais têxteis, voltadas para cadeirantes.
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RENAN SÁVIO DE ALMEIDA COELHO
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INFLUÊNCIA DA MOAGEM DE ALTA ENERGIA E ADIÇÃO DE Nb NA DENSIFICAÇÃO E MICROESTRUTURA DE UM COMPÓSITO WC-Cu
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Orientador : FRANCINE ALVES DA COSTA
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MEMBROS DA BANCA :
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ARIADNE DE SOUZA SILVA
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FRANCINE ALVES DA COSTA
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GILSON GARCIA DA SILVA
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UILAME UMBELINO GOMES
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Data: 28/07/2017
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As propriedades únicas do compósito de matriz metálica de cobre (Cu) reforçada por dispersão de partículas de carboneto de tungstênio (WC) são de grande importância para várias aplicações industriais, devido à sua excelente resistência a altas temperaturas, boa resistência à corrosão e à fratura. E, também, é quimicamente e termicamente muito estável, além de possuir excelentes propriedades de condutividade térmica e elétrica, essas características que o tornam promissor para fabricação de peças de contato elétrico de alta potência, eletrodos para soldagem, condutores de campo magnético pulsado, dispositivos de gerenciamento térmico e elétrico, mesmo a altas temperaturas. . O trabalho investiga o efeito da moagem de alta energia na densificação e microestrutura dos compósitos WC-20%Cu e WC-18%Cu-2%Nb bem como a influência da adição do nióbio. O efeito da pressão de compactação e da temperatura de sinterização dos pós preparados por moagem e mistura mecânica na densidade também foram estudados. Um moinho Attritor de alta energia foi utilizado para efetuar os experimentos de moagem. Pós de WC, Cu e Nb na razão de 80, 20 e 2 por cento em massa foram colocados para moer em um recipiente com bolas de metal duro em meio seco, respectivamente. Os pós foram moídos a 900 rpm, com uma razão massa pó para bolas de 1:100 durante 1,5 horas e foram prensados a 200, 400 e 600 MPa em matriz uniaxial com 8mm de diâmetro. Os corpos verdes foram sinterizados a 1030 °C e 1150 °C por 60 min. em forno tubular resistivo sob atmosfera de nitrogênio. A microestrutura dos corpos sinterizados foi analisada por microscopia eletrônica de varredura. Para averiguar a presença de impurezas nos pós elementares e moídos foi realizada análises químicas de FRX e EDS. A análise de DRX foi usada para detectar as fases presentes. Ocorreu uma amorfização das fases de Cu e WC e consequente diminuição dos cristalitos decorrente da moagem. A maior pressão de compactação e a maior temperatura de sinterização mostraram melhores resultados para densificação do material.
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MICAELA DE FREITAS ANDRADE
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OBTENÇÃO E ESTUDO DE UM COMPÓSITO COM MATRIZ DE RESINA POLIÉSTER E CARGA DE PÓ DA CASCA DE OVO DE GALINHA
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Orientador : LUIZ GUILHERME MEIRA DE SOUZA
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MEMBROS DA BANCA :
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LUIZ GUILHERME MEIRA DE SOUZA
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MARIA KALIONARA DE FREITAS MOTA
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NATANAEYFLE RANDEMBERG GOMES DOS SANTOS
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Data: 28/07/2017
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O uso de materiais compósitos tem crescido principalmente daqueles que apresentam resíduos na sua composição, uma vez que os impactos ambientais gerados com o mau destino desses materiais tem preocupado a sociedade. Este trabalho apresenta o estudo e caracterização de um material compósito obtido da mistura de matriz polimérica de resina poliéster e resíduos da casca de ovo de galinha. As cascas recolhidas foram secas e quebradas para a obtenção de três granulometrias (fina, média e grossa). As matrizes utilizadas foram as resinas poliéster ortoftálica e tereftálica, escolhendo-se o percentual de resíduo de 100% em massa em relação à matriz, em função de testes preliminares para o diagnóstico da saturação do compósito. Os corpos de prova foram construídos e submetidos a testes para caracterizá-los através de suas propriedades térmicas (condutividade térmica, capacidade térmica, difusividade e resistividade), mecânicas (resistências à tração, flexão e impacto) e físicas (densidade, absorção de umidade e envelhecimento). Como esperado, o compósito proposto apresentou menor resistência mecânica do que a matriz, caracterizando o resíduo como carga de enchimento. Desta forma, todas as formulações do compósito apresentaram-se aplicáveis em estruturas que não requerem resistência a grandes esforços. O compósito apresentou condutividade térmica superior às resinas matrizes para todas as formulações, com condutividade térmica superior a 0,21 W/m.K, classificando-se como condutor térmico. A densidade aparente dos compósitos não apresentou variação significativa em relação à resina. A maior qualidade do compósito estudado foi a diminuição da quantidade de resina a ser utilizada, uma vez que a carga de pó de resíduo pode alcançar 100% em relação à matriz, diminuindo-se o custo do material obtido para a fabricação de estruturas diversas.
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SILAS FERREIRA TAVARES MARTINS MIRANDA
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ANÁLISE TERMODINAMICA DE UM REFRIGERADOR FUNCIONANDO COM DIFERENTES FLUIDOS REFRIGERANTES SINTÉTICOS
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Orientador : CLEITON RUBENS FORMIGA BARBOSA
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MEMBROS DA BANCA :
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CLEITON RUBENS FORMIGA BARBOSA
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ELIERTON EVANGELISTA DAS NEVES
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FRANCISCO DE ASSIS OLIVEIRA FONTES
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LUCIO ANGELO DE OLIVEIRA FONTES
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Data: 28/07/2017
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O presente trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de um sistema de refrigeração por compressão de vapor utilizando diferentes fluidos refrigerantes sintéticos. Depois do sucesso na aplicação do Protocolo de Montreal, que culminou na eliminação dos CFCs (clorofluorcarbonetos) que tinha alto pontecial de destruição da camada de ozônio, nos ultimos anos foi constatado que os HCFCs que surgiram com excelente alternativa aos CFCs támbem prejudicam o meio ambiente, sua liberação para atmosfera contribui para o efeito estufa causando o aquecimento global. Por isso o governo brasileiro elaborou um Programa de Eliminação dos HCFCs (hidroclorofluorcarbonos), este programa esta voltado principalmente para eliminação do consumo do HCFC-22 (R22), que é um dos fluidos refrigerantes mais utilizado nos sistemas de refrigeração e ar condocionado. Neste contexto, o presente trabalho prentende fazer estudo termodinâmico comparativo entre dois fluidos refrigerantes sintéticos, o HCFC-22 e o R437a é um HFC (hidrofluorcarbono), apesar dos HFCs ter potencial para aquecimento global seu tempo de vida util na atmosfera é curto, e atualmente eles são a melhor alternativa que o mercado apresenta. O refrigerador funcionando com R437 foi submetido a testes abaixamento de temperatura conforme norma ABNT para diferentes cargas térmicas no evaporador. Os resultados obtidos foram comparados com o refrigerador funcionando com R22 para as mesmas cargas térmicas. Os resultados obtidos revelam que a performance do refrigerador com R22 é ligeiramente superior ao R437a.
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JOSECLEBIO DA FONSECA LUCENA
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DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE COMPÓSITO HÍBRIDOS REFORÇADOS A PARTIR DE MANTAS DE FIBRA DE VIDRO DESCARTADA NA INDÚSTRIA EÓLICA E FIBRAS NATURAIS
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Orientador : RASIAH LADCHUMANANANDASIVAM
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MEMBROS DA BANCA :
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FERNANDO RIBEIRO OLIVEIRA
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RASIAH LADCHUMANANANDASIVAM
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ROGERSON RODRIGUES FREIRE RAMOS
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SÂNIA MARIA BELÍSIO DE ANDRADE
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Data: 31/07/2017
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A utilização da energia eólica em larga escala já evidenciou seus benefícios com grandes projetos ao redor do mundo. Devido ao baixo nível tecnológico dos processos produtivos dos componentes de uma torre de produção deste tipo de energia, ocorre a geração de enormes quantidades de resíduos que podem causar impacto negativo ao meio ambiente. Um dos principais componentes para a concepção dos geradores eólicos são as pás, que são produzidas através da laminação de grandes moldes que contêm, entre outros componentes, a fibra de vidro na forma de nãotecidos, da qual um elevado percentual é eliminado no momento do corte durante sua fabricação. Uma forma de se contornar o problema do descarte dos resíduos provenientes da produção das pás eólicas é a reutilização destes no desenvolvimento de compósitos. Os materiais compósitos, impulsionados pela indústria aeroespacial e militar, desenvolveram-se de forma bastante significativa nos últimos anos, proliferando em diversas áreas, devido as suas propriedades únicas, tais como: a elevada resistência mecânica, baixa densidade, excelente resistência térmica e à corrosão dentre outras. A fibra de Juta por apresentar um baixo custo, ser facilmente encontrada na região e apresentar bons resultados de resistência, foi utilizada em densidades diferentes para verificar sua influência, nas propriedades mecânicas do compósito hibrido. O presente trabalho tem como objetivo desenvolver materiais compósitos híbridos (fibra natural + fibra de vidro) resinados com poliéster avaliando o comportamento dos compósitos reforçados com resíduos (retalhos) de manta de fibra de vidro oriundos da indústria eólica. Foram realizadas análises do percentual de reforço, resistência à tração e flexão, absorção de água e resistência à intempéries para verificar o desempenho dos compósitos desenvolvidos. Os resultados obtidos evidenciam materiais compósitos com boa resistência à tração e flexão, apresentando valores superiores quando reforçados apenas com fibra de vidro, abrindo novas oportunidades para o desenvolvimento de materiais de elevado desempenho produzidos com substratos que são normalmente descartados para o meio ambiente.
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ALEXANDRE BARBOSA BRUNO
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O MÉTODO K-MÉDIO EM CONJUNTO COM O MÉTODO DE DISTRIBUIÇÃO-K PARA SIMULAÇÕES DA TRANSFERÊNCIA DE CALOR POR RADIAÇÃO EM MEIOS PARTICIPANTES NÃO-UNIFORMES
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Orientador : ANDRE JESUS SOARES MAURENTE
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MEMBROS DA BANCA :
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ANDRE JESUS SOARES MAURENTE
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EDUARDO JOSÉ CIDADE CAVALCANTI
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FRANCIS HENRIQUE RAMOS FRANÇA
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Data: 07/08/2017
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A radiação térmica é um mecanismo de transferência de calor muito importante em pro- cessos que envolvem gases participantes, como CO2 e H2O, em temperaturas elevadas. Contudo, a solução exata linha-por-linha da transferência de calor por radiação em ga- ses participantes é computacionalmente dispendiosa. Uma das formas de abordagem para esse tipo de problema consiste na utilização dos métodos de distribuição-k, como o FSK e SLW, os quais são exatos quando aplicados a meios uniformes, mas possuem limitações no tratamento de meios não-uniformes. A aplicação do método FSK a meios não-uniformes requer a adoção da hipótese de k-correlacionado (resultando no método FSCK, Full spec- trum correlated-k distribuition). Isso resulta em um erro devido ao fato dos coeficientes de absorção de meios reais não serem verdadeiramente correlacionados. Diante disto, este trabalho propõe e investiga uma nova abordagem para considerar meios não-uniformes utilizando o método FSK e que não requer a hipótese de k-correlacionado. O método FSK aplicado em conjunto com a abordagem proposta foi denominado FSAK, (Full spectrum averaged-k distribuition). Com o objetivo de demonstrar a aplicação do novo método e analisa-lo, o mesmo foi utilizado na solução de uma série de casos teste envolvendo gases compostos por CO2 e espécies não participantes. Os resultados obtidos com o método FSAK foram mais precisos na presença de gradientes de temperatura e concentração das espécies químicas mais elevados, condições em que o FSCK torna-se menos preciso. Tam- bém verificou-se que o uso de diferentes procedimentos para o cálculo do coeficiente de absorção do método FSAK resultam em significativas diferenças entre os resultados, de- monstrando que diferentes procedimentos para o cálculo desses coeficientes podem levar a diferentes níveis de precisão, indicando que procedimentos para o cálculo da média que tornem o método mais preciso poderão ser encontrados em futuros trabalhos de pesquisa.
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VIRGINIA BEZERRA OLIVEIRA CAMPOS
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ANÁLISE DE CRITÉRIOS DE FALHAS EM LÂMINA REFORÇADA COM TECIDO HÍBRIDO DE FIBRA DE VIDRO E CARBONO
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Orientador : RAIMUNDO CARLOS SILVERIO FREIRE JUNIOR
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MEMBROS DA BANCA :
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AVELINO MANUEL DA SILVA DIAS
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JOÃO CARLOS ARANTES COSTA JÚNIOR
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LUCEMAIDE BATISTA MIRANDA FERREIRA
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RAIMUNDO CARLOS SILVERIO FREIRE JUNIOR
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Data: 10/08/2017
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A constante busca de materiais mais eficientes e com alto desempenho mecânico, contribuem efetivamente para a crescente demanda na utilização de compósitos híbridos. O processo de hibridização propicia melhoria significativa na combinação global de propriedades, possibilitando assim aplicações específicas em elementos estruturais que requerem excelência em suas propriedades mecânicas e baixa massa específica. Atrelado à gradativa utilização destes materiais, estudos que incidem nas previsões de falha e análise das cargas máximas que estes materiais podem suportar tornam-se essenciais para garantia da confiabilidade quanto a sua aplicação. Neste sentido, a presente pesquisa buscou analisar o comportamento mecânico de lâminas constituídas à base de tecido híbrido bidirecional (vidro/carbono) e resina epóxi éster vinílica (DERAKANE 411-350). Bem como avaliar a representatividade de critérios de falhas desenvolvidos para compósitos unidirecionais quando aplicados em compósito híbrido de natureza bidirecional. As laminas estudadas foram caracterizadas mecanicamente com base nos resultados obtidos pelos ensaios de tração e cisalhamento realizados em amostras com fibras de carbono orientadas a 0°, 30°, 45°, 60° e 90°. Observou-se a partir destes ensaios que materiais com fibras em ângulos fora do eixo de aplicação de carga apresentam resistência menor, embora apresentem maiores alongamentos, quando comparados a amostras com fibras alinhadas na direção principal do carregamento. Os dados experimentais referentes às propriedades cisalhantes, normatizados pela ASTM D3518M-13 (ensaio de cisalhamento por tração ±45°) e ASTM D5379-12 (ensaio de Iosipescu), apresentaram diferenças significativas para a resistência ao cisalhamento e similaridade nos valores do módulo de cisalhamento. O ensaio de tração ±45°, conforme análise macromecânica, mostrou-se como o mais adequado para compósito com características similares ao analisado. Ao inserir os dados dos ensaios nas equações teóricas que definem os critérios de falhas da Máxima Tensão, Tsai-Hill, Tsai-Hull e Hashin e, analisa-los estatisticamente, contatou-se que estas teorias de falhas descrevem satisfatoriamente o comportamento experimental da lâmina, e, portanto, podem ser utilizados para predizer a resistência mecânica em compósitos como o avaliado, embora se tenha observado índices de representatividade maiores quando se utiliza o ensaio de cisalhamento por tração ±45°.
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JULI SERGINE TAVARES TEIXEIRA
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ANÁLISE DE UM SISTEMA DE BOMBEAMENTO ALIMENTADO POR UM PAINEL SOLAR COMERCIAL
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Orientador : JOAO TELESFORO NOBREGA DE MEDEIROS
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MEMBROS DA BANCA :
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JOAO TELESFORO NOBREGA DE MEDEIROS
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MOISES VIEIRA DE MELO
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JULIANA RICARDO DE SOUZA
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MANOEL FERNANDES DE OLIVEIRA FILHO
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Data: 14/08/2017
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O sistema de bombeamento de água utilizando a energia solar fotovoltaica se mostra uma área promissora no Brasil, já que o país possui elevado potencial para produzir essa energia e devido à escassez de água enfrentada, esta seria uma ótima oportunidade para viabilizar investimentos neste seguimento. Este sistema consiste em diversos componentes e peças associadas a diferentes campos da engenharia, como a elétrica, mecânica, eletrônica, computacional e a civil. Devido a sua interdisciplinaridade o sistema atraiu diversos pesquisadores e consequentemente contribuiu para torna-lo mais eficiente e de baixo custo para atender as necessidades de bombeamento de água para o ser humano, para os animais e para as irrigações. O presente trabalho apresenta o desempenho de uma plantação de oleaginosa, no caso o girassol, irrigada por energia solar. O trabalho também discute a classificação geral do tipo de sistema, os antecedentes históricos deste sistema, os vários esforços empreendidos por pesquisadores e o estado atual da investigação sobre o tema. São detalhadas informações a cerca da bomba e a avaliação do painel fotovoltaico (PV), que acabam afetando o desempenho e a eficiência do sistema. Assim como, o acompanhamento da evolução da germinação das sementes de girassol e seu desenvolvimento durante os 60 primeiros dias.
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MARCIONILA NELI LIMA DOS SANTOS
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AVALIAÇÃO TRIBOLÓGICA DE UM ÓLEO MINERAL ADITIVADO COM NANOPARTÍCULAS SUPERPARAMEGNÉTICAS DE ÓXIDO DE FERRO
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Orientador : SALETE MARTINS ALVES
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MEMBROS DA BANCA :
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JOSE HERIBERTO OLIVEIRA DO NASCIMENTO
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ROBERTO MARTÍNS DE SOUZA
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SALETE MARTINS ALVES
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Data: 14/08/2017
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O estudo da síntese e propriedades das nanopartículas superparamagnéticas vem crescendo de forma significativa ao longo dos anos, abrangendo diversas áreas do conhecimento. E uma área bastante explorada, é sua aditivação em óleos minerais, para atuarem como lubrificantes, apresentando propriedades tribológicas superiores aos comerciais, reduzindo o coeficiente de atrito e diminuindo o desgaste dos elementos mecânicos. Logo, essa dissertação tem como finalidade estudar o desempenho tribológico de um óleo mineral parafínico aditivado com nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro (SPIONs), a fim de avaliar a influência da inserção das nanopartículas nas propriedades tribológicas (coeficiente de atrito e desgaste) quando submetido a diferentes cargas e rugosidades da superfície. Os ensaios foram realizados no tribômetro SRV-4. Os parâmetros analisados foram tamanhos de nanopartículas (2 nm, 9 nm e 15 nm), a rugosidade da superfície, sendo esta polida, lixada e retificada, e a carga aplicada, no modo rampa de 30N a 250N. A caracterização das nanopartículas foi realizada por Difração de Raio X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Sistema de Medidas das Propriedades Físicas (PPMS). Quanto a caracterização do óleo puro e do ferrofluido, foi realizada por FTIR e UV-Vis. Os valores de coeficiente de atrito foram adquiridos durante o ensaio na SRV-4. Já o desgaste da esfera AISI 52100 e do disco AISI H13 foram analisados por Microscopia Óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia Raman e Perfilometria 3D, tendo como referência os resultados obtidos para o óleo puro. As SPIONs tiveram suas melhores performances como aditivo antifricção em baixas cargas (30N e 50N) e em superfície rugosa (Retificada).
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DANIEL LUCAS CABRAL BESERRA
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AVALIAÇÃO DA MANUTENÇÃO DE UM KIT BOMBA-PLACA FOTOVOTÁICA, PARA IRRIGAÇÃO
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Orientador : JOAO TELESFORO NOBREGA DE MEDEIROS
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MEMBROS DA BANCA :
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JOAO TELESFORO NOBREGA DE MEDEIROS
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MOISES VIEIRA DE MELO
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JULIANA RICARDO DE SOUZA
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MANOEL FERNANDES DE OLIVEIRA FILHO
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Data: 14/08/2017
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No período neolítico o homem deixou a vida de nômade para fixar residência em locais seguros, devendo-se este fato ao advento da agricultura. Duas grandes civilizações orientais contribuíram enormemente para o desenvolvimento dessa prática, o Egito e a Mesopotâmia, que viviam a beira dos rios e tiveram que desenvolver métodos para deixarem de ser reféns da sazonalidade, iniciou-se os estudos sobre hidráulica. Atualmente temos uma grande gama de itens hidráulicos, dentre eles, as bombas. Dentre essas destacam-se as centrífugas por possuírem hoje uma boa parte do mercado. Porém com os recursos escassos, de energia, alternativas de bombeamento estão sendo encontradas, como por exemplo, uma bomba de diafragma, com baixa necessidade energética acoplada a uma placa fotovoltaica. Com o crescimento dessa área surgem dúvidas e em relação ao custo benefício e os riscos de danos ao longo dos anos. Os dados apresentados atualmente mostram que uma bomba operando nas circunstancias normais de um dia, perde muito de eficiência por fatores climáticos e não se sabe ao certo quais problemas mecânicos resultarão dessa constante variação da frequência de trabalho. Sendo então necessário um minucioso plano de manutenção incluindo intervalo de limpeza, análise da água bombeada e orçamentos em geral.
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MILTON DE OLIVEIRA PINTO
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ESTUDO ESTIMATIVO BÁSICO PARA IMPLANTAÇÃO DE TURBINAS EÓLICAS OFFSHORE NO LITORAL DO ESTADO DO RIO GRANDE DO NORTE
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Orientador : LUIZ GUILHERME MEIRA DE SOUZA
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MEMBROS DA BANCA :
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HUMBERTO DIONISIO DE ANDRADE
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LUIZ GUILHERME MEIRA DE SOUZA
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MARCIANO FURUKAVA
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Data: 25/08/2017
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O objetivo deste trabalho é apresentar um estudo estimativo básico para implantação de turbinas eólicas offshore no litoral do Rio Grande do Norte, através de um estudo de caso nos arredores do município de São Miguel do Gostoso. O Brasil possui um grande litoral, com aproximadamente 3,6 milhões de km² na sua Zona Econômica Exclusiva, área que pode ser aproveitada para a geração de energia eólica offshore. Os dados de vento para se realizar a análise foram obtidos do projeto MERRA (Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications), em sua versão 2, denominada de MERRA-2, que é um modelo de mesoescala para geração de dados de longo prazo de reanálise global, disponibilizado pela NASA. Para o cálculo da geração de energia tomou-se um intervalo de 3 anos (01/05/2014 a 01/05/2017) de uma série horária de velocidade de vento a 50m de altura, escolhidos nas coordenadas S 5.000000 W 35.625000, região marítima no litoral de São Miguel do Gostoso. Através da lei de potência, esta velocidade do vento foi extrapolada para as alturas de cubo de 3 modelos de aerogeradores escolhidos para a análise. Calculou-se a distribuição de frequência de Weibull e a produção anual de energia. O resultado apresentado mostrou que entre os três aerogeradores de 5 MW analisados, o que se mostrou mais adequado a instalação, de acordo com as condições levantadas foi o aerogerador offshore Gamesa G132.
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KELVIN DA CRUZ PRAXEDES
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ESTUDO DE MODELOS DE BANDA LARGA PARA ESTIMATIVA DA IRRADIAÇÃO DIRETA NORMAL
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Orientador : JOÃO CARLOS ARANTES COSTA JÚNIOR
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MEMBROS DA BANCA :
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GABRIEL IVAN MEDINA TAPIA
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JOÃO CARLOS ARANTES COSTA JÚNIOR
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KLEIBER LIMA DE BESSA
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SAMIRA DE AZEVEDO SANTOS
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Data: 25/08/2017
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O aumento da demanda de energia ao redor do mundo é provocado, sobre tudo, pelo avanço tecnológico, que por sua vez, tem causado impactos negativos na área climática e ambiental. Dessa forma, a comunidade científica vem pesquisando e desenvolvendo maneiras alternativas às usadas comumente para produzir energia, buscando fontes menos poluentes, renováveis e de pequeno impacto ambiental. Uma dessas tecnologias é a Concentrating Solar Power (CSP) - ou concentração de potência solar, em português - responsável por concentrar a energia solar e aproveitá-la em coletores. Antes de desenvolver o projeto detalhado de uma planta CSP, é necessário desenvolver seu projeto conceitual, que requer vários parâmetros. O mais importantes deles é a Irradiância Normal Direta (IDN), que é a irradiação capaz de produzir potência nominal. Uma determinação equivocada dessa irradiação pode causar ônus de quantidade de energia inutilizada ou em baixo fator de capacidade da planta. Alguns métodos de estimativa de IDN são considerados, contudo, a maioria deles requer dados que só podem ser obtidos através de equipamentos com elevado custo de aquisição, calibração e manutenção. Entre os modelos se destaca o modelo de banda larga, que utiliza de poucos parâmetros, e mais fáceis de se obter, para estimar o IDN em uma determinada localidade. O presente estudo tem por principal objetivo estudar doze modelos de banda larga para céu limpo para estimativa de IDN, e escolher o mais adequado para as condições climáticas da cidade de Natal-RN. Para tal, foi necessário estimar o valor do coeficiente de turbidez de Angstrom (β), que neste trabalho é apresentado em médias mensais. O resultado obtido segue em partes o padrão esperado, que é de menores valores de β nos meses de inverno, e maiores valores de β nos meses de verão. Os meses de Dezembro e Janeiro destoam desse padrão, devido principalmente à quantidade de chuvas incidente nesses meses ser superior em mais de 40% para o mês de Janeiro, e de 200% para o mês de Dezembro, quando comparado com a média dos últimos dez anos. Os valores mínimos e máximos apresentados para β são de 0,094 em Julho e de 0,126 em Novembro. Essa proximidade de valores é decorrente de não haver uma variação considerável no valor de espessura de precipitação de água ao longo do ano. Com relação aos modelos de banda larga, estes foram divididos em dois grupos para análise, considerando a quantidade de parâmetros de entrada. Os que precisam de quatro ou menos parâmetros são considerados modelos simples, e os que precisam de mais de quatro parâmetros modelos complexos. Para validação dos resultados encontrados, utilizou-se três métodos estatísticos, o Erro Médio Bias (MBE), a Raiz Quadrática do Erro Médio (RMSE), e o Coeficiente de Determinação (R2). Os resultados obtidos mostram que, para a cidade de Natal, a quantidade de parâmetros não determina o desempenho dos modelos, já que os modelos simples obtiveram dois dos três melhores resultados, e também os dois piores.
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AIDEÉ AMÉLIA TORRES SAMPAIO BARROS
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ESTUDO NUMÉRICO DA INFLUÊNCIA DE INTENSIFICADORES DE POTÊNCIA NO DESEMPENHO DE AEROGERADORES DE BAIXA POTÊNCIA PROJETADOS COM A METODOLOGIA BEM
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Orientador : ANDRE JESUS SOARES MAURENTE
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MEMBROS DA BANCA :
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ANDRE JESUS SOARES MAURENTE
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EDUARDO JOSÉ CIDADE CAVALCANTI
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LUÍS MORÃO CABRAL FERRO
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SANDI ITAMAR SCHAFER DE SOUZA
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Data: 28/08/2017
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A preocupação com o efeito estufa e com a degradação que o meio ambiente vem sofrendo, por conta da utilização de fontes de energia não renováveis, como os combustíveis fósseis, tem despertado um interesse especial na utilização de fontes renováveis de energia. Diante disso, a energia eólica vem se destacando no cenário energético atual do Brasil. Os aerogeradores, responsáveis pela conversão da energia eólica em energia elétrica, são intensamente estudados, visto que são uma poderosa forma de conversão de energia, mas ainda apresentam uma baixa eficiência quando comparado com outras alternativas. Uma possível solução para o aumento de sua eficiência é a utilização de difusores flangeados, a ideia é gerar um gradiente de pressão, que causaria a passagem de uma maior quantidade de ar a uma maior velocidade, pelo rotor. Como a potência de saída de um aerogerador é diretamente proporcional ao cubo da velocidade, a mesma aumentaria. Com isso o presente trabalho teve como objetivo principal investigar a utilização de um difusor flangeado ,acoplado a um aerogerador de baixa potência, visando aumento de potência convertida. Para isso foi desenvolvido o projeto e a modelagem 3D do rotor de um aerogerador com capacidade de conversão de 300 W utilizando o Blade Element Momentum (BEM). Foram desenvolvidas simulações numéricas transientes do escoamento turbulento que age sobre os domínios estudados, empregando umsoftware CFD. Dois modelos diferentes foram consideradas, o primeiro foi a turbina eólica envolta sem o elemento intensificador e o segundo com o elemento intensificador, possibilitando então uma comparação entre as duas configurações. Como objetivo secundário realizou-se comparações dos resultados numéricos com os resultados analíticos da metodologia de projeto adotada (BEM), visando identificar se decisões de projeto (coeficiente de indução axial, coeficiente de indução tangencial, ângulos, triangulo de velocidade) estão presentes na solução. Ao final da análise dos resultados, foi possível verificar que o difusor aumenta a velocidade da massa de ar que passa pelo rotor eólico em aproximadamente 50%, causando um aumento de cerca 330% da potência de saída. Diferenças máximas na ordem de 10% foram encontradas entre a solução analítica e a solução numérica.
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OZIAS FERREIRA CHAVES FILHO
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AVALIAÇÃO DOS PROCESSOS DE FRATURA EM FILMES FINOS ATRAVÉS DA SIMULAÇÃO DE ENSAIOS DE INDENTAÇÃO COM PENETRADORES ESFÉRICOS
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Orientador : AVELINO MANUEL DA SILVA DIAS
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MEMBROS DA BANCA :
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AVELINO MANUEL DA SILVA DIAS
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DORGIVAL ALBERTINO DA SILVA JÚNIOR
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LUIZ CLAUDIO FERREIRA DA SILVA
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Data: 31/08/2017
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Recentes trabalhos propõem a utilização dos ensaios de indentação (nanoindentação) como uma ferramenta capaz de avaliar características mecânicas de filmes finos, assim como avaliar possíveis falhas em sistemas que conjugam filmes de alta dureza com substratos metálicos de aço em serviço, em solicitações tribológicas (DIAS et al., 2010). Entretanto, a implementação da técnica de indentação para a avaliação do comportamento destes sistemas e os seus resultados, continuam ocasionando dúvidas no meio científico. Em função destas incertezas na análise do ensaio de indentação, o uso de uma ferramenta numérica capaz de avaliar os campos de tensões e de deformações durante o ciclo de indentação, identificando possíveis áreas críticas, pode auxiliar em uma interpretação mais segura deste ensaio. Este trabalho tem como proposta utilizar o Método dos Elementos Finitos (MEF) em conjunto com o Modelo de Delaminação e o Modelo de Bimodularidade para simular ensaios de indentação em um filme de CrAlN, que possui uma alta aplicabilidade devido a suas propriedades, e analisar a nucleação e crescimento de trincas, que podem ocorrer durante esses ensaios. Por fim, os padrões de surgimento e crescimento de trincas observados neste trabalho foram comparados com os obtidos por outros modelos apresentados na literatura especializada. Palavras-chaves: elementos finitos, bimodularidade, modelo de delaminação, mecânica da fratura.
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EDSON CAETANO BOTTINI
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ANÁLISES DAS PROPRIEDADES TÊXTEIS DOS TECIDOS PARA VESTIMENTA MILITAR
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Orientador : JOAO TELESFORO NOBREGA DE MEDEIROS
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MEMBROS DA BANCA :
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JOAO TELESFORO NOBREGA DE MEDEIROS
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MOISES VIEIRA DE MELO
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NEIL DE OLIVEIRA LIMA FILHO
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JULIANA RICARDO DE SOUZA
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ROBERTO SILVA DE SOUZA
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Data: 18/09/2017
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Têxteis militares são têxteis voltados para a proteção e conforto do usuário, portanto, deve ser um tecido com algumas características especificas. Neste trabalho estão registrados e comparados com tecidos utilizados nos uniformes usados pelos militares das forças armadas do Brasil. Foram utilizados como amostragem os uniformes da Policia Rodoviaria Federal, Exército Brasileiro e Marinha do Brasil. Foram realizados os ensaios: gramatura, espessura, densidade de trama e urdume, ensaio de titulo dos fios de urdume e de trama, ensaio de resistência a tração(norma ASTM D 5034), ensaio de resistência ao rasgo norma ASTM D 2261-81, resistência ao esgarçamento de costura(norma ISO 13935/2 - GRAB METH – SEWN FABIC TRACTION) ensaio de de pilling, ensaio de solidez a fricção à seco e molhado, ensaio de Alteração estabilidade dimensional, ensaio de solidez a lavagem, ensaio de solidez a água do mar e ensaio de solidez ao suor. Os procedimentos utilizados nos ensaios foram realizados com fulcro nas normas padrões para os tecidos têxteis militares. A qualidade do tecido mediante o controle de qualidade das matérias-primas e do produto acabado estão de acordo com a PROPOSTA DE TEXTO-BASE DE NORMA DE ESPECIFIÇÃO, TÊXTEIS MILITARES, DMI 039/s2000-E, de 26 junho 2000.
Portanto, os resultados estão dentro dos padrãões das normas que regem estes ensaios, portanto, apresenta condições adequadas para o uso e assegurar ao tecido a conformidade com os requisitos desta Proposta. O objetivo de mostrar o uso do uniforme militar mantendo as tradicionais funções do mesmo, como identificação, manutenção da disciplina, orgulho em vestir o uniforme.
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IVANCA DE MEDEIROS DANTAS
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ESTUDO DE UM FORNO SOLAR TIPO CAIXA FABRICADO EM MATERIAL COMPÓSITO DE MATRIZ DE RESINA POLIÉSTER E RESÍDUOS DE CAULIM
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Orientador : LUIZ GUILHERME MEIRA DE SOUZA
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MEMBROS DA BANCA :
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FLÁVIO ANSELMO SILVA DE LIMA
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LUIZ GUILHERME MEIRA DE SOUZA
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NATANAEYFLE RANDEMBERG GOMES DOS SANTOS
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Data: 27/10/2017
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O projeto proposto apresenta um forno solar alternativo de baixo custo que funciona segundo os princípios do efeito estufa e da concentração. Serão apresentados os processos de fabricação e montagem de tal forno, no qual as laterais são formadas a partir de um compósito polimérico à base de resina verde e caulim com um recheio de poliuretano, tendo seu fundo isolado por uma sucata de madeira coberta por uma lamina de alumínio, sendo este forno recoberto por uma lâmina de vidro para a geração do efeito estufa. O forno é móvel, foi assentado um reflector simplespara a concentração da radiação na área de absorção, visando um maior aproveitamento da radiação nas proximidades deste durante os ensaios, proporcionando um melhor direcionamento do aparelho em relação ao movimento aparente do Sol. Neste contexto, serão demonstradas as viabilidades térmicas, econômica e ambiental do forno em estudo. Foram realizados testes para o assamento de vários alimentos e seus resultados comparados com os vários tipos de fornos solares já existentes mostrados pela literatura especializada. A temperatura interna média do absorvedor ficou em torno de 125°C e a temperatura interna do forno em torno de 100°C. Sendo assim, o baixo custo e bom desempenho térmico concebem características essenciais para a viabilidade de utilização significativa de tal protótipo. Logo, o protótipo em estudo é competitivo com os fornos tipo caixa concebido em todo o mundo.
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ELLISON MATHEUS DELIO ALCANTARA
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DESENVOLVIMENTO DE UM BIOPOLÍMERO DE FÉCULA DE MANDIOCA PARA ISOLAMENTO TÉRMICO
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Orientador : JOSE UBIRAGI DE LIMA MENDES
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MEMBROS DA BANCA :
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JOSE UBIRAGI DE LIMA MENDES
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KLEIBER LIMA DE BESSA
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NATANAEYFLE RANDEMBERG GOMES DOS SANTOS
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Data: 27/11/2017
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As preocupações ambientais vêm aumentando nos últimos anos, principalmente devido ao uso de vários produtos derivados de petróleo, os quais levam anos para se degradar na natureza. Para minimizar esse problema, vários estudos focam na utilização de materiais naturais biodegradáveis. Dentre esses, pode-se destacar o uso da fécula da mandioca (amido de mandioca) a qual existe em abundancia, principalmente na região norte-nordeste do Brasil. O seu uso é motivado pelo fato de ser biodegradável e possuir um baixo custo. Recentemente vem sendo usado, principalmente, no desenvolvimento de bandejas a base de espumas de amido de mandioca para embalagens de alimentos com objetivo de substituir as convencionais que são de EPS. Também há algumas aplicações do amido de mandioca como matriz de materiais compósitos. Com base nos estudos realizados, percebe-se que não existem trabalhos referentes às propriedades térmicas da espuma da fécula de mandioca. Com isso, esta pesquisa apresenta o desenvolvimento de uma biopolímero (espuma de fécula de mandioca) a partir do amido de mandioca e água com aplicação em isolamento térmico. A proporção usada foi de 70% de fécula e 30% de água, seguida por um processo de expansão controlada através do forno, por um tempo de 90 minutos a uma temperatura de 250°C. Foram analisadas as propriedades termofísicas com intuito de obter dados sobre a viabilidade do uso do material como isolante térmico, além disso, deve-se quantificados a sua dureza, inflamabilidade e, através de uma Análise Termogravimétrica (TGA), a degradação por temperatura. Os resultados obtidos experimentalmente, até o momento, comprovam que o biopolímero pode ser utilizado para fins de isolamento térmico.
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POINCYANA SONALY BESSA DE HOLANDA
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ESTUDO DO COMPORTAMENTO MECÂNICO E DAS PROPRIEDADES DE TINGIMENTO DE ESTRUTURAS TÊXTEIS DE META-ARAMIDA FUNCIONALIZADAS COM POLIELETRÓLITO PDDACL: PROCESSO AMBIENTALMENTE AMIGÁVEL
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Orientador : RASIAH LADCHUMANANANDASIVAM
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MEMBROS DA BANCA :
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RASIAH LADCHUMANANANDASIVAM
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JOSE HERIBERTO OLIVEIRA DO NASCIMENTO
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FERNANDO RIBEIRO OLIVEIRA
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FRANCISCO CLAUDIVAN DA SILVA
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Data: 30/11/2017
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O estudo proposto abordará a análise mecânica, morfológica e tintorial de fios e tecidos de malha (estrutura Jersey) produzidos com a fibra de meta-aramida. Inicialmente fios fiados de meta-aramida foram caracterizados através da análise de título, torção e tração. Em seguida uma estrutura de malha jersey foi desenvolvida em um tear circular com o intuito de realizar o tingimento deste material com diferentes classes de corantes. Devido a grande dificuldade para se tingir a fibra de meta-aramida, foi proposto um pré-tratamento com o polieletrólito cloreto de poli(dialil dimetil amônio) PDDACL. Posteriormente as amostras antes e após funcionalização e tingimento, foram caracterizadas por meio de ensaios mecânicos (tração, alongamento, fricção, pilling) e físico-químicos (análise termogravimétrica, calorimetria diferencial de varredura, , ângulo de contato, espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier), complementados por microscopia eletrônica de varredura. Os tingimentos foram realizados com corantes ácido, disperso e básico em temperaturas 110/120/130ºC. Sendo a classe do corante ácido, utilizada para o planejamento experimental 3³, a fim de se otimizar o processo de tingimento para a obtenção de elevados valores de força colorística. Os efeitos químicos da funcionalização da meta-aramida com PDDACL contribuíram para os melhores resultados obtidos nos valores de força colorística alcançando K/S de 80,38 no ponto ótimo à 50min, 70ºC e com uma concentração de 5% spm de PDDACL. As propriedades mecânicas dos substratos tratados com PDDACL e tintos não foram alteradas. Todavia, foi observada uma diminuição na formação de pilling, aumento na hidrofobicidade e uma melhor uniformidade do tingimento. A fibra de meta-aramida degradou a temperaturas superiores a 500°C, e quanto as análises de FTIR não foi possível identificar a presença de novas bandas além das presentes no espectro obtido da amostra inatura, mesmo após a funcionalização.
Com relação a solidez à lavagem observou-se uma queda nos valores de K/S, de aproximadamente 3 vezes, porém a amostra funcionalizada manteve valores de Força colorística 2,3 vezes superiores aos valores da amostra sem funcionalização.
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JAIR DA SILVA ALVES
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SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL PARA AVALIAÇÃO DA QUALIDADE ACÚSTICA DO AUDITÓRIO DA ESCOLA DE MÚSICA DA UFRN
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Orientador : EFRAIN PANTALEON MATAMOROS
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MEMBROS DA BANCA :
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ALEXANDRE BEZERRA VIANA
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BIANCA CARLA DANTAS DE ARAUJO
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EFRAIN PANTALEON MATAMOROS
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JOAO BOSCO DA SILVA
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MARIA LÚCIA GONDIM DA ROSA OITICICA
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Data: 01/12/2017
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Num ambiente utilizado especialmente para apresentações musicais, o grau de inteligibilidade das informações musicais e de outros aspectos acústicos é o que possibilita a análise da qualidade dos sons que são recebidos e, consequentemente, uma avaliação das características acústicas da sala. Essa análise é realizada por meio da avaliação de parâmetros acústicos que podem ser obtidos através de técnicas de medição e de simulação computacional. Com o avanço da tecnologia e o desenvolvimento de pesquisas referentes à acústica arquitetônica ao longo dos anos, vários softwares de avaliação da qualidade acústica de salas vêm sendo desenvolvidos, tornando-os ferramentas essenciais para a previsão do comportamento do som em ambientes. Este estudo tem por objetivo avaliar, por meio de medição e simulação computacional, alguns parâmetros que são capazes de representar o comportamento acústico do Auditório Onofre Lopes da Escola de Música da UFRN, propondo diretrizes gerais de projeto para otimização das características acústicas desse ambiente. Os parâmetros acústicos foram obtidos primeiramente a partir da medição da resposta impulsiva da sala. Um modelo digital 3D do auditório foi construído e, com o auxílio de um software de simulação computacional, as características acústicas dos materiais, bem como as características eletroacústicas das fontes sonoras foram modeladas no ambiente. Após a validação do modelo, realizada através da comparação dos resultados de T60 obtidos nas medições e nas simulações, os parâmetros acústicos Early Decay Time (EDT), Clareza (C80), Definição (D50), Tempo Central (Ts) e Speech Transmission Index (STI) foram simulados e avaliados de acordo os valores recomendados na literatura. Como resultado da pesquisa, os valores coletados nas medições e simulações apontaram que o Auditório Onofre Lopes - AOL é um espaço que possui características acústicas inadequadas à fala e pouco eficientes quando utilizado para apresentações musicais. Dessa forma, algumas diretrizes de condicionamento acústico foram simuladas, com o objetivo de aperfeiçoar a resposta temporal acústica para a utilização do auditório como um espaço destinado a múltiplos usos.
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WESLEY GOMES DA SILVA
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ESTUDO DE VIABILIDADE TÉRMICA DE UM FORNO SOLAR FABRICADO A PARTIR DE UMA GELADEIRA EM DESUSO
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Orientador : LUIZ GUILHERME MEIRA DE SOUZA
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MEMBROS DA BANCA :
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LUIZ GUILHERME MEIRA DE SOUZA
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MARCOS SILVA DE AQUINO
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NATANAEYFLE RANDEMBERG GOMES DOS SANTOS
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PEDRO HENRIQUE DE ALMEIDA VARELA
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Data: 08/12/2017
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O crescimento industrial e urbano demanda cada vez mais o consumo de energia no mundo, favorecendo a busca por energias consideradas limpas e renováveis, tendo a energia solar como uma forma de contribuição no suprimento desta demanda. O uso da energia oriunda do sol para cocção de alimentos é possível através do uso de fornos/fogões solares e o projeto exposto apresenta a construção de um forno/fogão solar, o estudo de viabilidade térmica e a funcionalidade para uso doméstico. Fabricou-se a partir de uma geladeira em desuso e outros materiais destinados ao descarte, possibilitando o reuso para o assamento de alimentos como: bolos, pizzas, pães, carnes, camarão, entre outros. Tendo como característica de destaque a capacidade de assamento de vários alimentos simultaneamente. Serão apresentados os processos de fabricação e montagem do forno, os testes realizados e a análise térmica do projeto e confrontados com outros vários tipos de fornos/fogões solares com registros em literatura especializada. Com os testes demostrou-se a possibilidade de uso em comunidades carentes, podendo tornar-se fonte de geração de emprego e renda, bem como difundir o uso da energia solar.
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LUIS DE FREITAS ARAÚJO
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ANÁLISE DA VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA DE UM MINI-GERADOR FOTOVOLTAICO CONECTADO À REDE: UM ESTUDO DE CASO NO CAMPUS DO IFRN/SANTA CRUZ
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Orientador : FRANCISCO DE ASSIS OLIVEIRA FONTES
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MEMBROS DA BANCA :
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CLEITON RUBENS FORMIGA BARBOSA
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ELIERTON EVANGELISTA DAS NEVES
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FRANCISCO DE ASSIS OLIVEIRA FONTES
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LUCIO ANGELO DE OLIVEIRA FONTES
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Data: 21/12/2017
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Informações advindas de empresas de pesquisa nacionais mostram que a matriz elétrica brasileira é composta quase em sua totalidade da energia hidrelétrica, em torno de 65%. No entanto há uma necessidade urgente na diversificação da nossa matriz de forma que haja uma maior segurança para o consumidor em períodos com escassez de chuva e, além disso, que essas variações na geração de energia elétrica se adaptem às discussões atuais referentes à baixa emissão de carbono além de garantir uma maior preservação ambiental. Nesse contexto, surge a energia solar fotovoltaica que, além de possuir um grande potencial na produção de eletricidade oriunda de um recurso inesgotável – o sol - ainda é uma fonte energética que contribui imensamente para a economia do país devido ao seu elevado índice de empregabilidade, com pouco mais de oito milhões de empregos gerados no mundo somente no ano de 2016. Apesar de ainda representar a menor parcela na participação da matriz energética elétrica nacional, a energia solar fotovoltaica começa a mostrar sinais de força e potencial em crescimento no cenário nacional desde a resolução 482 de 2012, atualizada pela norma 687 de 2015 que, juntas, incentivam e criam oportunidades mais acessíveis para o consumidor/gerador de pequeno porte. Com base nos conceitos de mini e micro geração distribuída, contidos nas normas supracitadas, o Instituto Federal do Rio Grande do Norte (IFRN) foi a primeira instituição de ensino pública no Brasil a aderir ao sistema de compensação energética regulamentado pela ANEEL e hoje já conta com 14 usinas em operação onde quatro encontram-se em projeto de ampliação e outras sete encontram-se em fase de instalação. Uma dessas usinas situa-se no campus da cidade de Santa Cruz localizada na mesorregião do agreste potiguar. A mesma possui um sistema de micro geração fotovoltaica conectada à rede com potência nominal de instalação de 84kWp e será tema de discussão nesse trabalho. Essa dissertação terá como objetivo uma análise técnica (através das análises da produtividade do sistema, produtividade de referência, desempenho global - performance ratio) e econômica (análise pelo método payback simples e descontado, Valor Presente Líquido – VPL e a Taxa Interna de Retorno - TIR) do micro gerador fotovoltaico com a finalidade de verificar o funcionamento atual do sistema e compara-lo com outros sistemas. Além de verificar a viabilidade econômica da instalação dentro do período de vida útil dos componentes do sistema fornecido pela empresa responsável pela instalação que é de 25 anos.
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Teses |
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MARCO ANTONIO LEANDRO CABRAL
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CLASSIFICAÇÃO AUTOMATIZADA DE FALHAS TRIBOLÓGICAS DE SISTEMAS ALTERNATIVOS COM O USO DE REDES NEURAIS ARTIFICIAIS NÃO SUPERVISIONADAS
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Orientador : EFRAIN PANTALEON MATAMOROS
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MEMBROS DA BANCA :
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EFRAIN PANTALEON MATAMOROS
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HERBERT RICARDO GARCIA VIANA
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JOAO BOSCO DA SILVA
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JOSE ALFREDO FERREIRA COSTA
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JOSE ALVARO DE PAIVA
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ANTONIO HIGOR FREIRE DE MORAIS
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ADELCI MENEZES DE OLIVEIRA
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Data: 17/01/2017
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Prevenir, antever, evitar falhas em sistemas eletromecânicos são demandas que desafiam pesquisadores e profissionais de engenharia a décadas. Sistemas eletromecânicos apresentam processos tribológicos que resultam em fadiga de materiais e consequente perda de eficiência ou mesmo de utilidade de máquinas e equipamentos. Diversas técnicas são utilizadas na tentativa de, através da análise de sinais oriundos dos equipamentos estudados, seja possível a minimização das perdas inerentes àqueles sistemas e as consequências desses desgastes em momentos não esperados, como uma aeronave em vôo ou uma perfuratriz em um poço de petróleo. Dentre elas podemos citar a análise de vibração, medição da pressão acústica, monitoramento de temperatura, Análise de partículas de óleo lubrificante etc. Entretanto sistemas eletromecânicos são complexos e podem apresentar comportamentos inesperados. A manutenção centrada na confiabilidade necessita de recursos tecnológicos cada vez mais rápidos, eficientes e robustos para garantir sua eficiência e eficácia. Técnicas de análise de efeitos e modos de falha (FMEA – Failure Mode Effect Analysis) em equipamentos são utilizadas para aumentar a confiabilidade de sistema de manutenção preventiva e preditiva. As redes neurais artificiais (RNA) são ferramentas computacionais que encontram aplicabilidade em diversos segmentos da pesquisa e análise de sinais, onde há necessidade do manuseio de grandes quantidades de dados, associando estatística e computação na otimização de processos dinâmicos e um alto grau de confiabilidade. São sistemas de inteligência artificial que têm capacidade de aprender, são robustas a falhas e podem apresentar resultados em tempo real. Este trabalho tem como objetivo a utilização de redes neurais artificiais para tratar sinais provenientes da monitoração de parâmetros tribológicos através do uso de uma bancada de testes para simular falhas de contato em um compressor de ar, a fim de criar um sistema de prevenção de falhas automatizado, não supervisionado, com o uso de mapas alto organizáveis, ou redes SOM (self organizaed maps), aplicado à manutenção preventiva e preditiva de processos eletromecânicos.
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ALCIONE OLINTO GALVÃO
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ADSORÇÃO DE ÍONS DE CÁDMIO A PARTIR DA HIDROXIAPATITA E DO BIOVIDRO DISPERSOS NA BLENDA (ÁLCOOL POLIVINÍLICO /AMIDO)
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Orientador : RASIAH LADCHUMANANANDASIVAM
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MEMBROS DA BANCA :
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BRISMARK GOES DA ROCHA
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DANY GERALDO KRAMER CAVALCANTI E SILVA
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ISABELLE RIBEIRO BARBOSA MIRABAL
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RASIAH LADCHUMANANANDASIVAM
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SÂNIA MARIA BELÍSIO DE ANDRADE
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Data: 20/01/2017
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A remoção de metais tóxicos das águas residuais é de grande interesse no estudo da poluição da água. Entre os vários metais conhecidos por serem altamente tóxico destaca-se o cádmio, que é considerado como uma das substâncias mais perigosas podendo causar sérios danos aos rins e ossos. O processo de adsorção vem sendo utilizado como um método eficaz para a remoção de íons metálicos. Uma alternativa para utilização de adsorventes em forma de pó é sua utilização em conjunto com outros materiais. Com esse intuito, o presente estudo teve como objetivo desenvolver blendas poliméricas (PVA/Amido), tendo a hidroxiapatita (HAP) e o biovidro (BV) dispersos no meio para a remoção dos íons de cádmio. Realizou-se, inicialmente, a caracterização dos pós e das blendas por diferentes técnicas: Análise Termogravimétrica (TGA), Espectroscopia de Infravermelho Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios X (DRX), Espectrometria de fluorescência de raios-X (FRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia de Força Atômica (AFM), Determinação do Potencial Zeta. As análises de caracterização mostram que os materiais adsorventes são adequados para utilização na remoção do cádmio. Foram realizados os ensaios de adsorção a fim de estudar a cinética e o equilíbrio na sorção dos íons metálicos e posteriormente realizou-se um planejamento fatorial através do software Design Expert. Com base nos resultados os materiais adsorventes estudados apresentaram uma eficiência na adsorção, removendo mais de 80% do cádmio em solução aquosa. Os dados cinéticos mostraram melhor correlação com a equação de velocidade de pseudo-segunda ordem e os pontos experimentais se ajustaram ao modelo da isotérmica de Freundlich. Os resultados obtidos no planejamento experimental mostraram-se eficientes estatisticamente, obtendo um coeficiente de correlação (R²) de 0,9826 e 0,9991 para as blendas PVA/Amido/HAP e PVA/Amido/BV, respectivamente, com um nível de significância de 95%.
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VALDICLEIDE SILVA E MELLO
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ANÁLISE E MANIPULAÇÃO DE PARÂMETROS PARA VIABILIZAR A AÇÃO ANTIDESGASTE DE NANOFLUIDOS LUBRIFICANTES COM NANOPARTICULAS DE CuO
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Orientador : SALETE MARTINS ALVES
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MEMBROS DA BANCA :
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ADILSON JOSÉ DE OLIVEIRA
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DANTE FERREIRA FRANCESCHINI FILHO
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JOSE LUIS CARDOZO FONSECA
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SALETE MARTINS ALVES
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WASHINGTON MARTINS DA SILVA JÚNIOR
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Data: 21/02/2017
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O desafio da nanotecnologia aplicada na lubrificação automotiva está no controle e manipulação de parâmetros para tornar possível a aplicação de nanopartículas como aditivos em lubrificantes. Parâmetros estes que fogem de apenas uma área do conhecimento, mas que, para obter o êxito, se faz necessário trazer à esta temática conhecimentos multidisciplinares, lançando mão de conceitos da química, física, quântica, mecânica e tribologia. Nessa tese, foram estudados os o efeito de diferentes parâmetros citados pela literatura que podem causar melhorias na atuação antidesgaste de nanopartículas em óleos lubrificantes, desde o tamanho, concentração, dispersão, agente de modificação de superfície da partícula, agente dispersante e rugosidade dos corpos em contato através de um conjunto de técnicas discutidas ao decorrer do trabalho. Os resultados mostram que a maior potência utilizada durante a síntese de nanopartículas em micro-ondas resulta em menor tamanho de partícula e melhor dispersão no óleo. No entanto, a forma da nanopartícula não é influenciada. A utilização de ácido oléico como agente de recobrimento e tolueno como dispersante melhorou a dispersão das nanopartículas no óleo. Foi identificada uma faixa de rugosidade na qual as nanopartículas se depositam nos sulcos da superfície e atuam positivamente na redução do atrito, já nas condições de baixa e alta rugosidade, o atrito e o desgaste são potencializados. A ação antidesgaste foi melhorada nos níveis mais baixos de concentração de NNP no óleo lubrificante não apenas em estado estacionário, mas também nas etapas de running-in. Nessa tese, após a manipulação de diversos parâmetros, foram preenchidas lacunas deixadas na literatura em relação aos mecanismos de atuação das nanopartículas quando aditivadas em óleos lubrificantes.
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ANA EMÍLIA DINIZ SILVA GUEDES
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SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE NANOPARTÍCULAS SUPERPARAMAGNÉTICAS PARA ADITIVAÇÃO DE LUBRIFCANTES INDUSTRIAIS
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Orientador : SALETE MARTINS ALVES
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MEMBROS DA BANCA :
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ALINE CRISTINA MENDES DE FARIAS
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FELIPE BOHN
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JOSE HERIBERTO OLIVEIRA DO NASCIMENTO
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KLEBER GONÇALVES BEZERRA ALVES
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SALETE MARTINS ALVES
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Data: 14/03/2017
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A síntese e caracterização de nanopartículas superparamagnéticas têm sido amplamente estudadas devido as suas aplicações em diversas áreas de conhecimento e ao baixo custo. Contudo a obtenção de nanomateriais com propriedades específicas para aditivação de óleo para lubrificante industrial, ainda é um desafio, mas têm gerado expectativas que possam minimizar problemas de cunho tribológico, onde o atrito e o desgaste são os principais responsáveis por falhas em equipamentos e máquinas. O objetivo desta tese é determinar condições ótimas de síntese destas nanopartículas via micro-ondas, com características e ou propriedades para serem aplicadas a lubrificantes. Para tanto trabalhou-se em 3(três) níveis de potência e diferentes tempos de síntese para avaliar suas influencias nas propriedades fisioquímicas das nanopartículas. A caracterização das nanopartículas foi realizada por DRX, MEV, MET, SAXS, UV-Vis, FTIR, VSM e PPMS. Após a caracterização foram selecionadas as nanopartículas que apresentassem morfologia com tendência esférica que não sofreu oxidação após a síntese, resultando em fases mais estáveis do óxido de ferro, nas quais foram aditivados a base lubrificante. O desempenho tribológico deste ferrofluido foi avaliado em tribômetro esfera sobre disco na presença e ausência de um campo magnético fixo e constante. As análises tribológicas do aço e o desempenho do lubrificante foram realizados através da análise da lubricidade, do desgaste do disco através do MEV. Obteve-se êxito na síntese das nanopartículas em curtíssimo espaço de tempo, quando comparado com as sínteses mais tradicionais, com características superparamagnéticas e tamanho de grão abaixo de 15 nm. Percebeu-se ainda a existência de uma correlação entra tamanho de grão e tempo de sínteses, e que estes nano-óxidos permaneceram estáveis a oxidação ao final do processo. As nanopartículas após serem recobertas foram adicionadas ao óleo lubrificante mineral com boa dispersão e estabilidade, portanto com grande potencial nas aplicações tribológicas como aditivos para lubrificantes. As SPIONS como aditivos, tiveram o comportamento antidesgaste e redutor do atrito, embora tenha variado com o tipo de amostra e quantidade do aditivo e influencia ou não do campo magnético. Embora algumas SPIONS tenham se comportado com aditivos antidesgaste e redutor do atrito simultaneamente, outras não tiveram esse mesmo sucesso, sendo redutor do atrito ou apenas antidesgaste.
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IRIS OLIVEIRA DA SILVA
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NANOESTRUTURA PLASMÔNICA DE OURO E SUA APLICAÇÃO EM NANOBIOTECNOLOGIA TÊXTIL: AVALIAÇÃO ANTIMICROBIANA E DE CITOTOXICIDADE
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Orientador : RASIAH LADCHUMANANANDASIVAM
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MEMBROS DA BANCA :
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RASIAH LADCHUMANANANDASIVAM
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FERNANDO RIBEIRO OLIVEIRA
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JOSE HERIBERTO OLIVEIRA DO NASCIMENTO
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LUIZ HENRIQUE DA SILVA GASPAROTTO
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ANTONIO PEDRO GARCIA VALADARES SOUTO
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FABIO ROCHA FORMIGA
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Data: 17/03/2017
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O desenvolvimento científico nas últimas décadas na área de nanotecnologia tem protagonizado a descoberta de novos materiais para as mais diversas aplicações, em áreas como: biomédicas, química, óptica, mecânica e têxtil. A alta eficiência bactericida de nanopartículas metálicas (ouro e prata), dentre outros metais é bastante conhecida, devido a sua capacidade de agir no DNA de fungos, vírus e bactérias, interrompendo o processo de respiração celular, tornando-os importantes meios de estudo, além de sua capacidade de proteção UVA e UVB, bloqueando os mesmos através do fenômenos da ressonância de plasmon. Este trabalho tem como objetivo principal a obtenção de nanoestruturas plasmônicas de ouro e sua potencial aplicação através do método de exaustão em polímero biodegradável de soja e bambu, ambos polímeros funcionalizados com quitosana um polieletrólito natural, com a finalidade de funcionalizá-lo para potencializar a adsorção das NPAu, sendo usadas concentrações de 5, 7, 10 e 20% de ligante sobre o peso do material (SPM) e material sem tratamento. As NPAu´s foram sintetizadas via síntese química, usando o citrato de sódio como agente redutor e estabilizador. O processo de impregnação foi realizado através de um planejamento experimental completo 23 com três pontos centrais e tendo como fatores a temperatura, tempo e concentração de NPAu, e tendo como resposta a concentração de NPAu retida no substrato, através de espectrofotometria UV/Vis, com o uso da teoria de Kubelka-Munk (K/S). Os substratos esgotados com soluções coloidais de NPAu´s apresentaram coloração especifica devido o fenômeno da ressonância de plasmon, com pico caracteristico de aproximadamente 530 nm. Os parâmetros estatisticamente significativos a 95% de confiança foram a concentração de NPAu para a soja e a concentração e o tempo para o bambu, evidenciando que para a fibra celulósica o tempo é importante para o processo de impregnação. Os polímeros com NPAu foram caracterizados por DRX, MEV/EDS FTIR, técnicas que evidenciaram as nanoparticulas na superfície dos materiais, além de teste de potencial zeta, tamanho de partícula, MET para o material sintetizado, evidenciando o tamanho do nanomaterial. Observou-se também que os substratos funcionalizados com NPAu de acordo com as aplicações possuem boa solidez a lavagem e propriedade bactericida de 98,22% para staphylococcus aureus e 96,45% para klebsiella pneumoniae, comprovando que o tecido multifuncional desenvolvido, possui grande potencial de aplicação na área biomédica.
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BRUNO DA CUNHA DINIZ
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DESENVOLVIMENTO DE DIAGRAMAS DE VIDA CONSTANTE PROBABILÍSTICOS DE COMPÓSITOS UTILIZANDO RNA MODULAR
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Orientador : RAIMUNDO CARLOS SILVERIO FREIRE JUNIOR
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MEMBROS DA BANCA :
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ADRIANO SILVA BELISIO
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ANDERSON CLAYTON ALVES DE MELO
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JOÃO CARLOS ARANTES COSTA JÚNIOR
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RAIMUNDO CARLOS SILVERIO FREIRE JUNIOR
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RAIMUNDO NONATO BARBOSA FELIPE
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Data: 20/03/2017
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Em projetos mecânicos, além dos carregamentos estáticos, outro tipo de solicitação muito freqüente é o carregamento cíclico nos quais a carga varia ao longo do tempo. Estruturas e equipamentos, quando sujeitos às cargas cíclicas, devem ser submetidos a uma grande quantidade de ensaios mecânicos para sua caracterização. Porém, devido ao tempo e custo elevados dos ensaios, a situação ideal seria obter este comportamento com um número mínimo de amostras e, por conta disso, desenvolveu-se em trabalhos anteriores modelos matemáticos que representavam o comportamento à fadiga de compósitos com uma quantidade mínima de dados experimentais. Apesar dos resultados se apresentarem satisfatórios na imensa maioria dos casos, estes modelos sempre consideram um comportamento determinístico do material, desprezando-se um fator de grande importância na fadiga, a dispersão dos resultados. Conforme é de conhecimento da literatura, a dispersão dos resultados faz com que seja sempre necessária uma análise probabilística e, na maioria dos casos, utiliza-se uma distribuição de probabilidade de Weibull, obtendo-se uma curva S-N de probabilidade. Com isso, este trabalho tem como objetivo desenvolver uma Rede Neural Artificial (RNA) de arquitetura modular e verificar se a mesma é capaz de modelar o comportamento probabilístico à fadiga dos compósitos laminados com apenas três curvas S-N como dados de entrada, desenvolvendo um algoritmo capaz de analisar qualquer valor de probabilidade de falha desejado, aplicando o equacionamento da distribuição de Weibull, utilizando duas metodologias de obtenção de seus parâmetros, aqui considerados constantes para todo material, somente após o treinamento da rede, o qual foi realizado com dados determinísticos. A partir dos resultados obtidos, pode-se concluir que a robustez do algoritmo foi percebida para os dados determinísticos e ocorreu uma boa repetibilidade nas respostas obtidas. Com intuito de avaliar a capacidade de generalização das RNA probabilísticas, criaram-se os diagramas de vida constante (Diagramas de Goodman) para os materiais analisados e os mesmos foram comparados com os valores obtidos pelas curvas S-N de probabilidade, onde foram percebidos resultados satisfatórios.
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CLARA SILVESTRE DE SOUZA
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GEOTÊXTIL REVESTIDO COM LÁTEX APLICADO COMO ELEMENTO DE PROTEÇÃO EM SUPERFÍCIES AQUECIDAS
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Orientador : JOSE UBIRAGI DE LIMA MENDES
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MEMBROS DA BANCA :
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ELMO THIAGO LINS COURAS FORD
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FERNANDA ALVES RIBEIRO
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JOSE UBIRAGI DE LIMA MENDES
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MOISES VIEIRA DE MELO
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NATANAEYFLE RANDEMBERG GOMES DOS SANTOS
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Data: 24/04/2017
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Muito se pesquisa hoje sobre fontes renováveis de energia e materiais sustentáveis, visando diminuir os impactos causados no ambiente. Rejeitos de materiais que antigamente tinham como destino o lixo, atualmente são vistos de outra forma.Tendo esse pensamento em mente, o presente trabalho teve por objetivo confeccionar um material geotêxtil utilizando folhas de bananeira, em particular, a fibra extraída do caule da folha de bananeira que é reconhecida atualmente como uma das mais fortes fibras celulósicas. Como matriz desse compósito natural, utilizou-se o látex e, posteriormente, foram analisadas as aplicações para o geotêxtil mediante caracterização do material prévia baseada na literatura. Os corpos de prova foram tecidos e revestidos em látex e em seguida, foi realizada verificação e análise das principais propriedadesfísico-químicas, mecânicas e térmicas. Tais propriedades foram obtidas através de testes como: Resistência à tração, Inflamabilidade, TG, Absorção de água e de umidade, Envelhecimento por ciclo e por umidade, Fricção, Densidade Linear, Gramatura, Biodegradação e degradação ambiental e Condutividade Térmica. Com base nos resultados das análises, foi possível concluir que o geotêxtil reuniu pode ser utilizado como revestimento para superfícies. Foi ainda concluído que o compósito natural conseguiu aliar as propriedades de resistência da fibra da bananeira com o alongamento do elastômero, látex. Pôde-se concluir, finalmente que o material é sustentável, não agride o meio ambiente e cumpre a função esperada.
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EDUARDO HENRIQUE VIANA DE SOUSA
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CARACTERIZAÇÃO DAS PROPRIEDADES TRIBOLÓGICAS DOS ÓLEOS UTILIZADOS EM REFRIGERAÇÃO ADITIVADOS COM NANOPARTICULAS DE ÍNDIO (In)
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Orientador : FRANCISCO DE ASSIS OLIVEIRA FONTES
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MEMBROS DA BANCA :
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CLEITON RUBENS FORMIGA BARBOSA
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FRANCISCO DE ASSIS OLIVEIRA FONTES
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IGOR MARCEL GOMES ALMEIDA
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LUCIO ANGELO DE OLIVEIRA FONTES
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VALÉRIO FERNANDES DE AZEVEDO
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Data: 03/05/2017
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A crescente demanda por produtos com maior performance, menor custo de fabricação, menos impactantes ao meio ambiente e sejam mais eficientes energeticamente, o que têm fomentado pesquisas em diversas áreas da nanociência e nanotecnologia (N&N), visando sobrepujar estas limitações ou agregando as principais vantagens dos nanocompósitos e nanofluidos (NNF) os quais tem sido extensivamente aplicados nas indústrias. O objetivo deste trabalho foi estudar as características de nanolubrificantes (NNL) aditivado com nanopartículas (NNPs) de índio (In), para poder contribuir com a redução significativa do tamanho, peso, custos dos sistemas de transferência de calor e os tornando ecologicamente corretos, tendo estes uma melhor estabilidade mecânica, uma menor resistência ao atrito e desgaste, e que não modifique a viscosidade dinâmica do óleo base possuindo uma melhor aderência em regime de lubrificação limite. Para estes fins, após a aquisição das NNPs de In, foram preparados três nanolubrificantes (NNLs) distintos, adicionando-se 0,3 g/L aos óleos de compressores de refrigeração herméticos o ISO68, ISO32, e o Poliol Éster (POE). Após o processo de preparação que consiste em desfragmentação e homogeneização, cada composto foi ensaiado em banho termostático e com o auxílio de um reômetro e um condutivímetro, onde mensura-se os valores relativos às suas propriedades térmicas, para comprovar as propriedades requisitadas. A estabilidade mecânica foi verificada através de comparações cronológicas, potencial zeta e aglomeração de partículas, após passou-se por ensaios de lubricidade utilizando-se os tribômetos de sonda com movimento alternado em alta frequência (High Frequency Reciprocating Rig – HFRR) e ensaio de pino contra disco para análise de desempenho tribológico. Os corpos de prova dos ensaios foram analisados em MEV (Microscopia eletrônica de varredura) e EDS (Espectrômetro de Dispersão de Energia) para comprovação dos resultados, onde foram realizadas analises dos modelos desenvolvidos, levando em consideração parâmetros como: coeficiente de fricção, força de atrito, desgaste etetivo, composição final dos corpos de prova bem como a aglomeração das partículas nos NNLs, a temperatura e a viscosidade do fluido, e movimento Browniano das partículas, entre outros. Os NNLs compostos por In foram viáveis, não se fazendo necessária a utilização de tensoativos para melhor as estabilidades, apresentaram resultados satisfatórios nos ensaios tribológicos, mostrando-se com propriedades de lubrificantes de extrema pressão (EP), melhorando significativamente o desempenho tribológico dos NNLs estudados. Assim, torna-se viável a utilização NNLs gerados a partir de NNP de In na lubrificação de compressores herméticos de refrigeração.
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ROBERTO KLECIUS MENDONÇA FERNANDES
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AVALIAÇÃO TRIBOLÓGICA DE COMPÓSITOS DE PTFE E REJEITO DE SCHEELITA APLICÁVEIS A MANCAIS SECOS
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Orientador : JOAO TELESFORO NOBREGA DE MEDEIROS
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MEMBROS DA BANCA :
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JOAO TELESFORO NOBREGA DE MEDEIROS
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JOSÉ DE ANCHIETA LIMA
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JULIANA RICARDO DE SOUZA
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MANOEL FERNANDES DE OLIVEIRA FILHO
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MOISES VIEIRA DE MELO
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ROBERTO SILVA DE SOUZA
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Data: 15/05/2017
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O mancal seco é um elemento estrutural presente na maioria dos sistemas mecânicos das várias indústrias dos setores eletrodomésticos, agropecuários, aeroespacial, aeronáutico e automotivo. Este trabalho dá continuidade a uma linha de pesquisa iniciada no Grupo de Estudos de Tribologia e Integridade Estrutural (GET) da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) e tem o objetivo de investigar tribologicamente compósitos poliméricos com matriz de politetrafluoretileno (PTFE) e carga de rejeito de scheelita para aplicação em mancais secos, visando reduzir custo e aumentar a vida em serviço destes elementos. O rejeito de scheelita, originário da extração da scheelita utilizada para produção do tungstênio, é um resíduo mineral composto de óxidos, como os de silício, cálcio, alumínio, ferro, magnésio, tungstênio, dentre outros. O rejeito de scheelita foi caracterizado na condição como adquirido, através de análises de MEV e EDS, e peneirado para tamanho de partícula inferior a 45 μm. O PTFE foi analisado por DRX. PTFE e rejeito de scheelita foram misturados mecanicamente, moldados por compressão a quente, num molde projetado envolto por uma resistência elétrica, através de uma prensa hidráulica. Investigou-se o desempenho tribológico dos compósitos submetidos a cargas (1) em movimento linear alternado (reciprocating) e (2) com indentações repetidas. As superfícies novas e ensaiadas foram analisadas por Microscopia de Força Atômica (AFM) no que concerne aos parâmetros de rugosidade periódica e não periódica. Verificou-se que a variação no teor de rejeito de scheelita e a frequência do movimento alternado influenciaram no desempenho tribológico e na resistência do compósito, relacionados ao coeficiente de atrito, à rugosidade, ao desgaste e à indentação. Os compósitos poliméricos desenvolvidos e ensaiados demonstraram se constituir em novos materiais adequados para aplicação de mancais secos, notadamente o compósito com 80% de PTFE e 20% de rejeito de scheelita que, mostrando-se como de melhor desempenho tribológico, apresenta-se como uma alternativa viável e de custo mais baixo que o PTFE puro.
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RUDSON DE SOUZA LIMA
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DESENVOLVIMENTO DE COMPÓSITO DE MATRIZ POLIMÉRICA COM CARGA/REFORÇO DE FIBRAS DE PIAÇAVA E PET PÓS-CONSUMO
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Orientador : JOSE UBIRAGI DE LIMA MENDES
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MEMBROS DA BANCA :
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JOSE UBIRAGI DE LIMA MENDES
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DORGIVAL ALBERTINO DA SILVA JÚNIOR
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ELMO THIAGO LINS COURAS FORD
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MARIA KALIONARA DE FREITAS MOTA
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NATANAEYFLE RANDEMBERG GOMES DOS SANTOS
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Data: 05/06/2017
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Diante da realidade mundial de preservação ambiental, da necessidade de reaproveitamento de insumos, redução de custos e melhoramento de propriedades, tem-se desenvolvido muitas tecnologias que atendam a uma série desses fatores e, se possível, a todos, os materiais compósitos assumem um papel de destaque nesse desenvolvimento de novos materiais. O PET (Polietileno tereftalato) tem sido muito utilizado pela indústria mundial em várias aplicações, onde a principal dessas é a produção de embalagens de produtos de alimentícios, onde as indústrias de refrigerantes são os grandes consumidores desse produto. Já na linha de fibras naturais, existe uma vasta quantidade de opções de uso em aplicações de engenharia (Sisal, carnaúba, algodão, piaçava, etc.). Diante do exposto, esse trabalho visa à produção, caracterização e comparação de uma série de configurações de materiais compósitos com uma matriz polimérica (Epóxi) com reforço de PET pós-consumo e piaçava (Resina epóxi para referência; Resina reforçada com fibras de PET; Resina reforçada com fibras de piaçava; e resina, PET e piaçava). Os compósitos foram produzido com fibras bidirecionais em forma de tecido, as fibras tinham espaçamento entre elas de 1 cm. Os materiais reforçados promoveram aumento de algumas propriedades, como flexão, que apresentou um incremento de cerca de 25% na tensão máxima admissível do material. Observou-se que a ordenação das fibras em sentido unidirecional pode melhorar as resistências mecânicas do compósito, isso porque, de forma geral, todas as rupturas dos ensaios ocorreram em uma secção de fragilização provocada pelas fibras transversais aos esforços.
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ANA CLAUDIA DE MELO CALDAS BATISTA
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COMPORTAMENTO MECÂNICO DE COMPÓSITOS POLIMÉRICOS HÍBRIDOS: ESTUDOS EXPERIMENTAIS, ANALÍTICOS E NUMÉRICOS
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Orientador : EVE MARIA FREIRE DE AQUINO
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MEMBROS DA BANCA :
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EVANS PAIVA DA COSTA FERREIRA
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EVE MARIA FREIRE DE AQUINO
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JOÃO CARLOS ARANTES COSTA JÚNIOR
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RAIMUNDO NONATO BARBOSA FELIPE
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SELMA HISSAE SHIMURA DA NOBREGA
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SERGIO RENAN LOPES TINO
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Data: 12/06/2017
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Os tecidos híbridos a base de fibras sintéticas vêm sendo desenvolvidos pelo setor industrial como nova alternativa de reforço para compósitos poliméricos. Neste sentido, surge à necessidade do conhecimento das características mecânicas desses compósitos poliméricos com tecidos híbridos, que até o presente momento foram pouco estudados. Em determinadas condições de projetos, três características são significativas: anisotropia, presença de descontinuidades geométricas e forma de hibridização. Este trabalho busca contemplar todas essas influências com o estudo de dois laminados compósitos, utilizando dois tecidos: o tecido híbrido de fibras de Carbono/Vidro e o tecido híbrido de fibras de Carbono/Aramida, ambos tendo como matriz a resina epóxi (Derakane Momentum™ 411-350) é realizado o processo de fabricação de laminação manual (Hand-lay-up) para obtenção dos laminados. Para o estudo proposto foram realizados os ensaios de tração uniaxial nos corpos de provas de forma que todos os diferentes tipos de fibras tivessem sua orientação coincidente com a direção da carga aplicada, além da orientação da fibras a ±45° com o objetivo de conhecer o comportamento ao cisalhamento para ambos os laminados. Os ensaios foram realizados, tanto para a condição original (sem furo) quanto para a condição com a descontinuidade geométrica (caracterizada como um furo central, que para a orientação de fibra de maior desempenho teve seu diâmetro variável). Estudos das propriedades de resistência última, rigidez e características da fratura mecânica (macroscópica e microscópica) foram desenvolvidos. Para influência da relação w/D (largura do CP/diâmetro do furo) foi realizado um estudo analítico tendo como base a avaliação do fenômeno da concentração de tensão a partir dos critérios de falhas Point Stress Criterion (PSC) e Average Stress Criterion (ASC), assim como um estudo numérico utilizando o Método de Elementos Finitos. Nesses estudos o objetivo central é a determinação do fator de concentração de tensão (K) dos materiais propostos, usando tanto a influência dos módulos elásticos quanto unicamente dos parâmetros geométricos. Os estudos mostraram que o comportamento mecânico e característica da fratura foram fortemente influenciados pela anisotropia, hibridização, relação w/D e que os modelos analíticos e numéricos obtiveram resultados com boa concordância com os encontrados na literatura.
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IGOR OLIVEIRA NASCIMENTO
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CARACTERIZAÇÃO DO EFEITO DA CORRENTE E TEMPERATURA NA ESTEQUIOMETRIA DOS FILMES FINOS DE TiN DEPOSITADOS POR GAIOLA CATÓDICA E MAGNETRON SPUTTERING
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Orientador : THERCIO HENRIQUE DE CARVALHO COSTA
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MEMBROS DA BANCA :
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EDALMY OLIVEIRA DE ALMEIDA
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ERALDO CÂMARA DE SOUZA
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MICHELLE CEQUEIRA FEITOR
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ROMULO RIBEIRO MAGALHAES DE SOUSA
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THERCIO HENRIQUE DE CARVALHO COSTA
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Data: 23/06/2017
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Filmes finos de nitreto de titânio foram depositados em superfícies de silício e de vidro, utilizando as técnicas de deposição descarga em gaiola catódica e magnetron sputtering, a fim de verificar a influência da corrente e da temperatura na taxa de deposição e nas propriedades estruturais dos filmes finos. As deposições por gaiola catódica foram realizadas nas configurações gaiola alta, gaiola baixa e a inovação da técnica que é a gaiola dupla, em atmosfera gasosa de 75% de hidrogênio e 25% de nitrogênio, as temperaturas de 300°C e 350°C, com tempos de deposições de 2 e 4 horas. As deposições realizadas com o magnetron sputtering teve atmosfera gasosa de 75% de argônio e 25% de nitrogênio, com as correntes de 0,40 A e 0,50 A, nos tempos de deposições de 2 e 4 horas. Na caracterização dos filmes finos de nitreto de titânio, utilizou-se a espectroscopia Rama (RAMAN) forneceu a medida direta das energias dos nodos da primeira ordem dos átomos constituintes dos filmes finos, os espectros mostraram interdifusividade atômica que comprovaram a formação de nitreto de titânio e que permitiu o cálculo da razão da concentração N/Ti; As análises de difração de raios-X (DRX) comprovaram que os filmes finos obtidos são compostos por TiN, apresentando variações nos planos cristalinos que indica a não existência de um plano preferencial para o crescimento dos filmes; A espectroscopia de energia dispersão (EDS) analisou quantitativamente a composição dos filmes finos de nitreto de titânio; A microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostrou a estrutura dos filmes finos de nitreto de titânio e foi possível calcular as espessuras dos mesmos; e a microscopia de força atômica (AFM) mostrou algumas características microestruturais como a diferença entre picos e vales da topografia dos filmes finos de nitreto de titânio. De maneira geral, os finos de nitreto de titânio depositados por gaiola catódica apresentam menor cristalinidade devido à baixa quantidades de nitrogênio e quanto maior a temperatura maior será a espessura do filme fino. Já para os filmes finos depositados por magnetron sputtering apresentam crescimento na espessura como aumento da corrente e são mais estequiométricos.
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MARCELO COSTA TANAKA
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CONTROLE INTELIGENTE DE VIBRAÇÕES UTILIZANDO AMORTECEDOR MAGNETO REOLÓGICO
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Orientador : WALLACE MOREIRA BESSA
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MEMBROS DA BANCA :
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ALINE CRISTINA MENDES DE FARIAS
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ANDRÉ FELIPE OLIVEIRA DE AZEVEDO DANTAS
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JULIO CESAR PAULINO DE MELO
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JOÃO CARLOS ARANTES COSTA JÚNIOR
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MARCIO VALERIO DE ARAUJO
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WALLACE MOREIRA BESSA
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Data: 27/06/2017
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Amortecedores que utilizam fluido magneto reológico são amplamente utilizados em aplicações industriais, tais como no controle de vibrações de máquinas ferramentas e em construções sujeitas a abalos sísmicos, na indústria automobilística em suspensões ativa ou semiativa, bem como sistemas de embreagens e freios, e na área de biomecânica em próteses inteligentes e interfaces hápticas na qual simulam o sensoriamento tátil. Eles apresentam diversas características desejáveis como alta controlabilidade de força, baixo consumo energético, estabilidade, ampla faixa operacional de temperatura, tempo de resposta rápido e tamanho compacto. No entanto, o controle preciso desse dispositivo, devido à sua inerente característica não linear, não pode ser facilmente obtido com os controladores lineares convencionais e até mesmo por controladores mais robustos na ausência de uma perfeita modelagem do seu comportamento dinâmico. Hoje em dia, graças ao desenvolvimento da Teoria da Estabilidade, proposta pelo matemático russo Lyapunov, e com os avanços da tecnologia computacional, as técnicas de controle não linear vêm sendo cada vez mais utilizadas. Questões ecológicas, social e econômicas têm levado a indústria automobilística a uma crescente demanda por metodologias e tecnologias eficientes no controle de vibrações em suspensões semiativas. Desta forma, este trabalho descreve o desenvolvimento de um controlador não linear, baseado no método de controle por modos deslizantes com a inclusão de uma estratégia de compensação difusa implementada matematicamente na dinâmica do modelo de um sistema de amortecimento de um quarto de veículo, utilizando amortecedor magneto reológico. Resultados numéricos são apresentados para demonstrar o desempenho do sistema de controle.
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JOSIANE MARIA DE MACEDO FERNANDES
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CONTROLE INTELIGENTE DE SISTEMAS SUBATUADOS COM APLICAÇÕES EM PROBLEMAS DE MECÂNICA DO CONTATO
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Orientador : WALLACE MOREIRA BESSA
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MEMBROS DA BANCA :
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WALLACE MOREIRA BESSA
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JOÃO CARLOS ARANTES COSTA JÚNIOR
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JULIO CESAR PAULINO DE MELO
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MARCIO VALERIO DE ARAUJO
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ALINE CRISTINA MENDES DE FARIAS
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ANDRÉ FELIPE OLIVEIRA DE AZEVEDO DANTAS
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Data: 28/06/2017
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Neste trabalho é desenvolvido uma estratégia de controle não linear baseada no controle por modos deslizantes com compensação neural para estabilização de sistemas subatuados sujeitos a vibrações torcionais. Para melhorar a modelagem das colunas de perfuração para exploração e prospecção de petróleo e gás natural elas são discretizadas, onde a atuação é dada no top drive, ou na mesa rotativa na extremidade superior da coluna, e todo o restante da coluna não recebe atuação. Modelos com 2, 5 e 200 graus de liberdade são abordados neste trabalho. As vibrações torcionais abordadas neste trabalho são do tipo stickslip, que é o caso mais crítico desse tipo de vibração, cuja não linearidade é geralmente causada pelo atrito entre a coluna e a formação, podendo ocorrer em qualquer ponto ao longo da coluna e deve ser levado em consideração na modelagem. O controle por modos deslizantes apresenta robustez frente a incertezas paramétricas e perturbações. A estratégia adotada não requer o conhecimento prévio de incertezas e não linearidades do sistema no entanto, a função descontínua utilizada na lei de controle pode gerar o fenômeno de chattering, que em atuadores mecânicos é normalmente indesejável. Para atenuar o chattering, uma função suave é utilizada no lugar da descontínua, sendo essa abordagem ocasionadora de diminuição no desempenho do controlador. Nesse ponto, técnicas de inteligência artificial podem contribuir na lei de controle para devolver o desempenho ou parte dele ao sistema. Duas arquiteturas de rede são empregadas para estimar a compensação, uma rede do tipo perceptron de múltiplas camadas e uma rede de funções de base radial. As superfícies de controle serão definidas como uma combinação linear dos erros dos estados do sistema e uma rede neural será adicionada para compensar a formação de ciclos limites, comumente apresentados após a perda de eficácia. Resultados são apresentados para demonstrar a performance do sistema de controle proposto.
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JERÔNIMO MAILSON CIPRIANO CARLOS LEITE
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OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE UM COMPÓSITO QUE UTILIZA REJEITOS DE BRITA, CERÂMICA VERMELHA E VIDRO PARA FABRICAÇÃO DE BLOCOS PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL
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Orientador : LUIZ GUILHERME MEIRA DE SOUZA
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MEMBROS DA BANCA :
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FLÁVIO ANSELMO SILVA DE LIMA
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LUIZ GUILHERME MEIRA DE SOUZA
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MARCOS SILVA DE AQUINO
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MARIA KALIONARA DE FREITAS MOTA
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NATANAEYFLE RANDEMBERG GOMES DOS SANTOS
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Data: 30/06/2017
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A utilização de materiais compósitos para a construção civil tem sido prioridade acadêmica em universidades e centros de pesquisa no Brasil e no mundo. Um dos elementos motivadores é o déficit habitacional que os países principalmente do terceiro mundo enfrentam. No Brasil esse déficit alcança mais de 6,5 milhões de moradias, em torno de 12% dos domicílios do país. Esse trabalho apresenta um compósito que foi obtido a partir de resíduos gerados na indústria da construção civil (brita e cerâmica), resíduos de vidro gerados pela indústria vidraceira e elementos comuns em matérias da construção cimento, areai e água. Esses resíduos causam grandes danos ao meio ambiente e são jogados em aterros em grandes quantidades. O ineditismo do trabalho está no uso de três resíduos para a obtenção o compósito e na fabricação de dois tipos de blocos, um maciço usado para piso e um vazado para ser usado em fechamentos verticais em edificações, podendo ser utilizados como alvenaria estrutural ou de vedação. Foram obtidas doze formulações, com duas padrões, e posteriormente selecionadas as seis de melhor resultado mecânico, com uma padrão, 1C +3A + Água. As formulações escolhidas foram caracterizadas, determinando-se as resistências à compressão axial e diametral, a absorção de água por capilaridade e imersão total, a densidade e as propriedades térmicas. Essa caracterização mecânica e térmica é outro ineditismo do trabalho. Foram confeccionados blocos utilizando as formas fabricadas e duas das formulações do compósito, com melhores resultados. Os resultados mais expressivos do compósito foram obtidos para a resistência mecânica à compressão e absorção de água. A resistência à compressão atingiu valor de superior a 13MPa, podendo ser utilizada como alvenaria estrutural, que torna o compósito com maior capacidade de aplicação na indústria da construção civil.
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PEDRO HENRIQUE DE ALMEIDA VARELA
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OBTENÇÃO, CARACTERIZAÇÃO E APLICABILIDADE DE UM COMPÓSITO COM MATRIZ DE RESINA ORTOFTÁLICA E REFORÇOS DE TECIDOS DE JUTA (CORCHORUS CAPSULARIS) HIBRIDIZADO COM FIBRA DE VIDRO
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Orientador : LUIZ GUILHERME MEIRA DE SOUZA
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MEMBROS DA BANCA :
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LUIZ GUILHERME MEIRA DE SOUZA
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MOISES VIEIRA DE MELO
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FLÁVIO ANSELMO SILVA DE LIMA
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MARIA KALIONARA DE FREITAS MOTA
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NATANAEYFLE RANDEMBERG GOMES DOS SANTOS
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Data: 28/07/2017
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A Fabricação de novos materiais compósitos é uma alternativa mais barata para substituir materiais convencionais, nesse intuito foi obtido e estudado a viabilidade do uso do Tecido Plano de Juta (TPJ) e tecido de fibra de vidro (TFV) em um compósito híbrido de matriz de resina poliéster ortoftálica. O processo de obtenção do compósito foi testado em relação ao número máximo de camadas que poderia ser utilizado, sem comprometer a sua processabilidade e a fabricação dos corpos de prova (CPs) em molde compressivo. Foram escolhidas e testadas duas configurações, híbridas e não híbridas, com 4, 6, 8 e 10 camadas de tecido plano de juta mais a resina ortoftálica e 4, 6, 8 e 10 camadas de tecido plano de juta intercalados com o tecido de fibra de vidro mais a resina ortoftálica. O compósito em suas duas configurações e várias formulações foi caracterizado para a determinação de suas principais propriedades através das analises de tração, flexão, impacto, densidade, absorção de umidade, condutividade térmica, envelhecimento, MEV, DRX e FRX. No compósito proposto o TPJ e o TFV tiveram função de carga de reforço, com predominância para o TFV uma vez que todas as formulações estudadas para o compósito híbrido apresentaram resistência mecânica superior à da resina. A configuração 10TJV foi à configuração de melhor resultado de resistência à tração, à flexão e ao impacto. O melhor desempenho do compósito híbrido em relação à resina foi à resistência ao impacto chegando a alcançar valores bem superiores, na ordem de 1000 vezes maiores em relação à mesma. As propriedades térmicas do compósito híbrido foram competitivas com as da resina ortoftálica, trazendo boas possibilidades para aplicações térmicas. O MEV evidenciou que houve aderência entre o TPJ, o TFV e a resina para todas as configurações, porém ocorreram fissuras, vazios e desprendimento de feixes de fibra. O compósito proposto apresentou viabilidade para a fabricação de protótipos solares e eólicos, como foi demonstrada pela obtenção de uma pá a ser usada em aerogeradores do tipo darrieus, e de uma parábola que foi utilizada em um fogão solar multifocal.
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RICARDO CÉSAR DA SILVA ROCHA
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ESTUDO DA DEPOSIÇÃO DE REVESTIMENTOS OBTIDOS A PARTIR DE PÓ DE Fe-NbC EM SUBSTRATO DE AÇO ABNT 1020 POR ASPERSÃO TÉRMICA À PLASMA
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Orientador : THERCIO HENRIQUE DE CARVALHO COSTA
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MEMBROS DA BANCA :
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AUGUSTO JOSE DE ALMEIDA BUSCHINELLI
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EDUARDO GALVAO RAMALHO
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ERALDO CÂMARA DE SOUZA
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PAULO ROBERTO MEI
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THERCIO HENRIQUE DE CARVALHO COSTA
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Data: 31/07/2017
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Os processos de aspersões térmicas são utilizados na obtenção de revestimentos com objetivos diversos, dentre estes a redução ao desgaste, prevenção à corrosão do ambiente de serviço ou reparo de superfícies. Camadas termicamente aspergidas tem sido intensamente utilizada na indústria de petróleo, aeroespacial, elétrica entre outras. Os revestimentos podem ser feitos de metal, cerâmica, vidros e a maioria dos plásticos e compósitos. Os processos de aspersão térmica têm se destacado pelo método rápido e eficiente para aplicação de revestimentos com grandes vantagens como: redução tempo e de custo se comparada a outras técnicas de deposição de camadas. O carbeto de nióbio (NbC) tem se destacado na indústria mecânica, na área química e de microeletrônica, por apresentar propriedades como elevada dureza, alto ponto de fusão (3610°C), elevada condutividade térmica, grande estabilidade química e até resistência a radiação. As propriedades dos revestimentos dependem da composição química e da microestrutura, que são influenciadas por sua vez pelos parâmetros do processo de deposição de arco não transferido. Esta técnica vem sendo estudada para o processamento de revestimentos para diversas aplicações. O Fe-NbC é um novo produto desenvolvido para ser utilizado como reforço para a melhoria das propriedades mecânicas de materiais metálicos. Apresenta-se neste trabalho os resultados de uma investigação sobre a formação, caracterização e desempenho tribológico de camadas duras, obtidas por aspersão térmica a plasma de arco não transferido a partir do pó de Fe-NbC, depositados em substrato de aço ABNT 1020. Nos testes de aspersão, foram variadas a corrente de trabalho e a vazão de gás da tocha. As camadas depositadas foram caracterizadas por meio de análises de Difração de raios X, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, analise química, rugosidade, microdureza Vickers e testes de pino-sobre-disco. Os resultados indicaram que as variações dos parâmetros de deposição alteraram a dureza e o coeficiente de atrito devido a formação das fases de NbC e Fe3O4. Mostrando que o pó de Fe-NbC, torna-se eficiente como reforço de material.
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CLÁUDIO MÁRIO NASCIMENTO
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ESTUDO E DESENVOLVIMENTO DO COMPÓSITO COM CARGA DE FIBRA DE COCO E CORTIÇA TRITURADA
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Orientador : JOSE UBIRAGI DE LIMA MENDES
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MEMBROS DA BANCA :
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ALINE CRISTINA MENDES DE FARIAS
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JOSE RIBEIRO DE SOUZA FILHO
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JOSE UBIRAGI DE LIMA MENDES
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MANOEL FERNANDES DE OLIVEIRA FILHO
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NATANAEYFLE RANDEMBERG GOMES DOS SANTOS
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Data: 04/08/2017
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Nesse projeto de pesquisa fabricou-se um compósito de matriz cimenticia (gesso) reforçado com fibras vegetais (fibra de coco e cortiça), com o objetivo de reduzir o fluxo de calor natural em ambientes de moradia, trabalho, lazer e outros. É uma proposta de sustentabilidade com impacto socioambiental porque foram usados materiais naturais de fácil obtenção e recicláveis como gesso, fibra de coco e cortiça triturada.O compósito destina-se a fabricação de tijolos maciços para paredes não estruturais, placas de forro e argamassa para reboco; fabricado como um produto resistente e isolante térmico, com baixo consumo de energia em sua produção. Após levantamento bibliográfico sobre produtos similares foram fabricados 80 corpos de prova para ensaios de resistência mecânica e térmica. O Estudo e Desenvolvimento do Compósito de Gesso com Fibra de Coco e Cortiça triturada (CGFCC) iniciaram-se com a caracterização dos materiais nas análises de FRX, DRX, TGA e MEV. Comprovaram-se as características e propriedades que atendem as necessidades do compósito, após seleção e preparação dos materiais realizou-se a fabricação dos CPs em quatro formulações distintas, sendo: F1 (gesso puro), F2(gesso+f.c), F3(gesso+cortiça triturada) e F4(gesso+f.c+cortiça) com valores de 10%, 20% e 30% respectivamente. Os ensaios realizados apresentaram resultados satisfatórios comparados aos produtos convencionais; as planilhas e gráficos chegaram aos seguintes resultados: ensaios de absorção de umidade F2 (4,0%) ficaram dentro da norma 6%); absorção de água saturada menor em F4; resistência à compressão ficou mínima de 1,37 e máximo de 7,23 Mpa para F1, F2, F3 e F4; densidade baixa em todas as formulações, e dureza Shore D dentro da norma variando entre 85 – 98. Os ensaios de resistência térmica apresentaram ótimos resultados confirmando as propriedades dos materiais do CGFCC; condutividade térmica 50%, sendo em F2C (±0,19 (W/m.K)); F4C e F3C com padrão de 0,6 – 0,7 (W/m.K); resistividade térmica melhor em F2C = 525,7(ºC.cm/w), seguidos de F4C e F3C; calor especifico menor em F2C = 1000(kj/(kg.K), seguidos de F4B e F3C; e ensaio de difusividade térmica menor em F2B = 0,17(mm²/s) seguido de F4C e F3B. Os resultados demonstraram as possibilidades do gesso beta di-hidrato e hemi-hidrato como matriz na manufatura de produtos a serem utilizados nos sistemas construtivos com baixo custo, além de sua contribuição com o meio ambiente através da redução de coco e cortiça descartados nos lixões urbanos e rurais.
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ELISÂNGELA BEZERRA DAS NEVES HOLANDA
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NANOTUBOS DE CARBONO FUNCIONALIZADOS E IMOBILIZADOS EM FIBRAS TEXTEIS: AVALIAÇÃO DA CITOTOXICIDADE, ADESÃO CELULAR E POTENCIAL APLICAÇÃO BIOMÉDICA
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Orientador : RASIAH LADCHUMANANANDASIVAM
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MEMBROS DA BANCA :
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ANDREA LIMA DE SA
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CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
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ELAINE CRISTINA MARTINS DE MOURA SANTOS
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IRIS OLIVEIRA DA SILVA
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JOSE HERIBERTO OLIVEIRA DO NASCIMENTO
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KESIA KARINA DE OLIVEIRA SOUTO SILVA
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RASIAH LADCHUMANANANDASIVAM
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Data: 14/08/2017
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Os nanotubos de carbono de multicamadas (MWCNT) incorporados à materiais de origem proteicas podem contribuir para o surgimento de interessantes biomateriais compósitos com grande potencial de aplicações biológicas. Os MWCNT são promissores vetores de DNA em células e embriões de seres vivos. Porém, o desencadeamento do seu uso na área biomédica está relacionado à padronização de sistemas e protocolos para avaliar os potenciais impactos na saúde humana e no meio ambiente. O objetivo geral deste estudo foi avaliar o efeito da funcionalização, a citotoxicidade e a adesão celular dos nanotubos de carbono na sua forma comercial e modificados por diferentes processos em células macrófagos (J774 e RAW). Nesta pesquisa, inicialmente foram realizados diferentes processos de funcionalização nos MWCNT visando a inserção de grupos funcionais e possível compatibilidade com biopolímeros. Após a funcionalização os MWCNT foram caracterizados por diferentes técnicas e realizados os ensaios de citotoxidade e a eletroanálise. Os biopolímeros utilizados para a funcionalização do substrato têxtil da proteína da soja foram o colágeno extraído da pele da tilápia e o colágeno comercial. Os substratos têxtis foram funcionalizados através do processo Dip coating e em seguida, foram incorporados os nanotubos de carbono pelo mesmo processo. Os resultados obtidos através das análises do processo de funcionalização dos MWCNT revelaram que as amostras funcionalizadas com a quitosana tende a aumentar o diâmetro do tubo devido a formação de uma monocamada polimérica em sua superfície e que os melhores resultados de oxidação foram para as amostras que passaram pelo processo de funcionalização ácida e funcionalização ácida com quitosana. Os resultados obtidos pela Espectroscopia Raman comprovaram que o processo de funcionalização foi realizado com êxito, possibilitando a inserção de grupos funcionais sobre os nanotubos. A eletroanálise nos nanotubos mostraram que os maiores valores da capacitância por massa e por área foram para as amostras funcionalizadas com ácidos e que a adição da quitosana durante a funcionalização aumenta a resistência à passagem da corrente, além de provocar um efeito isolante. Os ensaios de citotoxidade dos MWCNT realizadas em macrófagos nas concentrações de 100, 75, 50, 25 e 5 µg/mL demonstraram um percentual em torno de 95% de viabilidade celular para as amostras funcionalizadas com ácido e quitosana para todas as concentrações. A observação visual do efeito da funcionalização do substrato têxtil com o colágeno indicou que o tipo e a origem da proteína interferem no efeito da impregnação dos nanotubos de carbono. Em conclusão, as exposições de macrófagos a baixas concentrações de MWCNT funcionalizados não causaram impacto na viabilidade celular, o que abre as possibilidades de diversos estudos para potencializar aplicações na área biológica.
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LUCIANI PAOLA ROCHA CRUZ BARROS
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OBTENÇÃO DE NANOCELULOSE POR HIDRÓLISE ÁCIDA E ENZIMÁTICA DE FIBRAS DE ALGODÃO DE RESÍDUO DE TECIDO TINGIDO COM CORANTE ÍNDIGO
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Orientador : JOSE DANIEL DINIZ MELO
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MEMBROS DA BANCA :
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ANA PAULA CYSNE BARBOSA
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EVERALDO SILVINO DOS SANTOS
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FERNANDO RIBEIRO OLIVEIRA
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HENRIETTE MONTEIRO CORDEIRO DE AZEREDO
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JOSE DANIEL DINIZ MELO
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JOSE HERIBERTO OLIVEIRA DO NASCIMENTO
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Data: 21/08/2017
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Nanocristais de celulose são nanomateriais derivados da celulose, que é um recurso renovável e abundante na natureza. Por apresentarem uma combinação de propriedades como alta resistência mecânica, rigidez, superfície reativa e biodegradabilidade, esses materiais têm recebido grande interesse para aplicações que incluem desde reforço em materiais poliméricos, embalagens alimentares, a aplicações na área farmacêutica. A produção de celulose nanométrica a partir de fibras de algodão tem sido relatada em vários trabalhos publicados na literatura. O objetivo desta pesquisa foi estudar a obtenção de nanocelulose a partir do resíduo de tecido de fibra de algodão tingido com corante índigo, pelas vias de hidrólise ácida e enzimática. Nanocelulose foi obtida com e sem a realização de pré-tratamento para remoção do corante e os efeitos do pré-tratamento nas características da nanocelulose foram avaliados. Na hidrólise ácida, foram avaliadas duas condições de tratamento para isolamento de nanocristais de celulose: concentrações de ácido sulfúrico de 55% m/m a 60◦C e 65% m/m a 45◦C, com tempos de 30 e 60 min. Na hidrólise enzimática foram estudados a influência do tipo de complexo enzimático (Trichoderma reesei ATCC 26921 e Aspergillus fumigatus), o tempo (0 a 48h) e a carga enzimática (7,5 e 12 FPU). As suspensões obtidas após hidrólise foram caracterizadas pelas técnicas de potencial zeta, microscopia de força atômica, microscopia eletrônica de transmissão, espectrofotometria de infravermelho, difração de raios X, análise termogravimétrica, açúcares redutores totais e cromatografia líquida de alto desempenho. Os resultados comprovaram a obtenção de nanocelulose a partir do tecido de algodão tingido com corante índigo, tanto no processo via hidrólise ácida, como no de via enzimática. As imagens de microscopia indicaram nanocristais de celulose com formato acircular a partir da hidrólise ácida. No caso da hidrólise enzimática, as imagens mostraram a presença de nanocelulose com formato esférico. Com relação aos resultados da hidrólise ácida, não se pode afirmar que o pré-tratamento interferiu nos valores obtidos para o fator de forma, já que a presença de aglomerados dificulta a medição dos nanocristais. A hidrólise ácida realizada na condição de 65% a 45◦C e tempo de 60 min resultou em nanocristais com menor comprimento e diâmetro, tanto para o tecido pré-tratado como para o sem pré-tratamento. Com relação a hidrólise enzimática, a realização de pré-tratamento não alterou significativamente as características das estruturas micro e nanocristalina. O tamanho médio das nanoceluloses obtidas foram na faixa de 80 a 230nm. Os resultados do processo de hidrólise enzimática por cromatografia indicam que as melhores conversões de celulose em glicose ocorreram utilizando o complexo enzimático Trichoderma reesei ATCC 26921 com carga de enzima de 12 FPU e tempo de hidrólise de 48h. Em resumo, este estudo demonstrou que estruturas nanométricas podem ser obtidas a partir do tecido de algodão tingidos com corante índigo, sem a necessidade de pré-tratamento para remoção do corante, e as características dos nanomateriais obtidos dependem do processo de hidrólise utilizado.
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RUBENS CAPISTRANO DE ARAUJO
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REVESTIMENTO SUPERHIDROFÓBICO DE NANOCOMPÓSITO PTFE/CaO FABRICADO POR DEPOSIÇÃO DE ESPUMA EM FIBRAS DE PLA
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Orientador : JOSE DANIEL DINIZ MELO
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MEMBROS DA BANCA :
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FERNANDA STEFFENS
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HENRIETTE MONTEIRO CORDEIRO DE AZEREDO
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JOSE DANIEL DINIZ MELO
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JOSE HERIBERTO OLIVEIRA DO NASCIMENTO
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MAURICIO ROBERTO BOMIO DELMONTE
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Data: 21/08/2017
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Superfícies superhidrofóbicas têm sido objeto de muitos estudos devido ao grande interesse científico e tecnológico para aplicações como autolimpeza, anticorrosão, separação água/óleo, microfluídica, dentre outras. A superhidrofobicidade depende das características químicas e topologia das superfícies. Neste trabalho, foi desenvolvido um novo método de produção de revestimento superhidrofóbico nanoestruturado em materiais fibrosos, utilizando o processo de deposição de espuma. Com base no método desenvolvido, revestimentos nanocompósitos de politetrafluoretileno e nanopartículas de óxido de cálcio foram depositados sobre fibras de Poliácido láctico para avaliação de superhidrofobicidade. A influência de parâmetros de processo como, concentração de nanopartículas de óxido de cálcio, concentração de Politetrafluoretileno, temperatura de polimerização e tempo de polimerização, foi avaliada. O revestimento foi caracterizado por ângulo de contato, difração de raios-x, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier e reflectância total atenuada, microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força atômica, microscopia eletrônica de transmissão e espectroscopia de raios-x de dispersão de elétrons, teste de repelência a líquidos com vários valores de tensão superficial, teste de verificação da autolimpeza e teste de resistência a lavagem. Os resultados de difração de raios-x e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier indicaram a presença de Politetrafluoretileno e nanopartículas de óxido de cálcio sobre a superfície das fibras de Poliácido láctico, confirmando a deposição do revestimento pelo processo desenvolvido. Dentre os parâmetros de processo estudados, a condição de 0,6% sobre o peso do material (spm) de nanopartículas de óxido de cálcio, 80 g/l de Politetrafluoretileno, 140°C e 90 segundos de polimerização resultou no maior valor de ângulo de contato para o revestimento de Politetrafluoretileno/nanopartículas de óxido de cálcio (159,67° ± 1,05°). As imagens de microscopia eletrônica de transmissão, microscopia eletrônica de transmissão e espectroscopia de raios-x de dispersão de elétrons e microscopia de força atômica mostraram nanopartículas de óxido de cálcio com formas esférica e retangular e alterações morfológicas e topográficas na superfície das fibras de Poliácido láctico com a deposição do recobrimento. Os resultados dos testes de repelência aquosa realizados utilizando uma série de soluções de água/álcool isopropílico com diferentes tensões superficiais indicaram repelência da superfície revestida a todas as soluções testadas. As fibras com o revestimento de Politetrafluoretileno/ nanopartículas de óxido de cálcio também apresentaram propriedade de autolimpeza fazendo com que uma gota de água removesse a sujeira da superfície. O nanorevestimento manteve a superhidrofobicidade mesmo após 25 ciclos de lavagem e 100 ciclos de abrasão. Em resumo, o processo de fabricação apresentado nesta pesquisa utilizando a deposição de espuma mostrou-se simples e prático para deposição de filmes superhidrofóbicos em fibras e tecidos. O revestimento de Politetrafluoretileno/nanopartículas de óxido de cálcio depositado em fibras de Poliácido láctico via deposição de espuma apresentou propriedades superhidrofóbicas.
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ZULMAR JOFLI DOS SANTOS JÚNIOR
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FABRICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE UM COPÓSITO COM MATRIZ DE RESINA POLIÉSTER ORTOFTÁLICA E CARGA DE FIBRAS VEGETAIS DA ESPÉCIE AGAVE ANGUSTIFOLIA HAW
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Orientador : LUIZ GUILHERME MEIRA DE SOUZA
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MEMBROS DA BANCA :
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IVERTON RODRIGO BARBOSA GOMES
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LUIZ GUILHERME MEIRA DE SOUZA
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MARCOS SILVA DE AQUINO
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MIGUEL CABRAL DE MACÊDO NETO
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NATANAEYFLE RANDEMBERG GOMES DOS SANTOS
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Data: 31/08/2017
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As questões ambientais vêm provocando discussões entre vários atores sociais, compostos por grupos de ativistas, ambientalistas, políticos, cientistas, pesquisadores, discentes, instituições públicas e privadas. Dentro deste universo o presente trabalho propõe-se a obter e caracterizar um compósito de matriz de resina poliéster ortoftálica com carga/reforço de fibra vegetal da espécie Agave Angustifolia Haw na proporção de 5%, 7,5% e 10% em massa em relação à matriz. Foram fabricadas mantas de fibra de agave para três formulações e para a obtenção do compósito utilizou-se o processo de prensagem a frio. As mantas de agave eram colocadas no molde com orientações defasadas de 90° Os corpos de prova das formulações do compósito foram fabricados em molde fechado a baseados em normas específicas, e foram submetidas a ciclos de ensaios mecânicos, térmicos, físicos e químicos, sendo determinadas as resistências atração, flexão e impacto, de resistência mecânica à tração, flexão e impacto, a densidade, a absorção de água, a composição química através do Difratômetro de Raios X (DRX) e Espectrometria de fluorescência de Raios X (FRX), e a microestrutura das formulações do compósito proposto. Provou-se a viabilidade de obtenção do compósito para todas as formulações estudadas. A formulação mecanicamente mais viável foi a de 10% de fibra de agave. Todas as formulações apresentaram resistências mecânicas à tração e ao impacto superiores à da resina matriz, traduzindo uma função de carga de reforço da fibra de agave utilizada.
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CLAUDIO ROMERO RODRIGUES DE ALMEIDA
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SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DAS PROPRIEDADES FOTOLUMINACENTES DO CaMoO4 DOPADO COM TERRAS RARAS Eu+3, Tb+3 e Tm+3 OBTIDOS PELA TÉCNICA DE SPRAY PIRÓLISE ULTRASSÔNICO
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Orientador : CARLOS ALBERTO PASKOCIMAS
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MEMBROS DA BANCA :
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CARLOS ALBERTO PASKOCIMAS
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ELSON LONGO DA SILVA
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FABIANA VILLELA DA MOTTA
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MAURICIO ROBERTO BOMIO DELMONTE
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MAXYMME MENDES DE MELO
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Data: 31/08/2017
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Os materiais que pertencem a família dos molibdatos com estrutura cristalina tipo scheelita têm sido objeto pesquisas ao longo do tempo. O amplo interesse nestes compostos reside em suas excelentes propriedades ópticas, que formam a base de sua utilização como substâncias fosforescentes, materiais para lasers, e detectores de cintilação entre outros. A técnica de spray pirólise ultrassônica, por sua vez, é uma técnica de produção contínua de pós, de apenas uma etapa, de fácil controle dos parâmetros e apesar de ser uma metodologia amplamente utilizada, não há referências de seu uso para a produção de molibdatos de cálcio puro e com dopagem de terras raras. Neste trabalho foi estudado a obtenção de partículas de molibdato de cálcio (CaMoO4) puro e dopado com diferentes porcentagens em mol de 1%, 2% e 4% das terras raras Eu+3, Tm+3, Tb+3 e suas respectivas misturas a partir da técnica de spray pirólise ultrassônico. Os materiais obtidos foram caracterizados pelas técnicas de difração de raios-X, espectroscopia de micro Raman, espectroscopia ótica nas regiões do ultravioleta-visível, microscopia eletrônica de varredura com canhão de elétrons por emissão de campo e espectroscopia de fotoluminescência. Os resultados indicaram que a técnica de spray pirólise ultrassônico produziu material de alta pureza, nas dimensões nano e micro, com morfologia esférica. Com a adição das terras raras com diferentes porcentagens em mol de 1%, 2% e 4% e sua mistura na estrutura do CaMoO4, foi possível observar as emissões de fotoluminescência características das terras raras e a obtenção de materiais com emissões no branco para as amostras de CaMoO4 2%TR e CaMoO4 4%TR.
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RUI CARLOS DE SOUSA MOTA
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PRODUÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE UM COMPÓSITO A BASE DE RESINA POLIÉSTER ORTOFTÁLICA UTILIZANDO O EXOCARPO DE LICURI PARTICULADO
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Orientador : JOSE UBIRAGI DE LIMA MENDES
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MEMBROS DA BANCA :
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ALINE CRISTINA MENDES DE FARIAS
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FERNANDA ALVES RIBEIRO
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IRIS OLIVEIRA DA SILVA
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JOSE UBIRAGI DE LIMA MENDES
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NATANAEYFLE RANDEMBERG GOMES DOS SANTOS
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RAIMUNDO JORGE SANTOS PARANHOS
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Data: 11/09/2017
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Visando a melhoria e otimização dos processos produtivos, pesquisadores dos mais diversos segmentos buscam apresentar soluções que reduzam custos operacionais e a utilização de matéria-prima empregados na fabricação de bens em geral. O uso de resíduo, de origem vegetal e industrial, atende ao apelo da sustentabilidade e agrega renda aos agricultores familiares e de baixa renda. Este trabalho estuda o aproveitamento do exocarpo da fruta do licurizeiro (Syagro Coronata), palmeira nativa do semiárido baiano e chamada também de nicuri, licuri, Ouricuri etc. e tem como objetivo contribuir para a ampliação da cadeia produtiva, agregando renda ao pequeno produtor e ao agricultor familiar. Para tanto, buscou-se caracterizar e analisar as propriedades mecânicas e térmicas do referido resíduo que hoje não possui utilidade para os agricultores, que após a cominuição pelo processo de impacto (pilão manual) e moagem em um moinho de facas com telas de 1,0 mm e de passar pelo processo de peneiramento para separar as partículas com tamanhos entre 0,0085 e 0,0074 mm e foi caracterizado por MEV, DRX; TG e densidade volumétrica para melhor conhecer suas propriedades. Este particulado foi utilizado como carga em um compósito polimérico tendo como matriz a resina poliéster ortoftalica pré acelerada em quatro proporções em massa, 10; 20; 30 e 40 % que foram comparadas com a resina pura e que depois foi caracterizados MEV, por DRX, TG, Condutividade térmica, densidade volumétrica, impacto, absorção de água, tração e flexão em três pontos, para tanto foram fabricadas placas com as dimensão de 400 x 300 x 8 mm e cortado os corpos de provas de acordo com as normas vigentes, a mistura foi homogeneizada com a utilização de uma batedeira doméstica por dez minutos a uma rotação de 720 rpm e depois despejada na forma de granito e deixado curar por oito horas e uma pós cura de mais oito horas, depois foi cortado os corpos de prova nas dimensões normatizadas e lixadas e polidas para que não houvesse a menor interferência possível nos resultados. Ficou demonstrado que a formulação com adição de 20% de resíduo apresentou no geral uma melhor performance para utilização estrutural em aplicações que não exijam solicitações mecânicas, assim como um melhor acabamento para utilização em ecodisigner e peças acadêmicas.
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FRANCIÉLIO GOMES DA SILVA
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ESTUDO DA CONCENTRAÇÃO DE TENSÃO DOS LAMINADOS SANDUÍCHES À FLEXÃO
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Orientador : RAIMUNDO CARLOS SILVERIO FREIRE JUNIOR
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MEMBROS DA BANCA :
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AVELINO MANUEL DA SILVA DIAS
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EDVAN MOREIRA
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MAXYMME MENDES DE MELO
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RAIMUNDO CARLOS SILVERIO FREIRE JUNIOR
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SELMA HISSAE SHIMURA DA NOBREGA
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SERGIO RENAN LOPES TINO
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Data: 15/09/2017
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Esse trabalho consiste no estudo do comportamento das propriedades mecânicas do compósito laminado sanduíche com núcleo de honeycomb, submetido à flexão em 4 pontos, fabricado pela indústria aeronáutica. O mesmo tem como principais objetivos a análise da concentração de tensão e um estudo detalhado dos modelos e critérios de falha que ocorre nesses materiais. De acordo com normas ASTM, confeccionou-se corpos de prova sem furo LS e com furo LSF circular concêntrico. Este estudo foi realizado em diversos laminados compósitos sanduíches com diferentes dimensões de largura e diâmetro do furo. Para o estudo de concentração de tensão efetuou-se o comparativo entre os modelos teórico como o Critério da Tensão Média (Average Stress Criterion - ASC), o Critério da Tensão Pontual (Point Stress Criterion - PSC), o modelo de falha inerente, (Inherent flaw model - IFM) e o Critério de Tensão Máxima (Maximum Stress criterion - MSC) em conjunto com os dados experimentais e os resultados de simulação matemática pelo Método dos Elementos Finitos (MEF). Além disso, foram também desenvolvidas técnicas de análise, já consagradas na literatura, para determinação das propriedades mecânicas residuais devido a influência do furo, com o objetivo de produzir um modelo de falha que defina o comportamento do material sob ação da concentração de tensão. Todos os comparativos foram feitos com o intuito de se obter uma boa previsibilidade entre os dados experimentais com os modelos propostos e os resultados numéricos. Já a análise da concentração de tensão em torno do furo foi realizada pelo monitoramento da tensão média dos extensômetros submetido até a tensão máxima de flexão. A modificação dos métodos PSC, ASC e IFM, a partir dos resultados experimentais do LSF, é algo que foi verificado com exclusividade neste trabalho, onde traz uma metodologia nova para a área de concentração de tensões em compósitos. A partir dos dados experimentais e da micromecânica, dos resultados analítico e matemáticos (MEF) gerou-se curvas de concentração de tensão em torno do furo. Quando D/W era superior a 0,3 os valores analíticos começaram a apresentar concentração de tensões superior ao valor obtido experimentalmente, como no caso das amostras W90D32 e W90D38.
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EDUARDO CAMPELO SOEIRO
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DESENVOLVIMENTO DE UM COMPÓSITO POLIMÉRICO A PARTIR DO POLIURETANO E O PÓ DE MACAMBIRA VISANDO ISOLAMENTO TÉRMICO
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Orientador : JOSE UBIRAGI DE LIMA MENDES
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MEMBROS DA BANCA :
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DORGIVAL ALBERTINO DA SILVA JÚNIOR
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JOSE UBIRAGI DE LIMA MENDES
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MARCOS SILVA DE AQUINO
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MIGUEL CABRAL DE MACÊDO NETO
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VALÉRIO FERNANDES DE AZEVEDO
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Data: 25/09/2017
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Nos últimos anos, a preocupação com a preservação do meio ambiente tem incentivado as pesquisas de novos materiais que utilizem matérias primas de fontes naturais renováveis. Neste trabalho, produziram-se três composições em molde fechado com 5, 10 e 15% em massa do pó de macambira, denominados PU5, PU10 e PU15, além da espuma rígida de poliuretano puro, PU. As espumas rígidas de PU e seus compósitos foram caracterizados fisicamente através da densidade aparente, absorção de água e teor de umidade. A morfologia foi observada através de imagens feitas por micrografia eletrônica de varredura (MEV). A identificação dos principais grupos orgânicos foi possível com a espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Foram realizados ensaios de compressão, tração, flexão em três pontos e dureza para avaliar o comportamento mecânico. Além disso, as análises de DRX possibilitaram a determinação da cristalinidade do material. A termogravimetria possibilitou determinação das temperaturas limite de resistência à degradação térmica dos materiais. Parâmetros como a capacidade calorífica, a condutividade, difusividade e resistividade térmicas também foram determinados. Os compósitos PU10 e PU15 apresentaram propriedades térmicas semelhantes ao poliuretano puro. Isso mostrou que a utilização do pó de macambira como carga nas proporções de 10 e 15% em massa é viável, uma vez que, apesar das semelhanças nas propriedades, as espumas compósitos apresentam vantagens do ponto de vista ambiental e econômico, pois parte do volume da espuma é ocupado pelo pó de macambira, um material biodegradável originado de fonte renovável
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MARINALVA FERREIRA TRAJANO
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SÍNTESE DE NANOPARTÍCULAS POR SPUTTERING EM BIOLUBRIFICANTES PARA APLICAÇÕES EM TURBINAS EÓLICAS
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Orientador : SALETE MARTINS ALVES
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MEMBROS DA BANCA :
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DANTE FERREIRA FRANCESCHINI FILHO
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FELIPE BOHN
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FLÁVIO JOSÉ DA SILVA
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JOSE HERIBERTO OLIVEIRA DO NASCIMENTO
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SALETE MARTINS ALVES
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Data: 29/09/2017
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Engrenagens e outros conjuntos mecânicos são muito importantes para a conversão da energia eólica em energia elétrica em turbinas eólicas, mas a sua durabilidade e eficiência são severamente prejudicadas por algumas questões tribológicas como corrosão, desgaste, deformação e fragmentação. Os lubrificantes utilizados para reduzir esse desgaste e deformação são de fontes não renováveis podendo não ser viáveis ambientalmente. Assim, surgem novas tecnologias que visam o desenvolvimento de produtos de fontes renováveis substituindo o óleo mineral e aditivo de extrema pressão. A este respeito, óleos vegetais e novos aditivos inorgânicos estão sendo pesquisados como uma alternativa adequada para substituir os lubrificantes utilizados atualmente em engrenagens de turbinas eólicas. O objetivo desse trabalho é sintetizar nanopartículas inorgânicas em óleos vegetais por sputtering para obter nanopartículas (NPs) coloidais estáveis, desenvolvendo lubrificantes mais adaptados ao meio ambiente com aditivos mais eficientes, com um melhor nível de desempenho tribológico em relação ao menor coeficiente de atrito e menor desgaste nas caixas de velocidades das turbinas eólicas. A metodologia aplicada está divida em 5 etapas: 1- preparação do biolubrificante (óleo de girassol epoxidado); 2- caracterização físico-quimica dos lubrificantes; 3- deposição das nanopartículas por sputtering; 4- caracterização da dispersão e 5- nanoparticulas e avaliação tribológica. Nas deposições foram utilizados três níveis de corrente de descarga e consequentemente taxas de deposição (30 mA – 0,8 Å/s, 40 mA- 1,03 Å/s e 50 mA - 1,51 Å/s) para obter três tipos de concentrações (0,05%w, 0,1%w e 0,3%w) e com o reagente inorgânico Cu para se obter nanopartículas de cobre. As nanopartículas formadas foram caracterizadas em função do tamanho de partícula pela técnica de SAXS e uma amostra por MEV. A dispersão das nanopartículas foram analisadas por Uv-Visível, Polidispersividade, Potencial Zeta e SAXS. Para avaliar o desempenho tribológico foi utilizado o tribômetro HFRR analisando desgaste. Os resultados obtidos foram: biolubrificantes mais adequados ao meio ambiente com aditivos que corroboram com menor desgaste e menor atrito em superfícies metálicas com melhor dispersão das nanopartículas no óleo lubrificante.
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CAMILLA DE MEDEIROS DANTAS AZEVÊDO
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ESTUDO DA RESISTÊNCIA RESIDUAL DE DOIS COMPÓSITOS POLIMÉRICOS DE FIBRA DE VIDRO-E E KEVLAR 49 APÓS SOFREREM IMPACTO DE BAIXA VELOCIDADE
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Orientador : RAIMUNDO CARLOS SILVERIO FREIRE JUNIOR
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MEMBROS DA BANCA :
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AVELINO MANUEL DA SILVA DIAS
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ELMO THIAGO LINS COURAS FORD
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RAIMUNDO CARLOS SILVERIO FREIRE JUNIOR
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RENATA CARLA TAVARES SANTOS FELIPE
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WANDERLEY FERREIRA DE AMORIM JÚNIOR
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Data: 10/10/2017
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As propriedades mecânicas dos materiais compósitos, das mais diversas aplicações industriais, podem ser reduzidas significativamente pela ocorrência de impactos de baixas velocidades. Esses impactos podem provocar danos internos no material comprometendo sua integridade. Assim, o presente estudo tem como objetivo fazer uma análise experimental da resistência residual à flexão em três pontos e compressão após o impacto (CAI), de dois tipos de laminados compósitos de matriz polimérica ortoftálica, sendo um deles reforçado a com 7 camadas de tecido bidirecional de Vidro E (CV) e o outro reforçado com 7 camadas de tecido bidirecional de Kevlar 49 (CK), sujeitos a impactos de baixa velocidade. Esse estudo é de grande importância pelo fato de tentar conduzir ao aparecimento prematuro de instabilidade estrutural e a consequente restrição do seu uso. A energia utilizada nesse trabalho para os dois tipos de laminados foi de aproximadamente 96J. Além disso, para o material compósito reforçado com fibra de kevlar, foram feitos sucessivos impactos com a mesma energia verificando sua influência nas propriedades do laminado. Sendo aplicadas 5 vezes, e 10 vezes a energia máxima de 96J. Como resultado verificou-se que no laminado CV, tanto as propriedades de compressão como de flexão em três pontos, a resistência se manteve praticamente inalterada enquanto que o módulo teve uma diminuição depois do impacto. Já no laminado CK houve um decréscimo tanto nas propriedades de compressão como flexão em três pontos após o impacto. Essa perda da integridade desses materiais pode ser justificada pela ocorrência de delaminação nas interfaces dos compósitos.
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ARLINDO BALBINO DO NASCIMENTO NETO
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NOVA CONFIGURAÇÃO E ESTUDO DE UM REVESTIDOR CERÂMICO VIA OXIDAÇÃO ELETROLÍTICA POR PLASMA (PEO) EM LIGA DE Ti6Al4V PARA USO EM IMPLANTES
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Orientador : CUSTODIO LEOPOLDINO DE BRITO GUERRA NETO
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MEMBROS DA BANCA :
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ANGELO RONCALLI OLIVEIRA GUERRA
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CUSTODIO LEOPOLDINO DE BRITO GUERRA NETO
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EDALMY OLIVEIRA DE ALMEIDA
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ERNANO ARRAIS JUNIOR
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HELIO ROBERTO HEKIS
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THERCIO HENRIQUE DE CARVALHO COSTA
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Data: 13/12/2017
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Atualmente muitos estudos têm sido realizados em busca de materiais biocompatíveis para a fabricação de implantes, principalmente na área ortopédica e odontológica. Nesse sentido as ligas de titânio desempenham um papel importante para o uso em implantes devido à sua baixa densidade, não toxicidade, resistência à corrosão e biocompatibilidade. O titânio apresenta uma fina camada passiva de óxido que possibilita sua biocompatibilidade quando inserido em um organismo biológico. No entanto, esta camada de óxido espontânea pode ser perdida, rapidamente, se inserido em ambientes adversos. Consequentemente, a modificação superficial apropriada é necessária para as ligas à base de titânio para melhorar as propriedades de superfície bem como a bioatividade. Existe uma vasta gama de técnicas de modificação de superfície disponíveis, tais como deposição física de vapor, deposição química a vapor, anodização, pulverização de plasma e oxidação electrolítica de plasma (PEO). Entre estas técnicas, a oxidação eletrolítica por plasma (PEO) se apresenta como uma técnica atrativa para aplicações biomédicas devido as suas características que favorecem a osseointegração. Vários pesquisadores investigaram os efeitos dos parâmetros do processo dos revestimentos PEO. No entanto, não existe um estudo sistemático sobre o efeito do revestimento simultâneo cerâmico em hastes de liga de titânio (Ti-6Al-4V) e crescimento da espessura da camada correlacionados com o método computacional livre. Neste trabalho, foi projeto, fabricado e estudado um revestidor cerâmico via PEO em hastes de titânio. Os revestimentos foram realizados em banho eletrolítico por 1, 8 e 16 minutos, respectivamente, e tensão de 290V DC. Foram realizados tratamentos, no mesmo ciclo de trabalho, com 1, 2 e 3 amostras. Para analisar as espessuras dos revestimentos, foram utilizados Microscopia Ótica (MO) e Eletrônica de varredura (MEV). Para obter a composição química e fase do revestimento, foram utilizados a Espetroscopia de Energia Dispersiva (EDS) e Difratometria de Raio-X (DRX). Para análise elétrica foram utilizados os métodos do rompimento da rigidez dielétrica e figura de Lissajous. Para análise mecânica foi utilizado o método tribológico pino sobre haste. Para análise física foram utilizados o método da gota séssil e cálculo da energia de superfície para verificar a molhabilidade. Foram obtidos revestimentos homogêneos, porosos, hidrofílicos e com resistência mecânica ao contato, através do multi-revestidor cerâmico. Foi obtido uma correlação entre o crescimento dos revestimentos e a quantidade de amostras tratadas, no mesmo ciclo de trabalho. Foi obtido um método de análise elétrica, a partir de métodos computacionais, que foi correlacionado com a espessura do revestimento, porosidade e molhabilidade. Os resultados obtidos mostraram a capacidade de escalabilidade de produção e baixo custo para produzir amostras capazes de propiciar uma osseointegração homogênea e estável.
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RAPHAEL SIQUEIRA FONTES
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COMPÓSITOS POLIMÉRICOS REFORÇADOS POR TECIDOS MULTIAXIAIS ACOPLADOS: ANISOTROPIA, CONFIGURAÇÃO E CONCENTRAÇÃO DA DEFORMAÇÃO
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Orientador : EVE MARIA FREIRE DE AQUINO
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MEMBROS DA BANCA :
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EVANS PAIVA DA COSTA FERREIRA
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EVE MARIA FREIRE DE AQUINO
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JOÃO CARLOS ARANTES COSTA JÚNIOR
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RAIMUNDO CARLOS SILVERIO FREIRE JUNIOR
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SERGIO RENAN LOPES TINO
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WANDERLEY FERREIRA DE AMORIM JÚNIOR
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Data: 14/12/2017
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Considerando a diversidade de aplicações para os materiais compósitos, incluindo a disponibilidade de diferentes tipos de reforços, além das mais variadas condições de projeto, a proposta desta Tese de Doutorado é determinar a influência na resposta mecânica de laminados compósitos à base de tecidos multiaxiais acoplados de fibras de vidro-E e matriz epóxi éster vinílica, quando em presença de descontinuidade geométrica, aqui caracterizada por um furo circular. Nesse estudo do fenômeno da Concentração de Tensões é dado ênfase ao comportamento da deformação na vizinhança do furo, tendo em vista a característica do tecido de reforço ter suas camadas básicas acopladas através de fios de costura, tornando-os mais compactos em sua capacidade de suporte de carga. Esse estudo é desenvolvido a partir da medição das deformações na vizinhança do furo, utilizando a técnica de medição por Extensometria, frente aos ensaios de tração uniaxial. Por fim, serão apresentados os resultados em termos quantitativos sobre o efeito da presença da descontinuidade geométrica, mediante os cálculos da Resistência Residual (RS), do Módulo Residual (RM) e dos Fatores de Concentração de Tensão (K, calculados a partir de variados métodos analíticos), além da determinação das distribuições das deformações (obtidas das leituras dos extensômetros) na vizinhança do furo nos laminados em estudo, nas orientações 0°, 90° e 45° dos CPs. Essas distribuições são validadas utilizando a solução analítica proposta por Lekhnitskii (1968) e Konish e Whitney (1975), amplamente utilizada para materiais compósitos ortotrópicos. Ao ser efetuada a comparação entre os valores medidos experimentalmente e as distribuições analíticas das deformações, observou-se pouca interferência dos valores de K adotados para a obtenção das curvas analíticas, resultando numa concordância entre os valores obtidos pelos extensômetros e o modelo analítico.
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FLANELSON MACIEL MONTEIRO
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EFEITO DA ADIÇÃO DE RESÍDUOS DE CAULIM E QUARTZITO EM MASSAS CERÂMICAS PARA REVESTIMENTO
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Orientador : FRANCINE ALVES DA COSTA
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MEMBROS DA BANCA :
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FRANCINE ALVES DA COSTA
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DIANA CARLA SECUNDO DA LUZ
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ANGELUS GIUSEPPE PEREIRA DA SILVA
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ARIADNE DE SOUZA SILVA
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GILSON GARCIA DA SILVA
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TERCIO GRACIANO MACHADO
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Data: 18/12/2017
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A proposta deste trabalho é estudar a adição de resíduos de caulim e quartzito rosa, provenientes, respectivamente, das microrregiões do Seridó Potiguar e Borborema Paraibana, em formulações cerâmicas para a fabricação de revestimento. Foram preparadas massas cerâmicas, num total de oito formulações, com 10, 17, 20, 27, 30, 37, 40 e 47% de resíduo de caulim e 6% de resíduo de quartzito rosa. As matérias primas utilizadas foram caracterizadas quanto à composição química através de DRX, FRX e comportamento térmico (TG, DTG, Dilatometria); além da análise do tamanho de partículas, e, no caso da argila, do Índice de Plasticidade. Os corpos de prova foram compactados em prensa hidráulica com pressão de 21 MPa, secos em estufa a 100oC e sinterizados a 1200ºC, 1250ºC e 1300°C, sob um ciclo térmico de queima rápida. A caracterização dos corpos de prova foi realizada através dos ensaios tecnológicos de absorção de água (AA%), retração linear (RL%), porosidade aparente (PA%), perda ao fogo (PF%), Módulo de Resistência à Flexão (MRF), Microscopia Óptica (MO) e Eletrônica de Varredura (MEV). De acordo com as normas NBR 13818 e 13817, os resultados dos ensaios de absorção de água (AA) e resistência à flexão (MRF) apontam que as massas cerâmicas produzidas com a adição dos resíduos minerais apresentam variadas aplicações. Em relação à absorção de água (AA), na temperatura de 1200°C, os corpos de prova produzidos apresentam características semelhantes às dos revestimentos do tipo semiporoso, semigrés e grés. Na temperatura de 1250°C, as amostras apresentaram propriedades tecnológicas similares aos semigrés, grés e porcelanatos; enquanto na de 1300°C, porcelanatos e grés. A resistência à flexão (MRF), por outro lado, mostrou que os corpos de prova produzidos com as massas cerâmicas têm semelhanças com os revestimentos do tipo semigrés, semiporoso e poroso.
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