Os metais duros são amplamente utilizados na indústria metal mecânica por possuírem ótimas propriedades de dureza, boa tenacidade e resistência ao desgaste. Esses compósitos são compostos de uma mistura de carboneto de tungstênio (WC) como fase dura, e um ligante metálico, geralmente cobalto (Co) (ou outros metais como ferro (Fe), níquel (Ni)). No entanto, o cobalto é o ligante mais amplamente utilizado devido suas boas propriedades, principalmente a molhabilidade. Todavia, esse metal traz alguns dilemas, como o alto custo e toxicidade. Diante disso, essa pesquisa busca empregar um ligante alternativo em cermets que proporcione propriedades semelhantes ao cobalto, esse metal é a liga Invar (Fe-36%Ni) o qual possui um baixo coeficiente de expansão térmica, tornando atrativo em aplicações que envolvem mudanças de temperaturas, como é o caso da usinagem. As amostras são fabricadas através da sinterização por corrente pulsada (“Spark Plasma Sintering – SPS”), que proporciona rápida sinterização e boa densificação. As amostras WC-10%(Fe,Ni) foram sinterizadas com patamares isotérmico de 1100, 1200 e 1300 ºC. Amostras WC-10%Co foram sinterizadas com patamar de 1200 ºC para comparação. Os resultados mostram que a microestrutura apresenta uma boa distribuição de WC e ligante, diminuição da porosidade e o crescimento anormal de WC com o aumento de temperatura de patamar isotérmico. Além disso, a fase eta foi encontrada para temperaturas de 1200 e 1300 ºC. Os ensaios de dilatometria mostraram que o WC-10%(Fe,Ni) apresenta coeficiente de expansão térmica de 5,11 x10^-6 °C^-1 , enquanto que o WC-10%Co apresenta 6,33 x10^-6 °C^-1, mostrando que o efeito de baixa expansão térmica foi atingido para o WC-Invar. A mais alta densificação alcançada no WC-10%(Fe,Ni) é de 98,9 %. O aumento do patamar isotérmico proporcionou o aumento da densificação, dureza, resistência a compressão e módulo de elasticidade. O WC-10%(Fe,Ni) sinterizado a 1100 °C apresentou dureza de 1777 HV, superando cermets WC-Co encontrados na literatura, e tenacidade à fratura de 15,6 MPa m^1/2. O WC-10%(Fe,Ni) sinterizado a 1300 °C apresentou a mais alta resistência a compressão, 376 MPa, maior módulo de elasticidade, 990 GPa, e maior dureza, 1992 HV. Diante desses resultados, a liga Invar (Fe-36%Ni), produzida nessa pesquisa, proporcionou aos cermets WC-liga em comparação com WC-Co ótimas características microestruturais, baixíssima dilatação térmica, alta dureza com tenacidade significativa e boa resistência compressiva.

A modificação superficial de materiais é alvo de estudos em centros de pesquisas, devido a seu impacto em otimizar a aplicabilidade do mesmo. O uso de plasma DBD é uma alternativa que mescla os efeitos desejados com a modificação de superfícies e o baixo custo. Com o objetivo de identificar o efeito do plasma em materiais que possuem ligações de caráter distintos, as modificações físico-químicas de materiais e suas correlações com as energias das espécies geradas durante o tratamento de plasma em descarga por barreira dielétrica (DBD) na modificação da superfície do polietileno de alta densidade (PEAD) e do Titânio Grau 2. As espécies presentes durante o tratamento a plasma foram caracterizadas quanto a sua energia através da sonda tripla de Langmuir a fim de verificar se o mesmo possuía energia suficiente para promover as possíveis alterações químicas na superfície do material. As alterações físico-químicas foram diagnosticadas através da caracterização de superfície como ângulo de contato, tensão superficial, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS) e a Espectroscopia de Infravermelho com transformada de Fourier, na configuração de Reflexão Total Atenuada (FTIR-ATR). Através dos resultados da sonda de Langmuir constatou-se que o plasma gerado possui energia suficiente para promover a quebra de ligações na cadeia do PEAD o que corrobora com os resultados obtidos nas caracterizações das amostras através de XPS, FTIR-ATR e tensão superficial

O porcelanato tem se destacado como um dos revestimentos cerâmicos de maior importância, uma vez que seu desenvolvimento proporcionou produtos de excelente qualidade técnica e estética. Para aprimorar suas características, o porcelanato é submetido a um processo de polimento que, além de complexo e importante, tem um alto consumo de água, energia e abrasivos. Paralelamente, além do desempenho tecnológico expressivo, há também a tendência ao uso de revestimentos sustentáveis por meio do reaproveitamento de rejeitos. No caso de porcelanatos polidos, a obtenção da curva de ganho de brilho no processo de polimento se faz necessária, tanto para guiar o aperfeiçoamento da operação de polimento, quanto para validar o reaproveitamento de resíduos pela incorporação de material na formulação da massa. O presente trabalho objetiva ambos propósitos. Para tanto, serão obtidas curvas de ganho de brilho com e sem a adição de rejeitos de cerâmica vermelha (Chamote), considerando simultaneamente a variação da rota de polimento industrial. Para todos os ensaios, a sequência de polimento aconteceu normalmente do abrasivo #36 ao #400, sendo seguido de três rotas de polimento distintas até o abrasivo #800. Após a passagem dos abrasivos, a avaliação da influência da variação da rota foi feita pela medição de brilho e rugosidade superficial das amostras. Os resultados demonstraram a aplicabilidade do porcelanato com chamote que obteve respostas de brilho final em média 16,8% maior que o porcelanato padrão. Foi possível verificar que, dentro dos parâmetros usados, não houve influência significativa da variação da rota de polimento, sendo possível omitir o abrasivo #600, sem perda estética significativa.

O aço dual phase tem se destacado na classe dos Aços Avançados de Alta Resistência, mostrando-se uma alternativa viável para diminuição de emissão de gases emitidos por veículos de mobilidade, principalmente, veículos automotivos movidos à combustão. O aço DP é tido como um microcompósito provido de microestrutura bifásica composta por ilhas de martensita dura e resistente dispersa na matriz ferrítica dúctil e macia, o que confere propriedades mecânicas demandadas pela indústria de mobilidade com boa relação de custo-benefício. Alguns dos benefícios proporcionado pelo material, relacionado aos veículos, é a possibilidade de projetá-los para o aumento da segurança dos passageiros, reduzir o peso estrutural e, consequentemente, a diminuição do consumo de energético. Dada a importância dos aços DP, um modelo numérico multiescala foi desenvolvido para determinar o comportamento de tensão-deformação para diferentes microestruturas de aço DP obtidos através da aplicação de ciclos térmicos intercríticos distintos. Um programa computacional foi desenvolvido em linguagem FORTRAN para a leitura do processamento digital de imagem e identificação de fases no domínio da malha de elementos finitos, a qual é projetada no Elemento Representativo de Volume (RVE) real gerado a partir informações oriundas da técnica Difração de Elétrons Retroespalhados. O equacionamento constitutivo de plasticidade aplicado é baseado na teoria de deslocamento de Taylor, tornando possível realizar a simulação de tração uniaxial através do Método dos Elementos Finitos em plataforma numérica de código comercial ABAQUS CAE. A Teoria da Homogeneização é então aplicada para converter o comportamento de escala micro para macro, sendo usado ensaio mecânico de tração uniaxial para validação experimental. Foram avaliados no modelo numérico três microestruturas de aços DP desenvolvidas a partir da aplicação de três níveis de recozimento intercrítico com temperaturas de 720ºC, 740ºC e 760ºC. As previsões das curvas tensão-deformação foram analisadas conforme a influência do tamanho e posicionamento do RVE.

A lubrificação no processo de fabricação representa até 17% no custo total da produção, sendo assim, um fator de grande interesse para a indústria. Além do alto custo, no campo de fabricação e usinagem, o uso de fluidos de corte promovem riscos para saúde e meio ambiente. Portanto, um dos focos no estudo de lubrificantes está em substituir produtos químicos para tornar o processo cada vez mais limpo. Atualmente, a maioria das ferramentas de corte de alta velocidade apresentam revestimentos auto-lubrificantes que diminui o uso de lubrificantes líquidos ou refrigerantes. O uso de filmes sólidos lubrificantes, tais como MoS2 e grafite, podem ser usados para obter um controle de atrito e desgaste em aplicações tribológicas severas. Estes revestimentos são formados normalmente através de técnicas de deposição por plasma como a pulverização catódica (magnetron sputtering). Para produzir revestimento duro e lubrificante em ferramenta de aço rápido e metal duro, Neste trabalho, foi desenvolvido um processo híbrido de formação de filmes dispostos em multicamadas de nitreto de titânio (TiN) e bissulfeto de molibdênio (MoS2) usando as técnicas de deposição por gaiola catódica e magnetron sputtering. Os filmes foram depositados em substratos de aço M2, WC e aplicados em brocas deste último material. Foram realizados os ensaios de dureza Vickers e esclerometria pendular para quantificar a resistência superficial bem como o desgaste abrasivo antes e depois dos processos de deposição por plasma. Caracterizações químicas e morfológicas foram usadas neste estudo para relacionar a estrutura e fases dos filmes com a diminuição do atrito, o aumento da resistência ao desgaste e vida útil de brocas revestidas com os materiais depositados. Difração de raios-X (DRX) e Espectroscopia de energia dispersiva (EDS) foram usados para determinar as fases e composição dos filmes, a rugosidade foi observada por meio do ensaio de Microscopia de força atômica (MFA) e a microscopia eletrônica de varredura (MEV) proporcionou a obtenção da espessura dos filmes depositados. Quanto a resistência ao desgaste através do Esclerômetro pendular foram apresentados resultados favoráveis a lubricidade do material, apresentando diminuição do atrito e resistência ao desgaste, o que resultou em aumento de vida útil das brocas submetidas ao processo híbrido (deposição por gaiola catódica e magnetron sputtering) apresentado neste trabalho.

Os materiais compósitos vêm sendo utilizado em diversas aplicações, principalmente nas engenharias. Um dos principais fatores da escolha desse tipo de material é devido à combinação de baixa massa específica com excelentes propriedades mecânicas. Entretanto o impacto é uma das propriedades menos compreendidas e estudadas em materiais compósitos. Eles são mais comuns de ocorrer e provocam danos que nem sempre são visíveis à olho nu ou que podem se encobertos por acabamentos superficiais. Diante exposto, este trabalho desenvolveu-se um compósito de matriz polimérica com tecido de fibra de vidro–E pelo o processo de pelo processo de hand-lay-up, contendo descontinuidades geometrias, onde foram submetidos a único impacto com energia de 61 J em uma máquina de impacto de baixa velocidade do tipo drop-test com e sem descontinuidades geométrica e também energia dissipada de impacto. Analisando-se a resistência residual dos compósitos após impacto através dos ensaios de flexão em quatro pontos para analisar o efeito do concentrador de tensão nos compósitos, também se fez uma análise do efeito da perfuração total do impacto em relação ao concentrador de tensão de mesmo diâmetro do impactor da máquina de impacto, além disso, foram realizadas analises macroscópicas do dano para todas condições em estudo. Os resultados obtidos mostram que os compósitos com furos houve uma diminuição na força máxima em comparação ao sem furo e a energia de absorção também foi maior. Para resistência a flexão e o módulo de elasticidades em flexão o compósito que apresenta a descontinuidade geométrica obteve menor valor de em comparação ao sem furo e sem impacto mostrando que o dano de impacto e o concentrador de tensão influenciarão para a redução das propriedades.

Aliando as propriedades mecânicas e as diferentes aplicações estruturais dos materiais compósitos híbridos surge um interesse em buscar resultados que avaliem tais propriedades. Diante disso, esta tese tem como objetivo fazer uma análise experimental para determinar a resistência residual à flexão pós impacto com e sem concentração de tensão, o fator de concentração de tensão e modelar matematicamente esse comportamento por meio de equações empíricas. Desenvolveu-se dois tipos de laminados compósitos de matriz polimérica, ambos com onze camadas, sendo um compósito híbrido intraply/yarn constituído de oito camadas de tecido bidirecional com fibra de vidro-E  e três camadas de tecido bidirecional de mecha híbrida kevlar/vidro-E (LHKV) localizadas nas extremidades e no centro do laminado, submetido as energias de impacto de 77 e 101 J, e um segundo laminado reforçado apenas por tecido bidirecional de vidro-E (LFV) submetido as energias de impacto de 46 e 62 J. Fez-se uma comparação da presença da descontinuidade geométrica (furo de 16 mm) no centro dos corpos de provas para a resistência à flexão antes e pós impacto, para avaliar o efeito do concentrador de tensão, da hibridização e formação do dano. Os resultados experimentais mostraram que o tecido de mecha híbrida melhorou a resistência ao impacto suportando uma maior sequência de impactos de alta energia quando comparado a outros trabalhos na literatura, apresentando uma redução da área do dano, com baixa delaminação permitindo a possibilidade de reparo, bem como a recuperação de suas propriedades residuais. Dos testes realizados, verificou-se também que o dano foi 50 % maior que o fator de concentração do material sem hibridação, com isso, nas amostras híbridas, o dano teve uma influência inferior a 8 % na redução da resistência residual.

O compósito Cu-grafite é um material usado como contatos elétricos. Ele é um sistema imiscível, mas uma possível solução sólida metaestável pode ser exibida quando pós de cobre e grafite são preparados por moagem de alta energia. Nesse trabalho, foi investigado o efeito da moagem de alta energia, na produção de pós compósitos Cu-grafite nanocristalinos, amorfos ou com solução sólida metaestável de grafite na fase cobre. A influência da preparação desses pós na densificação e microestrutura das amostras sinterizadas também foi objeto de investigação, além do efeito provocado na condutividade elétrica desse compósito. Os pós foram preparados por mistura mecânica realizada manualmente e moagem de alta energia nos moinhos planetário Pulveriseatte 7 e SPEX 8000D. Pós de Cu e grafite na proporção de 5% em massa de grafite foram colocados para moer em um recipiente com bolas, de carbeto de tungstênio no moinho planetário e de aço inoxidável no moinho SPEX. No moinho planetário, a razão em massa pó para bola empregada foi de 1:5 e a velocidade de moagem foi de 400 rpm, sendo utilizada a atmosfera de argônio de alta pureza para realização das moagens nesse moinho. Os pós foram moídos por 50 horas e amostras de pós foram coletadas após 2, 10, 20, 30, 40h e 50h de moagem. A atmosfera de argônio e a razão em massa de pó para bola foram mantidas no moinho SPEX, no entanto, por se tratar de um moinho bem mais energético, utilizou-se tempos de moagens mais reduzidos, onde pós foram moídos por 1h e por 2h. Amostras de pós compósitos foram sinterizadas através da técnica de sinterização por plasma pulsado (SPS) a pressão de 25 MPa, 40MPa e 50MPa em matriz cilíndrica numa câmara de vácuo. Os compactados foram sinterizados a 650°, 700°C e 950^oC durante 5 minutos de isoterma. A taxa de aquecimento usada foi de 100^oC/min. Análise de microscopia ótica e eletrônica de varredura foram empregadas para observar a forma e distribuição de tamanho de partícula dos pós moídos bem como das estruturas sinterizadas. Análise de espectroscopia por energia dispersiva (EDS) foi utilizada para detectar a presença de contaminação nos pós moídos. A difração de raios-x foi usada para detectar as fases e observar o efeito da moagem nos cristalitos dos pós moídos. A densidade dos corpos sinterizados foi medida pelo método geométrico (massa/volume).

Problemas envolvendo vibrações mecânicas são comuns em praticamente todos os ramos da indústria. Para tentar suprimir ou controlar essas vibrações foram desenvolvidos vários métodos e técnicas ao longo das ultimas décadas e continua nos dias atuais, principalmente devido as crescentes necessidades da engenharia. Entre as técnicas utilizadas pode ser citado o uso de materiais ou estruturas inteligentes. Estes materiais apresentam um comportamento não-linear, e a depender dos parâmetros do sistema dinâmico que os empregam podem apresentar respostas periódicas, quase periódicas e caóticas. Diante dessa riqueza de respostas há um aumento na complexidade de predizer seu comportamento e em aplicar uma técnica de controle de modo eficaz. O presente trabalho apresenta um estudo da dinâmica não linear de um oscilador com materiais inteligentes e busca levar o sistema a um estado desejado utilizando uma técnica de controle robusto auxiliada por uma Rede Neural Artificial. Antes da aplicação desta técnica de controle é feito um estudo prévio do comportamento estático de Compósitos com Ligas com Memória de Forma (CLMF), seguido de um estudo dinâmico onde são exploradas ferramentas como o Diagrama de Bifurcação e o Maior Expoente de Lyapunov para extrair mais informações sobre a dinâmica apresentada por osciladores com tais materiais. São apresentados casos específicos que buscam verificar a efetividade da técnica de controle, que deve apresentar robustez, capacidade de aprendizado, de adaptação e de predição. Como resultado, a técnica de controle usada foi capaz de controlar osciladores com Ligas com Memória de Forma (LMF) e Compósitos com Ligas com Memoria de Forma diante de não-linearidades tipo histerese e saturação, com flutuações nos parâmetros e com o desconhecimento da dinâmica do sistema. A técnica de controle também foi capaz de controlar respostas caóticas do oscilador utilizando um atuador externo.

A presente tese busca o desenvolvimento de um novo material para o revestimento de componentes do sistema de injeção utilizado nos motores do ciclo Diesel atualmente. Para isso, estudou-se a aplicação de filmes finos de Bissulfeto de Molibdênio (MoS₂) e Nitreto de Titânio (TiN), depositados em multicamadas através da técnica de magnetron sputering, e a aplicação de filmes finos de carbono tipo diamante com silício incorporado (silicon-incorporated diamond-like carbon - DLC-Si), depositados em multicamadas através da técnica PECVD utilizando silano + metano. As aplicações foram realizadas em superfícies de substratos de aços SAE 1045 nitretadas, também foi utilizando um terceiro conjunto - Amostras Controle, isto é, sem revestimentos. Para avaliar o desgaste sobre as amostras, desenvolveu-se um tribômetro, do tipo cilindro sobre disco (tribocame), cujo o funcionamento aproxima-se do que ocorre com alguns componentes da bomba de alta pressão do sistema de injeção Common Rail (C.R.). As amostras estiveram imersas em diesel S-10 B10 e foram submetidas a um contato deslizante sob carga cíclica durante períodos predefinidos. A caracterização mecânica e tribológica dos filmes foi realizada por meio de avaliação dos aspectos microestruturais por microscopia eletrônica, análise química semiquantitativa, uniformidade, além de métodos como perda mássica, rugosidade e microdureza. Os resultados mostraram pela avaliação evolutiva das imagens de microscopia, ambos os revestimentos responderam com maior eficiência em redução do desgaste frente às amostras não revestidas. Apesar de ter tido uma alta taxa de perda de massa nos primeiros ensaios, o filme de MoS₂-TiN obteve os menores valores de rugosidade ao final do último ensaio, ratificando seu potencial tribológico em redução de atrito. Para as amostras de DLC-Si, foram registrados índices de rugosidades acima do padrão de retificação. A isso está relacionado à composição da deposição desses filmes. No entanto, tais amostras obtiveram menores taxas de perda mássica e apresentaram o melhor comportamento em meio à lubrificante utilizado

Foram estudados os processos de obtenção e caracterização de compósitos com resina (R) poliéster e carga de cimento (C). Os compósitos foram definidos pela razão mássica entre cimento e resina, 1,0R + 0.25C, 1,0R + 0,50C, 1,0R + 0,75C e 1,0R + 1,0C e o método de fabricação usado foi o de moldagem fechada por compressão úmida a frio. Tais compósitos foram caracterizados pela determinação de suas propriedades mecânicas, térmicas, densidade, absorção de água e envelhecimento. O compósito com maior viabilidade econômica foi de 1,0R + 1,0C. Verificou-se que o cimento apresentava função de carga de enchimento, pois todos os compósitos apresentaram menores resistência mecânica que a matriz, com diminuição proporcional ao aumento do pó de cimento, com perda de 50% na tração, 78% na flexão e 11,54% sem impacto, para 1,0R + 1,0C. Como aplicabilidade do material compósito produzido foram fabricados uma mesa de 1,5 m² e um bancocom o C₄ (1,0R + 1,0C). O custo de fabricação da pedra artificial da mesa foi menor que uma de mármore ou granito, o que demonstrou a viabilidade econômica da aplicação dos compósitos.

Este trabalho propõe uma técnica, com formulação baseada em NURBS, para projetar interfaces de domínios microstructurais distintos adjacentes. A referida técnica será empregada como uma ferramenta de compatibilidade estrutural em métodos de otimização multiescala, conferindo consistência física para as estruturas projetadas, permitindo que elas sejam fabricáveis, além de evitar a perda de performance devida a alterações em soluções ótimas durante o pós-processamento. Um código computacional – com formulação baseada em superfícies NURBS recortadas – foi implementado e usado para realizar simulações numéricas de compatiblidade entre domínios microestruturais adjacentes. Os resultados demonstram a viablidade da técnica proposta.

O Sistema de Captura e Armazenamento de Carbono (CCS) e o Sistema de Energia Solar Concentrada (CSP) são potenciais alternativas para a diminuição das emissões de gases estufa (CO2). Um ciclo combinado a gás natural na região nordeste do Brasil é tomado como estudo de caso, sendo essas duas opções analisadas e comparadas quanto à produção de eletricidade utilizando a abordagem exergoeconômica e de impacto exergoambiental (EI). A tecnologia CSP explorada é o coletor de calha parabólica (PTC) e o indicador de impacto ambiental utilizado é o eco-indicador 99.  Uma avaliação detalhada do custo e dos impactos ambientais para cada componente, entradas e infraestrutura do sistema foi realizada. Os resultados indicam um decréscimo da taxa de impacto ambiental de 70% para o sistema CCS (2° caso), já para o PTC um decréscimo de 1.78%. Por outro lado, os custos específicos aumentaram em 15.90% para o sistema CCS enquanto para o PTC somente 9.78%. Discussões para futuras melhorias também são apresentadas.

Os motores a jato são maquinas térmicas que funcionam regidas pelo ciclo termodinâmico de
Brayton. Este sistema possibilita a conversão de energia térmica em energia cinética de rotação,
através da utilização de um fluido de trabalho, que no caso das turbinas, é o ar. Estes
dispositivos podem ser classificados como estacionários ou não estacionários, dentre as turbinas
não estacionárias a aplicação industrial que mais tem recebido destaque atualmente é a indústria
aeronáutica. Neste segmento, a turbina turbo-fan é o tipo de motor mais utilizado no transporte
de passageiros e de cargas. Por ser uma maquina térmica o turbo-fan é um equipamento sujeito
as dinâmicas associadas a transferência de calor. Em situações de pressão acima de 1 atm e de
temperatura acima de 1500 K de operação, a transferência de calor por radiação é o mecanismo
de troca de calor mais efetivo. A análise deste tipo de transferência de calor possibilita melhor
seleção dos materiais utilizados na fabricação das turbinas aeronáuticas, controle dos produtos
indesejados da combustão e maior segurança em seu regime de funcionamento, relacionado
principalmente ao controle dos Hot-Streaks, principal mecanismo de falha nas turbinas. O
objetivo deste trabalho é analisar a transferência de calor por radiação dentro de um combustor
de turbina turbo-fan com parâmetros de combustão e geometria predefinida. Os campos de
temperatura e concentração das espécies emissoras e absorvedoras de energia radiativa foram
utilizados na análise foram obtidos por Miki et al. (2017), que simularam combustão,
turbulência e convecção na câmara de combustão, mas desconsideraram a transferência de calor
por radiação. A análise feita no trabalho foi para um caso unidimensional. A quantificação do
calor convertido foi feita através de análise computacional aplicado sobre uma linha
unidimensional dentro do combustor da turbina, a qual foi dividida em 25 grupos com
temperaturas e concentrações de gases participantes (CO, H2O, CO2) distintos. O banco de
dados utilizado nesta pesquisa foi o HITEMP2010 que forneceu informações características
para as concentrações e temperaturas de cada gás participante. Com base nesses dados o método
Linha-por-Linha (LBL) foi utilizado para obter os coeficientes de absorção característicos para
cada concentração de substancia participante e temperatura, fixando-se a pressão em 3 atm. Os
coeficientes de absorção, juntamente com as seções transversais de absorção foram utilizados
na solução da transferência radiativa (RTE), através do método dos Volumes Finitos,
fornecendo o fluxo radiativo e o divergente do fluxo para as condições que foram estabelecidas.
Este trabalho possibilitará uma melhor compreensão da distribuição e quantificação do fluxo
de calor no motor, gerando melhor entendimento sobre as dinâmicas de combustão, melhor

escolha de materiais do dispositivo e maior segurança contra falhas inerentes ao equipamento.
Observou-se neste sistema descontinuidades na curva devido aos processos dinâmicos da malha
de temperatura e concentrações, onde o fluxo de calor radiativo na região imediatamente após
o queimador do combustor apresentou valor de aproximadamente 24 MW/m2 e na região das
aletas de direcionamento do fluxo de 21 MW/m2 para a mistura das substâncias, em que a
influencia majoritária foi do H2O.

O arrasto é um dos principais agentes de dissipação de energia em aplicações da engenharia. Mecanismos redutores de arrasto vêm sendo estudados visando reduções desse custo. As superfícies super-hidrofóbicas possuem alta repelência à água e vêm sendo estudadas como mecanismo alternativo para redução de arrasto. O alto nível de repelência se dá por conta das estruturas hierárquicas nas escalas micro e nano existentes, fazendo com que essas superfícies consigam aprisionar camadas de ar e, consequentemente, impor uma condição de escorregamento. Esse tipo de superfície possui alto potencial biomédico com diversas aplicações constatadas e que, agindo como redutor de arrasto em escoamentos internos, consegue resolver a lacuna existente na produção de tubos hidrófobos e flexíveis. Com base nisso, o presente trabalho visa investigar o fenômeno de redução de arrasto em tubos flexíveis fabricados em elastômero Sylgard® 184 e modificados internamente por tratamentos de plasma à baixa pressão. Foram realizados tratamentos em amostras planas do elastômero em uso, visando encontrar a melhor configuração do regime de plasma que elevasse o nível de hidrofobia destas. Utilizou-se atmosferas com 40% e 60%, e 20% e 80% de argônio e acetileno respectivamente, variando-se nos tempos de tratamento de 10, 15 e 20 minutos de exposição de acetileno. As modificações superficiais, morfológica e química, foram analisadas e comprovadas por técnicas de XPS e AFM, mostrando a impressão de uma estrutura rugosa na escala nanométrica com deposição de elementos químicos da solução polimerizante. A molhabilidade das superfícies tratadas foi mensurada através de medições do ângulo de contato estático com a água, comprovando o estado de super-hidrofobicidade obtido.

Sinterização assistida por plasma é o procedimento no qual o pó compactado é submetido a uma nuvem de descarga luminescente de gás ionizado que, ao interagir com a superfície da peça, permite o aquecimento e densificação dos particulados. Métodos de sinterização a plasma podem produzir materiais com elevados graus de performance, sob atmosferas altamente redutivas, fino controle de temperatura e reduzido tempo de processamento quando comparados a métodos convencionais de sinterização. Propõe-se analisar os efeitos da sinterização a plasma em aço inoxidável austenítico AISI 316L, avaliando-se os efeitos da mudança de parâmetros de tratamento, a fim de determinar aqueles que mais se adequem a produção de sinterizados com boa densificação. O estudo dos parâmetros de tratamento foi iniciado com a sinterização de amostras compactadas a 700MPa, sinterizadas sob atmosfera de argônio, com um tempo de isoterma de 30 minutos a uma temperatura aparente de 730°C. Nessa etapa, foram realizadas sinterizações com uso de cátodo oco planar e cátodo oco cilíndrico. As amostras foram avaliadas quanto o percentual relativo de porosidade, geometria dos poros e taxa de aquecimento proporcionada pelo cátodo. Foi observado que amostras sinterizadas com uso de cátodo oco cilíndrico apresentaram reduzida porosidade com elevado grau de circularidade. Em seguida, utilizando cátodo oco cilíndrico, sob mesmos parâmetros de sinterização, foram avaliados os efeitos da variação da pressão de compactação nas amostras, utilizando-se pressões de 555MPa, 655MPa, 700MPa, 750MPa e 800MPa. Nos sinterizados, foram estudados a geometria e distribuição dos poros, os tamanhos de grão, a estrutura cristalina, a dureza aparente e a microdureza das amostras. Amostras sinterizadas com pressões de compactação de 750MPa e 800MPa apresentaram os melhores resultados. Amostras compactadas a 800MPa foram submetidas à sinterizações com taxas de aquecimento de 9,17°C/min (+0,01A/min), 18,8°C/min (+0,02A/min) e 36,8°C/min (+0,05A/min). A morfologia dos poros e sua distribuição foram avaliados, o tamanho de grão e as densificações das amostras foram aferidas. Amostras sinterizadas com taxa de aquecimento de 18,8°C/min (+0,02A/min) apresentaram melhores resultados. Por fim, a fim de avaliar a influência do tempo de isoterma nas sinterizações, utilizando amostras compactadas a 800MPa, com taxa de aquecimento de 18,8°C/min (+0,02A/min) e atmosfera de argônio, sinterizações com tempos de 5 minutos, 15 minutos e 30 minutos de isoterma a 730°C foram realizadas. Foram analisadas a microdureza, a geometria e distribuição dos grãos e dos poros e a densificação das amostras sinterizadas. Amostras sinterizadas com tempo de 30 minutos apresentaram melhor densificação. Amostras sinterizadas a plasma por 15 min também apresentaram uma boa densificação, permitindo uma redução no tempo de tratamento. Os parâmetros para a realização da sinterização a plasma foram avaliados e definidos ao longo das etapas da pesquisa, resultando em adequadas densificações para o aço AISI 316L.

Em projetos de controladores diversas são as técnicas possíveis de serem empregadas.

Controladores lineares, da família do PID - Proporcional-Integral-Derivativo, por exemplo, são largamente utilizados na indústria, mas possuem como desvantagem problemas

de instabilidade se o sistema passar a operar distante de suas condições padrões ou se

houver influências externas não previstas. Já em relação aos controladores não-lineares,

a grande dificuldade destes está em determinar de forma razoável não apenas a dinâmica

do sistema, mas também os valores dos seus parâmetros. Nesse trabalho é apresentado

um compensador de natureza estocástica para estimar não só as incertezas associadas aos

parâmetros do sistema a ser controlado como também a dinâmica não-modelada. Esse

compensador baseia-se na Regressão por Processo Gaussiano (GPR). Para isso, antes

mesmo do compensador, as técnicas de Linearização por Realimentação e Controle por

Modos Deslizantes, aplicados a sistemas não-lineares, são apresentadas. Logo em seguida,

a aplicação do GPR dentro dessas abordagens de controle é aplicada onde, também, são

discutidas as capacidades preditivas desse método. Exemplos são utilizados para demonstrar a aplicabilidade dos controladores com e sem compensação GPR. Depois a abordagem

de controlador robusto é simulado sobre o sistema de um atuador eletro-hidráulico (AEH)

utilizando variantes distintas do estimador Gaussiano. Tantos nos exemplos quanto na

aplicação sobre o AEH foi possível observar nos resultados numéricos significativa melhora

na performance do controlador. Ao final do texto é apresentado o planejamento para o

trabalho final.

Ao longo dos anos, a contribuição da energia fotovoltaica para um mundo ambientalmente consciente está continuamente crescendo, enquanto seus custos, reduzindo. Nas tecnologias PV, a temperatura da célula solar e a radiação solar incidente são os principais fatores os quais afetam seu desempenho. O foco desse trabalho será a temperatura, tendo em vista o pequeno número de investigações atualmente disponíveis na literatura, as quais abrangem simultaneamente os modelos elétricos equivalentes e todos os aspectos da influência da temperatura sobre os parâmetros de desempenho das células solares. Por conseguinte, a fim de superar esse déficit, fez-se um estudo acerca do impacto da temperatura nos parâmetros de desempenho de uma célula solar de silício e uma busca por qual o modelo mais adequado para simular células fotovoltaicas com a temperatura de operação variando. O experimento será realizado utilizando células fotovoltaicas policristalinas de silício com um intervalo de temperatura 20–60 °C sobre uma intensidade luminosa de 1.000 W/m2, empregando um simulador solar (SOLSIM) desenvolvido pelo INPE e adaptado pelo autor. Nesse trabalho, as principais pesquisas acerca do problema de estimação dos parâmetros dos modelos equivalentes de células solares são classificadas de acordo com o número de parâmetros, a forma de extração dos parâmetros, as equações de translação e o próprio material da célula. Os principais modelos existentes são discutidos de forma a diferenciar seus níveis de aproximação. Uma classificação qualitativa foi realizada e, assim, encontraram-se quatro modelos como sendo os melhores para simular o comportamento de uma célula PV diante os aspectos considerados, destacando-se ainda um modelo específico com maior potencial. Realizou-se uma breve revisão das diversas relações matemáticas envolvendo a influência da temperatura sobre as células solares. Uma possível solução para minimizar a redução da eficiência causada pela temperatura é apresentada. Espera-se que tal solução, portanto, melhore o desempenho dos aparelhos que utilizam a tecnologia PV.

Uma planta de potência do tipo ciclo combinado de gás natural é tomada como estudo de caso. Dois tipos de mitigação de CO₂ são analisadas para esse caso, o sistema de captura e armazenamento de carbono (CCS) e a tecnologia de coletor concentrador (CSP) solar do tipo calha parabólica (PTC) com dois tanques de armazenamento de fluido térmico (Therminol VP-1). O método de análise escolhido foi a análise exergoeconômica e exergoambiental. O método de impacto ambiental escolhido foi o Eco-Indicator 99 (EI-99). Uma detalhada análise de custo e impacto ambiental para os componentes, entradas e infraestrutura foi realizada. Os resultados indicam que o aquecedor de gás precisa ter sua exergia destruída reduzida para melhora da eficiência do sistema como um todo. O 2° caso – com sistema CCS – teve sua potência elétrica reduzida, enquanto o 3° caso – com coletor solar – aumentada. O impacto ambiental da eletricidade aumentou com o 2° caso e com o 3° caso teve leve aumento. A carga ambiental do fluido térmico foi levada em conta. Portanto, o 3° caso foi o sistema com melhor performance ambiental e discussões para futuros estudos e melhorias foram feitas. 

Na aviação, a busca por aeronaves mais eficientes tem crescido em face da
preocupação dos governos e organizações com o meio ambiente, forçando os
novos projetos de aeronaves a emitirem cada vez menos CO2 na atmosfera. Os
fabricantes de aviões então, para sanar os diversos problemas, focam basicamente
no projeto da asa, empenagem, fuselagem e motores, que são os componentes
aerodinâmicos de maior significância. Todos eles têm em comum uma parte vital
nos projetos, que é o perfil. No presente trabalho buscou-se encontrar um perfil
ótimo, com abordagem multiobjetivo. No Matlab, um algoritmo genético otimizará
os perfis através de uma iteração com o XFOIL, onde são obtidas as características
aerodinâmicos dos perfis, representadas através de seus coeficientes (Cl, Cd, Cm
e Cl/Cd). Para se obter uma boa diversificação da população e poder assim
encontrar o perfil ideal, combinando as mais diversas características geométricas,
adotou-se como fonte para geração da população inicial, 300 perfis variados que
encontravam-se disponíveis na base de dados Airfoil Data Site. Para simulação no
XFOIL, foi adotado a densidade do ar como 1,225 kg/m³, uma viscosidade de
1,79e-5 Pa.s, nº de reynolds de 5,00e5, nº de mach de 0,05, ncrit de 9, nº máximo
de iterações para convergência de 100 e uma faixa de ângulo de ataque de 0º a
18º. Para o algoritmo genético, foi adotada uma probabilidade de cruzamento de
90%, 5% para mutação, uma exploração de busca fora do intervalo de 30% e um
número máximo de 100 gerações como critério de parada para a população. Os
perfis otimizados tiveram um desempenho superior ao apresentado por outro
trabalhos em relação aos coeficientes aerodinâmicos como eficiência e Cl, mas
não tanto em relação a Cm. O algoritmo mostrou-se satisfatório em encontrar perfis
que tinham como objetivo melhorar o Cl, o Cd, e consequentemente a eficiência,
encontrando perfis superiores em 32% de Cl para asas voadoras, 67% de Cl para
empenagens e melhores eficiências em cerca de 70% para turbinas eólicas. O
algoritmo conseguiu chegar a perfis ótimos e melhores em relação a outros
comumente utilizados nas aplicações citadas, além de obter características como
estol mais suave e redução de ruído para turbinas eólicas. Para trabalhos futuros,
sugere-se investigar uma maior faixa de número de Reynolds, e outros solvers
aerodinâmicos, além de implementar a otimização pelo método inverso, visando
obter uma distribuição de pressão ideal.

As falhas mecânicas de equipamentos e componentes de máquinas provocam perda de desempenho da função requerida e paradas inesperadas, ocasionando um aumento na necessidade de manutenções corretivas, o que eleva os custos de manutenção e diminui a confiabilidade dos sistemas mecânicos. O efeito da tensão média desempenha um papel importante na predição da vida à fadiga, sua influência altera significativamente o comportamento de fadiga de alto ciclo (HCF), diminuindo diretamente o valor do limite de fadiga com o aumento da tensão média. As descontinuidades geométricas – tais como mudança de secção transversal, furos, entalhes, canais de chavetas, entre outros – ocasiona um aumento considerável no valor das tensões nominais atuantes nas vizinhanças adjacentes do concentrador de tensão. Isso potencializa os efeitos da tensão médias positivas no dano ao longo do ciclo de vida do material, causando influência direta no cálculo do fator de redução da resistência à fadiga (Kf) do projeto. Inúmeros modelos empíricos, como o Gerber, Goodman, Soderberg e Morrow, foram desenvolvidos para corrigir o efeito da tensão média, mas apesar dos avanços não é verificado na literatura um modelo unificado que considere o comportamento estocástico da falha por fadiga que consiga predizer as tensões médias máximas suportadas na região de alto ciclo para o material com entalhe. Desta forma, o propósito deste trabalho é desenvolver um novo modelo de diagrama de vida constante probabilístico baseado em uma rede neural artificial aplicada para materiais metálicos e detalhes estruturais, capaz de estimar o fator de redução da resistência à fadiga para diferentes tensões médias. Os resultados mostram que rede neural treinada conseguiu determinar regiões de confiabilidade de operação do material sob os aspectos da tensão média, amplitude de tensão e do comportamento estocástico do número de ciclos até a falha. Além disso, foi possível estimar os valores do fator de redução da resistência à fadiga correspondente ao limite de resistência utilizando uma pequena quantidade de dados experimentais.

O compósito de cobre-grafite (Cu-C) é um material amplamente utilizado como contatos elétricos deslizantes onde a fase cobre fornece a propriedade de condutividade elétrica e a fase grafita, a propriedade de lubrificação. Ele é um sistema imiscível e seus constituintes são mutuamente insolubilidade, o que dificulta sua obtenção. A moagem de alta energia (MAE) é hábil para produzir pós compósitos nanoestruturados, amorfos e solubilidade sólida ou aumento de solubilidade sólida, além de produzir alta homogeneidade das fases e composição das partículas. O tamanho das partículas, a dispersão das fases e a atmosfera de sinterização são fatores que afetam a densificação e microestrutura do compósito Cu-C. Por isso, esse trabalho investigou a influência do tempo de moagem na diminuição do tamanho e dispersãodas fases do compósito Cu-10%pC. O efeito da temperatura e da atmosfera de sinterização na densidade e microestrutura dos corpos sinterizados também foram investigados. Pós compósitos foram preparados por MAE e mistura mecânica. No primeiro caso, os pós foram preparados com álcool etílico em um moinho planetário Pulverissete 7 com recipiente e bolas de metal duro a 400 rpm por 50 horas. A razão em massa de pó para bola usada foi de 1:4. No outro caso, os pós foram colocados em um recipiente de plástico e misturados manualmente por 5 minutos. Em seguida, os pós foram compactados em matriz uniaxial a 200 MPa e sinterizados em forno resistivo tubular convencional e com registro dilatométrico a 800, 1000 e 1050 °C por 1 h de isoterma e sob atmosferas de argônio, H2 e mistura de argônio e H2. Compactos de pós também foram sinterizados por SPS. Os pós iniciais e preparados por moagem e mistura mecânica, bem como os compactados sinterizados foram caracterizados por MO, MEV, EDS, DRX e análise de tamanho de partícula. A densidade dos corpos verdes e sinterizados foram medidas pelo método geométrico (massa/volume). Medidas de microdureza Vickers também foram efetuadas nos corpos sinterizados. Os corpos sinterizados sob atmosfera de H2 apresentaram baixa densidade e resistência mecânica. Diferentemente, os corpos sinterizados no dilatômetro a 800°C por 1 hora sob atmosfera de argônio ficaram mais densos, mas sua densidade só alcançou 60,40% da densidade teórica. Uma densidade maior que 82% da densidade teórica foi alcançada pelos corpos sinterizados por pulso de plasma spark e, como esperado, as microestruturas dos corpos sinterizados com pós misturadas mecanicamente são completamente diferentes das microestruturas dos pós moídos e exibem alta heterogeneidade.

É apresentado um estudo experimental de um sistema hidráulico que consiste de forma resumida em explorar e verificar experimentalmente o diagrama de Moody, para verificar a influencia da temperatura na perda de carga de tubulações. Sendo este feito com valores empíricos, atualizados e especificados pelo Laboratório de Metrologia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte. De forma a contribuir com dados para a comunidade acadêmica, realçando a importância da confiabilidade dos instrumentos e da análise dos aspectos termofluidos em diversos setores da indústria. Devido ao grande gasto energético que é feito na indústria para se adequar a viscosidade de determinados fluidos a seus processos.

            Foi montado um sistema hidráulico que consiste em um tubo fino de cobre de diâmetro interno de oito milímetros, um reservatório para alocação do fluido que no caso foi água comum. Foi construído um medidor de pressão do tipo em “U”. O sistema de medição de vazão foi feito usando um cronômetro junto a um balão volumétrico de dois litros. Características e propriedades dos materiais como rugosidade e densidade.

            Foi obtida uma precisão significativa dos dados comparados com os valores da literatura que fornecem o diagrama de Moody. Sendo a discrepância dos dados medidos para os do diagrama menor do que 5%. Sendo observado que o fator de atrito não sofreu influencia da temperatura, porém houve uma notável redução da perda de carga com o aumento da temperatura de 30 ºC para 50 ºC.

.

A busca por novos materiais com características biodegradáveis, baixa toxicidade e boa biocompatibilidade tem sido objeto de investigação no desenvolvimento de nanopartículas. Entretanto para que um material consiga exercer essa função, é necessário que ele possa ser degradado sem lançar no organismo humano possíveis toxinas. Dentre esses, a fibroína, um biomaterial presente no casulo do bicho da seda, vêm sendo constantemente estudado por apresentar uma excelente capacidade de sofrer mudanças na sua conformação, podendo se tornar uma partícula nanométrica de formato esférico. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo a produção de nanopartículas de fibroína a partir de métodos rápidos e de baixo custo, sendo nosso produto analisado a partir de paramêtros como: caracterizadas por Espalhamento dinâmico da luz (DLS), Tamanho e Potencial Zeta (via nanosizer), Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Determinação de área especifica pelo método BET, Espectroscopia na região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR). As nanopartículas de fibroína foram imobilizadas em malha de PLA  analisadas com FTIR e DRX. Os resultados de DLS, FTIR e MET comprovam a formação das nanopartículas de fribroína de seda esféricas com tamanhos médios entre 48 a 156 nm, e potencial zeta de -19,95Ω o que caracteriza um ótimo material, enquanto a avaliação da viabilidade celular mostrou as NPF’s como material não citotóxico para baixas concentrações, confirmando que o método de obtenção das nanopartículas por sistema ternário é uma alternativa eficaz e de custo baixo onde apresenta um grande potencial para utilização como biomaterial, devido à sua resistência mecânica, biocompatibilidade e biodegradabilidade.

A produção de resíduos em várias indústrias tem sido uma preocupação recorrente nos últimos anos. Com o aumento da conscientização ambiental, várias recomendações sobre gerenciamento de resíduos têm sido elaboradas para proteger meio ambiente e sociedade, sendo a principal delas a minimização da sua produção. Quando impraticável, a próxima ação sugerida é o reuso ou reciclagem. Na indústria do petróleo, a perfuração de poços gera grandes volumes de resíduos que são depositados em aterros e acumulados por não terem uso específico. A indústria da extração mineral, da mesma forma, gera grandes quantidades de resíduos na preparação do produto para comercialização: cerca de 70% do volume extraído. Diversos autores estudaram a incorporação desses restos no desenvolvimento de novos produtos, principalmente cerâmicos, devido à heterogeneidade da sua composição. Este trabalho, então, tem o objetivo de desenvolver uma vitrocerâmica a partir de resíduos da perfuração de petróleo provenientes da bacia potiguar, e rejeitos do beneficiamento do Caulim do município de Equador/RN. Por ser uma proposta inovadora, as amostras de resíduos foram caracterizadas a fim de obter-se a melhor formulação baseada em uma composição SiO₂- Al₂O₃-CaO-Na₂O-K₂O-MgO. A mistura de 10g de cascalho, 5g de caulim e 2,5g de Na₂O foi então fundida a 1500ºC por 1h, obtendo um vidro depois submetido a análises de FRX, TG-DSC e DIL para embasar a elaboração da vitrocerâmica e um DRX com aquecimento para o estudo da densificação e cristalização do material. A vitrocerâmica foi sinterizada em forma de pó compactado em uma pastilha e como selante depositado sobre um metal, ambos a 800ºC por 30 minutos. Embora inviável a aplicação proposta, a estrutura da vitrocerâmica obtida foi analisada por MEV e EDS, comprovando a formação de uma estrutura cristalina a ser melhor avaliada em relação à sua construção e propriedades em estudos posteriores.

Neste trabalho estuda-se o comportamento dinâmico/oscilatório da ação do vento (cargas aleatórias) de torres de aerogeradores. A estrutura da torre será simplificada como um elemento de barra com uma massa concentrada no topo da estrutura simulando o gerador eólico. Essa pesquisa inicia-se apresentando o estado da arte dos aerogeradores, descrevendo o modelo e seus principais componentes. As medições foram obtidas posicionando os sensores (acelerômetros do tipo piezoelétricos) em quatro pontos na torre, sendo o primeiro na direção do vento e os três restantes formando, respectivamente, ângulos de 90⁰ entre si. Também foram discutidos aspectos ambientais do solo/estrutura, que podem favorecer ou prejudicar a estrutura estudada. Em seguida, são apresentados conceitos analíticos e experimentais necessários para uma melhor compreensão sobre análise modal de uma estrutura, explicando os aspectos mais relevantes da dinâmica da torre do gerador eólico. Por último, a realização dos ensaios dinâmicos obtidos na torre em estudo, descrevendo os resultados conseguidos.

Motores que permitem a utilização de qualquer porcentagem de álcool e gasolina como combustível são conhecidos como motores flex, estes enfrentam grandes desafios tribológicos que parecem estar associados a uma lubrificação inadequada e a severo desgaste triboquímico. A otimização dos motores flex-fuel tornou-se um urgente desafio tecnológico no momento em que o etanol veicular se afirma, cada vez mais, como alternativa para a redução das emissões de CO₂ e outros poluentes. O presente trabalho objetivou contribuir para um melhor entendimento dos fenômenos de lubrificação, atrito e desgaste em motores-flex. Para tanto, foram analisados os efeitos da adição de porcentagens de combustíveis (etanol e gasolina comum) ao óleo sintético, no desempenho tribológico destes lubrificantes. Efetuou-se a preparação dos lubrificantes a partir do óleo sintético, com contaminação de 1, 2 e 5% do combustível, em peso. Em seguida fizeram-se análises físico-químicas dos lubrificantes sintetizados, tais como: infravermelho (espectroscopia FTIR) e Fluorescência de Raios-X a fim de verificar se a contaminação altera as características químicas do lubrificante. Sabendo que o contato entre as peças do motor onde o lubrificante atua se dá por deslizamento, utilizou-se o equipamento HFRR (High Frequency Reciprocating Rig) a fim de mensurar a capacidade de lubrificação, ou a capacidade de um fluido reduzir o atrito e o desgaste entre as superfícies em movimento relativo sob carga. Com base nisto, foram avaliados no decorrer do ensaio: coeficiente de atrito (COF) e percentual de formação de filme. Ao final do ensaio foi realizada a caracterização do desgaste através de análises de MEV/EDS. Os resultados mostraram que a contaminação do lubrificante com os combustíveis estudados diminuem sua capacidade de lubrificação. Este efeito é mais acentuado para maiores proporções de etanol.

A usinagem de canais, com elevada relação entre profundidade e largura, em aços temperados e revenidos é uma demanda frequente da indústria de moldes e matrizes, mas inexequível, em um único passe, para o fresamento com trajetória de contorno. Isso se deve ao elevado carregamento mecânico e térmico sobre as arestas de corte. A trajetória trocoidal mostra-se eficiente para o desbaste de canais nessas condições, pois evita o uso de um elevado ângulo de contato ferramenta-peça e reduz os esforços sobre as arestas. As trajetórias trocoidais têm variações quanto ao seu modelo, influenciando principalmente o tempo direto de usinagem. Contudo, informações sobre a influência das variações da trajetória e do ângulo de hélice da ferramenta sobre a força de usinagem, a vida da ferramenta, e o tipo e mecanismo de desgaste e/ou avaria são escassas na literatura. Portanto, esta pesquisa tem como objetivo avaliar a influência das variações da estratégia trocoidal e do ângulo de hélice no fresamento do aço AISI 4340 (40 HRC), com ferramentas de metal duro revestido, considerando o tempo direto de usinagem, a força de usinagem e os mecanismos de degaste e/ou avarias. Uma metodologia para criação de estratégias trocoidais (circular e elipsoidal), baseadas em equação paramétrica, foi desenvolvida e aplicada nos experimentos. Com essa metodologia criaram-se variações da trajetória trocoidal permitindo a redução do tempo direto de usinagem. Os resultados mostraram que a trajetória elipsoidal promoveu uma redução de 23% no tempo teórico de usinagem, quando comparada à trajetória circular. Verificou-se que a trajetória elipsoidal promoveu um maior valor da força de usinagem e que o aumento do ângulo de hélice tende a reduzi-la, independentemente do tipo de trajetória. O fim de vida da ferramenta é uma variável de difícil estimativa para as condições de usinagem adotadas nessa pesquisa em função do tipo de desgaste/avaria nas arestas de corte: trincas de origem térmicas e mecânicas, desgaste de entalhe e lascamento.

A preocupação mundial da sociedade moderna em diminuir o impacto ambiental e encontrar soluções para o esgotamento de recursos naturais não renováveis vem incentivando a pesquisa e desenvolvimento de novos materiais, como o reaproveitamento de resíduos industriais, gerando economia, desenvolvimento social e melhorias para o meio-ambiente. O presente trabalho tem a intenção de contribuir com o meio ambiente através do aproveitamento de resíduos têxteis para o desenvolvimento e caracterização de um compósito polimérico tendo o poliester insaturado como matriz e utilizando como elemento de reforço tecidos de juta e tecidos de malhas, materiais estes que são normalmente descartados no meio ambiente. Foram desenvolvidos cinco compósitos laminados, em molde fechado sob pressão, intercalando tecido de juta e malha de poliester com percentuais de teor de reforço que variaram de 16,5% a 38% (M/M). Os compósitos foram caracterizados através de técnicas para a determinação das propriedades mecânicas de resistência a tração (ASTM D638) e flexão (ASTM D790), densidade específica, análise ótica de fraturas dos compósitos, através de microscopia eletrônica de varredura MEV e bem como a determinação do perfil de absorção de água (ASTM D570-98). Neste trabalho também buscou melhorar a performance dos compósitos através do tratamento superficial de alcalinização dos tecidos de juta nas proporções de 5%, 7% e 10% de NaOH utilizados como reforço e compara-los com os compósitos não tratados. Foi realizado análise por difração de raios X (DRX) e espectro de raios infravermelho (FTIR) a fim de verificar alguma mudança na cristalinidade da fibra de juta após o tratamento químico de alcalinização. Foram analisadas as propriedades térmicas através de TG/TGA a fim de verificar a estabilidade térmica das fibras de juta. Os resultados mostraram que os compósitos que tiveram melhores desempenho nas propriedades mecânicas foram com o teor de reforço de 31% (6J/5M) em massa de Tecido, chegando a ter um aumento de tensão de ruptura de 85%, para o teste de tração e 15% para o teste de flexão, em comparação com a resina pura. Quanto ao resultado referente ao teste de absorção de água dos compósitos verificou um aumento na absorção de agua conforme o incremento do % de massa, chegando a 4,8% de absorção. A análise do DRX e FTIR apresentaram mudanças na cristalinidade da celulose e nas bandas de alguns grupos funcionais, respectivamente, indicando uma mudança morfológica nas fibras do tecido de juta com o tratamento químico de alcalinização. A análise térmica evidenciou uma maior estabilidade térmica das fibras tratadas com NaOH.

Devido a crescente preocupação com os riscos causados pelo uso do fluido de corte no processo de usinagem, buscam-se alternativas a sua substituição, uma delas é a utilização de ferramentas de corte autolubrificadas. Contudo a inserção de um material lubrificante na matriz da ferramenta de corte, altera suas propriedades mecânica, fazendo-se necessário conhecer as propriedades e comportamento de materiais que serão aplicados a este fim, uma vez que estes influenciam diretamente no desempenho da ferramenta, na sua vida útil, no desgaste causado e no custo do processo. Diante disto, tem-se por objetivo desenvolver um material autolubrificado para ferramenta de corte composto por uma de matriz de alumina (Al₂O₃) com bissulfeto de molibdênio (MoS₂) ou Grafite como lubrificantes sólidos. Os corpos de prova foram desenvolvidos a partir da alumina pura e com composições com 5, 10 e 15% de cada lubrificante na matriz. Os pós foram processados através da moagem sinterização via SPS. Posteriormente o material compactado foi caracterizado em termos da microdureza, dureza, tenacidade à fratura e rugosidade. A habilidade de lubrificar foi investigada em um ensaio tribológico do tipo pino sobre disco. As superfícies de fratura e os desgastes foram avaliados através de microscopia eletrônica de varredura. Como resultados foi observado que com o aumento da inserção de lubrificante sólido houve uma diminuição dos valores de microdureza, dureza e tenacidade à fratura. Os melhores resultados tribológicos foram encontrados para as amostras contendo MoS₂ com 10 e 15% em peso. Após análise de resultados a amostra AM15 obteve desempenho satisfatório em relação as demais para aplicação pretendida.

A atomização é um processo de alta relevância na eficiência da combustão em um motor do ciclo Diesel e na emissão de poluente e de material particulado. A fim de atender normas que controlam as emissões veiculares, novas tecnologias foram desenvolvidas, entre elas está o sistema de injeção common rail. A redução do teor de enxofre no diesel do petróleo e a adição do biodiesel trouxe problemas quanto à vida em serviço do elemento responsável pela atomização de combustível na câmara de combustão: o bico injetor. O presente trabalho tem o intuito de investigar os parâmetros de ângulo do cone, penetração e velocidade da ponta, que são possíveis de serem visualizados com a técnica de captura direta, e correlacioná-los com a integridade do bocal em suas condições de novo e pós-ensaios. Concebeu-se um software para o processamento de imagens, as quais foram capturadas com auxílio de uma câmera CCD de alta velocidade i-SPEED 3, para avaliação do perfil jato atomizado. Os bicos injetores foram ensaiados com diferentes combustíveis em uma bancada TM 507-III por um período de 60 h. O software foi implementado de maneira bem-sucedida e foram observadas mudanças tanto no perfil do jato como na condição superficial do bocal atomizador após os ensaios, evidenciando a correlação entre eles.

A produção de dióxido de titânio industrial utiliza mais de 90% dos concentrados dos minérios de titânio produzidos pelas mineradoras no mundo, sendo o mineral ilmenita a principal fonte de obtenção dessa importante matéria prima, amplamente utilizada como pigmento na indústria de tintas, plástico, papel, borracha, cosméticos, produtos farmacêuticos, dentre outros. A ilmenita (FeTiO₃) é um mineral de coloração escura à marrom avermelhada, constituída teóricamente por ferro (36,8%), titânio (31,6%) e oxigênio (31,6%), cristaliza-se no sistema hexagonal romboédrico, embora tal estrutura, possa sofrer mudança para uma fase amorfa FeO, Fe2O3 e TiO2. Este trabalho tem como finalidade caracterizar o mineral ilmenita, fonte de dióxido de titânio, do minério de ferro extraído da mina do Serrote da Pedra Preta do Município de Floresta-PE, Brasil, cujas características geológicas apresentam associações ferrotitanomagnetíticas, em rochas metamórficas do tipo retroeclogito. A metodologia compreendeu na coleta de material para caracterização física e mineraloquímica, de amostras de rochas in situ e amostras coletadas em pilhas de minério processadas na jazida, sendo denominadas de FLO 01- pilhas de minério grosseiro; FLO 02 - piso da cava; FLO 03 - taludes da cava e FLO 04 - pilhas de minério fino. As amostras foram cominuídas e classificadas em frações granulométricas no intervalo de > 4 e ≤ 325 mesh. As alíquotas nas frações granulométricas de 150, 200 e 325 mesh foram caracterizadas por ensaios FRX, DRX, MEV- EDS após homogeneização e quarteamento. Os minerais magnéticos como magnetita e a titanomagnetita associados a ilmenita e outros compostos contaminantes como o vanádio foram identificados nos resultados analíticos. Os pós referentes a FLO 02, preparados na fração de 16 mesh, apresentaram maior percentual de TiO2 e, por isso, foram submetidos ao processo de separação magnética via úmida, usando um separador magnético INBRAS, resultando na elevada concentração de ilmenita na fração magnética de alta intensidade (1C), correspondente a 64,20% do volume da massa recuperada. Os resultados analíticos obtidos por EDX, MEV-EDS e fusão por tetraborato de lítio - FRX, confirmaram os elevados teores de dióxido de titânio no minério ilmenítico, com variação entre 38,83% e 47,10% de TiO2. Nas frações magnéticas de baixa intensidade (1A) e nas de média intensidade (1B), os valores de pentóxido de vanádio oscilaram entre 0,68% a 1,92% de V2O5, o que são significativamente expressivos comparados aos verificados nas jazidas minerais de classe mundial.

O desenvolvimento de nanopartículas sólidas e a sua dispersão de em um fluido-base para melhoria das propriedades termomecânicas e intensificação dos processos de transferência de calor é um ramo da ciência que tem despertado muito interesse da comunidade científica e impulsionado vários segmentos da indústria nas últimas décadas. Neste contexto, propõe-se investigar um novo nanofluido híbrido a partir da adição de nanopartículas de alumina (Al₂0₃) e nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs) a um óleo lubrificante poliolester (POE), originalmente desenvolvido para aplicação em compressores de refrigeração. As nanopartículas de Al₂0₃ e MWCNTs foram dispersas na proporção 50/50 no óleo POE nas concentrações de 0,1 g/L, 0,25 g/L, 0,5 g/L e 1,0 g/L. O nanofluido híbrido Al2O3-MWCNTs/POE foi submetido à processos de sonicação por ultrassom por sonda de imersão e agitação magnética rotativa para melhoria da estabilidade. Propriedades térmicas, reológicas e lubricidade foram mensuradas na faixa de fração mássica sólida de 0-1,0% e temperaturas de 20 ⁰C a 80 ⁰C. A condutividade térmica do nanofluido híbrido na concentração de 1,00 g/L foi superior ao óleo POE em todas as temperaturas.  A viscosidade dinâmica do nanofluido híbrido não apresentou variações significarivas em relação ao fluido-base e a lubricidade HFRR do nanofluido híbrido não superior a do óleo POE. Finalmente, o nanofluido híbrido Al2O3-MWCNTs/POE na concentração de 1,00 g/L foi o que exibiu o melhor conjunto de propriedades termofísicas.

Uma grande contribuição para o uso eficiente da energia e consequente redução de custos é isolar os sistemas térmicos. A espuma rígida de poliuretano, muito usada para isolação térmica, é um produto relativamente caro no mercado; assim, a utilização de uma espuma de poliuretano de fonte renovável, como é o caso da espuma oriunda do óleo de mamona e adição de cargas em sua matriz, representaria uma economia satisfatória. Frente aos problemas econômicos, ambientais e de riscos à saúde, a espuma de origem vegetal poderia ser usada com adição de cargas de rejeitos tão abundantes no Nordeste, como é o caso dos rejeitos dos finos da scheelita e do polimento de porcelanato. Sendo assim, verifica-se a necessidade de estudos relativos ao desempenho termofísico/mecânico de compósitos desta espuma com rejeitos de scheelita e de porcelanato para fins de isolação térmica. Esta pesquisa objetiva oferecer compósitos de poliuretano de mamona (PURM) com cargas de rejeitos de porcelanato (PRP) e scheelita (PRS) que possam ser utilizados como isolantes térmicos alternativos, visando à redução de custos e consumo de matéria-prima e, principalmente, além de contribuir com o desenvolvimento sustentável dessas indústrias. No estudo utilizou-se micropartículas PRS (obtidas na Mina Brejuí/RN) e PRP (da Cerâmica Elizabeth Porcelanatos S.A./PB) para o desenvolvimento e caracterização de compósitos de PURM. Estes compósitos foram caracterizados termofisicamente a partir de ensaios de condutividade térmica, calor específico, difusividade térmica e termogravimetria. Propriedades como massa específica, resistência à compressão e dureza também foram analisadas nos compósitos PURM+PRS e PURM+ PRP. As estruturas celulares destes compósitos de PURM foram analisadas por técnicas de MEV (Microscopia Eletrônica de Varredura) com microanálise química (EDS). Através da avaliação das caracterizações termofísicas obtidas dos compósitos de PURM com PRS e de PURM com PRP, verificou-se que os melhores compósitos com propriedades isolantes foram os PURM+5PRP125 e PURM+5PRP300-600 por possuírem menor condutividade térmica. O mesmo ocorreu para os compósitos de PURM com 5% de carga de PRS, também para ambos os tamanhos de partículas (125 µm e entre 300 a 600 µm). Mesmo assim, comparando a eficiência de isolação térmica baseada nos menores valores de condutividade térmica e maior calor específico, tem-se o compósito PURM+5PRS125 como o que apresentou maior eficiência dentre os demais.

Os óleos vegetais são a alternativa para produção de lubrificantes biodegradáveis e não tóxico, porém a alta taxa oxidativa é um complicador. Por isso pensou-se no óleo de Licuri de Gado por se tratar de um óleo saturado e com propriedades anti-oxidantes. Além das características do óleo, o processo de transesterificação contribui para retardar a degradação do mesmo ao mesmo tempo que reduz sua viscosidade e capacidade de dissipação térmica. Como solução pensou-se na aditivação com nano partículas de óxido de zinco e assim aumentar a capacidade de refrigeração do fluido a medida que atua como um aditivo de extrema pressão. As nanopartículas foram produzidas por meio do método dos percussores poliméricos e caracterizadas no MEV, DRX e TG. Para confirmar a hipótese foi feito análises de massa específica, viscosidade, índice de acidez, condutividade e resistividade térmica, TG, DTG, DSC e ensaio tribológico, nas diversas configurações: óleo in natura e transesterificado, aditivado com a concentração de 0,5% em massa, de nanopartículas de ZnO. Os resultados mostraram-se satisfatórios. Nas análises fisioquímicas o destaque foi à diminuição da acidez no óleo aditivado. No ensaio tribológico o óleo aditivado apresentou temperatura no contato inferior ao transesterificado. Sendo assim conclui-se a viabilidade do uso do óleo de Licuri de Gado aditivado com ZnO como biolubrificante. Porém é necessário aprimorar as análises variando concentrações das nanopartículas. Também é necessário pesquisa um método de dispersão eficiente.

O atrito está presente em praticamente todos os tipos de sistemas mecânicos. Em muitos casos, porém, ele é indesejável e precisa ser minimizado e/ou compensado. Além de acelerar o desgaste de seus componentes, o atrito está fortemente associado ao comportamento não-linear de um sistema mecânico. deve-se ainda ressaltar que, quando o sistema precisa ser controlado, o atrito dificulta a obtenção de um controlador eficiente, em virtude de sua dinâmica não-linear e da dificuldade de se obter um modelo matemático que o descreva com exatidão. Neste contexto, este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma estratégia de controle e identificação do atrito, bem como demais dinâmicas não modeladas, baseada na técnica de controle por modo deslizante adaptativo. A estratégia proposta é capaz de identificar a dinâmica do sistema, bem como sua variação quando ocorrem modificações das características do atrito. O método apresentado também é capaz e indicar o momento que ocorreu a variação deste atrito. Destaca-se como contribuições principais: (i) a apresentação de uma abordagem unificadora, capaz de combinar diferentes algoritmos provenientes da área de inteligência artificial; (ii) a apresentação de uma nova estratégia para redução da complexidade do método de ajuste; (iii) um indicador da variação do atrito, baseado na análise em tempo real do modelo aproximado do sistema; (iv) um controlador inteligente por modo deslizante que não requer conhecimento prévio da dinâmica do sistema a ser controlado, e que mantém a sua performance mesmo quando há a alterações significativas do sistema em tempo real. A dedução da estabilidade do controlador é demonstrada através da teoria de estabilidade de Lyapunov. Sua viabilidade é demonstrada através de resultados numéricos obtidos utilizando como exemplo de estudo o atuador eletro-hidráulico.

Ao longo do uso de um material o mesmo é submetido a vários tipos de impacto devido â queda de elementos de alta ou baixa massa e velocidade. Dentre os impactos, o de baixa velocidade é considerado a solicitação mais comum, quando leva-se em consideração situações típicas de utilização onde esses impactos podem provocar danos internos no material comprometendo sua integridade. Além disso, deve-se especial atenção aos compósitos que são mais susceptíveis a danos por impacto do que os materiais convencionais. Diante disto, o presente estudo tem como objetivo fazer uma análise experimental e modelar a resistência residual à flexão em três pontos e compressão após o impacto (CAI), de dois tipos de laminados compósitos de matriz polimérica estér-vinílica, sendo um compósito híbrido reforçado com 11 camadas constituídas de 8 camadas de tecido bidirecional Vidro-E e 3 camadas de Kevlar 49, e para efeito de comparação, um outro laminado reforçado com 11 camadas de tecido bidirecional de Vidro-E, sujeitos a impactos de baixa velocidade (Drop test). Foram utilizadas várias energias de impacto (31J, 46J, 61,3J e 76,5J) nos dois laminados até a perfuração da amostra. Como resultado verificou-se que o laminado hibrido obteve maior resistência ao impacto, enquanto que apresentou um decréscimo tanto nas propriedades de compressão quanto em flexão em três pontos após impacto, em que, essa perda de integridade no híbrido pode ser justificada pela ocorrência de delaminação nas interfaces dos compósitos.

Nanolubrificantes híbridos (NLHs) são obtidos pela adição ao lubrificante base de dois ou mais tipos dissimilares de nanopartículas (NPs) e possuem inúmeras aplicações em diversos seguimentos da engenharia. Nesta pesquisa foi investigado um novo nanolubrificante híbrido a partir da adição das nanopartículas de alumina (Al2O3) e grafite (C) na razão de 50/50 em massa a um óleo lubrificante sintético poliolester (POE) para aplicação em sistema de refrigeração. As nanopartículas de alumina foram adquiridas comercialmente, enquanto que as nanopartículas de grafite foram desenvolvidas em moinho planetário de alta energia, sendo ambas as nanopartículas caracterizadas através dos ensaios de MEV, MEV-FEG, DRX, FRX, EDX e Particle Sizing. Foram preparadas as amostras dos NLHs nas concentrações mássica de 0,1 g/L, 0,5 g/L, 1,0 g/L e 2,0 g/L através do método de dois passos com duração de 24 horas em cada etapa. Posteriormente as amostras de NLHs foram avaliadas com relação à estabilidade mecânica através dos ensaios de inspeção visual, Particle Sizing, Potencial Zeta e potencial hidrogeniônico (pH). Também foram submetidas às análises experimentais para mensuração das propriedades termodinâmicas, através dos ensaios de densidade, condutividade térmica, viscosidade dinâmica, tensão de cisalhamento e taxa de deformação. A análise tribológica para caracterização da eficiência do nanolubrificante híbrido em comparação ao lubrificante POE sem aditivos. Diante das análises desenvolvidas durante a pesquisa, conclui-se que o NLH com concentração de 0,50 g/L, foi a amostra que apresentou as alterações mais significativas em relação ao óleo POE de referência.

O plasma produzido por Descarga em Barreira Dielétrica (DBD) é uma promissora técnica de produção de plasma em pressão atmosférica e vem se destacando em diversas áreas, a exemplo disso a indústria biomédica e indústria têxtil e também a indústria agrícola vem utilizando a técnica para agregar valor a produtos, devido à significativa melhoria das propriedades superficiais dos mesmos. Isso se deve ao fato de que o plasma gerado por DBD produz uma variedade de espécies ativas que propicia mudanças químicas e/ou físicas em baixa temperatura, possibilitando utilizá-lo em materiais termicamente sensíveis. Mesmo essa técnica sendo de fácil implantação e de fácil manuseio, aprofundar o conhecimento a respeito da cinética de produção do plasma é ponto chave para aperfeiçoar tais processos. O presente trabalho se propôs a obter um maior conhecimento das grandezas físicas do processo de produção de plasma e de como estes se comportam mediante os parâmetros adotados no processo, tais como distância, frequência e voltagem aplicada entre eletrodos. Para este fim foram utilizadas três técnicas de caracterização. A primeira foi Espectroscopia de Emissão Óptica (EEO) uma ferramenta poderosa para o diagnostico de plasma sendo possível com ela identificar as espécies excitadas presentes no plasma produzido. A segunda técnica usada foi o método das figuras de Lissajous, essa técnica é bastante eficaz e precisa para uma completa caracterização elétrica de equipamentos DBD.  A terceira, conhecida como técnica de sonda de Langmuir usada para obter dados de temperatura eletrônica, densidade de íons e densidade do número de elétrons. Por fim confrontando os dados obtidos mediante as técnicas usadas foi possível identificar um conjunto de parâmetros que quando associados aperfeiçoam a produção do plasma DBD atmosférico no reator de plasma.

A tribocorrosão é um termo que concerne à interação entre os danos mecânicos e os fenômenos corrosivos (químicos e/ou eletroquímicos). Tais mecanismos de desgaste não atuam separadamente, e sim interagem e interdependem uns dos outros de forma complexa. A corrosão pode ser inibida ou acelerada pelo desgaste mecânico e vice-versa. Os mecanismos de desgaste mais frequentes envolvendo interação fluido-estrutura são erosão por partículas sólidas, abrasão, erosão por jato líquido, cavitação, fretting, fadiga de contato e tribo-oxidação. Propõe-se uma investigação científica que consolide uma tese concentrada no desenvolvimento de um novo método para investigar o desgaste tribocorrosivo de uma liga ferro-carbono em meio aquoso salino. Foi utilizada uma célula corrosiva para medições gravimétricas (perda mássica), avaliando o desempenho tribocorrosivo de amostras de aço ABNT 1020 e a eficiência de inibidores naturais de corrosão, que, também foram caracterizados físico-quimicamente e eletroquimicamente. Os mecanismos de danos ocorridos na superfície e na subsuperfície dos corpos-de-prova, em decorrência da corrosão e do sinergismo corrosão-desgaste, foram investigados, mapeados e caracterizados, através das técnicas: MEV-FEG, microdureza Vickers, rugosidade e ondulação superficial, e medidas de tensões residuais. Os resultados da eficiência do inibidor e da taxa de corrosão foram discutidos considerando-se a velocidade de agitação do fluido dentro da célula, assim como, do tipo de escoamento. Tratamento de dados com software estatístico e planilha eletrônica foram utilizados para a comparação estatísticas, a um nível de 95% de confiabilidade, com base nas evidências experimentais microscopicamente comprovadas ou detectadas por uma das técnicas adotadas.

Nos últimos anos, a crescente procura por materiais renováveis, biodegradáveis e de baixo custo tem impulsionado o desenvolvimento e utilização de materiais compósitos compostos por matrizes poliméricas e cargas de fibras naturais. Vale ressaltar que a utilização desses materiais se dá principalmente em aplicações não-estruturais, uma vez que geralmente as fibras naturais desempenham a função de carga de enchimento. Para contrabalancear essa desvantagem, uma vertente que vem sendo muito buscada é a hibridização da carga desses materiais compósitos, misturando-se as fibras naturais com fibras sintéticas, como a fibra de vidro. Tendo isso em vista, essa pesquisa consistiu em avaliar o efeito da hibridização de um material compósito com matriz de resina poliéster e carga de tecido de fibra de algodão com uma carga de tecido de fibra de vidro tipo E. Foram selecionadas três configurações para o material compósito proposto, com 4, 5 e 6 camadas de tecido de fibra de algodão e com 5, 6 e 7 camadas de tecido de fibra de vidro, e foi realizado um estudo de caracterização para avaliar algumas de suas propriedades físicas, mecânicas, térmicas e de interação ambiental. Além disso, os corpos de prova que foram submetidos ao ensaio de tração foram analisados por microscopia eletrônica de varredura, para possibilitar uma identificação dos mecanismos de falha e de possíveis defeitos presentes nos compósitos. Alguns dos resultados foram comparados com os de um material compósito não híbrido de mesma matriz, mas com carga de tecido de fibra de algodão apenas, desenvolvido em outra pesquisa. O compósito híbrido apresentou maior resistência mecânica do que o compósito não híbrido, o que atestou a eficiência do processo de hibridização em suprir a deficiência mecânica das fibras naturais. Dentre as configurações estudadas, a que mais se destacou foi a que continha maior quantidade de camadas de tecidos, por conferir maiores resistências mecânica à matriz, principalmente a resistência ao impacto, a qual foi aumentada em mais de cinco vezes. O ensaio de microscopia eletrônica de varredura evidenciou uma baixa impregnação do tecido de fibra de vidro, além de fissuras, vazios, impurezas e arrancamentos de fibras, o que provavelmente comprometeu a resistência mecânica do compósito, que poderia ter sido maior. Apesar disso, os resultados encontrados demonstraram que o compósito estudado é uma interessante opção como material para engenharia, uma vez que ele possibilita a redução dos impactos ambientais e apresenta boas propriedades físicas, mecânicas, térmicas e de interação ambiental.

As preocupações ambientais atuais consideram o elevado consumo humano de produtos que são facilmente descartados, quando poderiam ser reciclados ou facilmente reutilizados. Entretanto, o uso de rejeitos ou resíduos incorporados às massas cerâmicas tem sido um fator positivo as indústrias ceramistas, pois, proporciona ao produto final características mineralógicas, térmicas e mecânicas semelhantes às matérias primas convencionais. Diante disso, este trabalho teve como objetivo desenvolver meios filtrantes utilizando como matéria-prima rejeitos (telha e gesso), caulim, carvão ativado e nanoparticulas de ZnO. Para a confecção do filtro foi utilizado um tubo de acrílico para verificar a transparecia do líquido e um tubo de tecnil para fixação dos filtrantes. O processamento metodológico foi desenvolvido em duas etapas. Na primeira etapa, as amostras (F0) foram fabricadas usando os rejeitos (telha e gesso) e caulim, visando reter impurezas sólidas em suspensão, substâncias orgânicas e inorgânicas. A segunda parte os corpos de prova foram produzidos empregando como matéria-prima o carvão ativado, (ZnO) e caulim, objetivando eliminar as bactérias/ microrganismos da água. Nessa fase foram desenvolvidas três formulações FI, FII e FIII variando-se proporções em massa. Para todas as etapas os pós foram caracterizados peneirados em malha ABNT 200 mesh e caracterizadas separadamente pelas técnicas de Difração de Raios X (DRX), Fluorescência de Raios X (FRX), Granulometria e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), em seguida, os pós-cerâmicos homogeneizados e umidificados foram prensados com pressão de 25 MPa. As amostras foram sinterizados a uma temperatura de 1100ºC com patamar de 60 minutos e taxa de aquecimento de 10°C/min. Para avaliar as propriedades tecnológicas, foram realizados ensaios de retração linear (RL), absorção de água (AA), porosidade aparente (PA), densidade aparente. Foram analisados os Parâmetros físico-químicos e microbiológicos da água antes e depois da filtragem. Os resultados das análises da água antes da filtragem detectaram altos índices de contaminantes como turbidez (118.93 uT), coliformes totais (390,0%) e coli (7.8 %). Após a filtragem, houve retenção considerável de elementos infectantes em todas as formulações. Sendo que, a formulação FI obteve o melhor desempenho, com o pH (6,70), turbidez (96,2% ), Coliformes Totais (73.2%) e Escherichia Coli (58,98%). Logo, os resultados conduziram ao potencial de utilidade para fins agrícola e industrial. Sendo viável em sistemas de refrigeraçãoa.

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.

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.

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.%.

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.

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.

Materiais particulados inferiores a 10 e 2,5 µm, PM₁₀ e PM_2,5, 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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. 

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 100^oC 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.

O compósito de matriz metálica de cobre reforçada por dispersão de partículas de carbeto de tungstênio (WC) exibe alta condutividade elétrica, boa trabalhabilidade e resistência ao desgaste. Tais características fazem desse material um forte candidato para aplicações em condutores e contatos elétricos de alta potência. A resistência do compósito Cu-WC pode ser aumentada por dispersão fase dura de WC na matriz de cobre através da moagem de alta energia. Com isso, estruturas com finos grãos sólidos, homogêneas, densas e, portanto, de melhores propriedades físicas e mecânicas são produzidas quando pós compósitos de Cu-WC são preparados por moagem de alta energia e sinterizados. Neste trabalho, o efeito da moagem de alta energia na densificação e estrutura do compósito Cu-20%WC bem como nas propriedades físicas e mecânicas foram investigadas. A influência da pressão de compactação dos pós preparados por moagem e mistura mecânica na densidade e nas propriedades de condutividade elétrica e magnética também foi averiguada Um moinho planetário Pulverisatte 7 de alta energia foi utilizado para efetuar os experimentos de moagem. Pós de Cu e WC na razão de 20% em massa de WC foram colocados para moer em um recipiente com bolas de metal duro e álcool etílico. Os pós foram moídos a 400 rpm, com uma razão massa/bola de 1:4 durante 50 horas. Amostras de pós foram coletadas após 2, 10, 20, 30 e 40 horas de moagem. Corpos verdes com forma cilíndrica foram prensados a 200, 400 e 600 MPa em matriz uniaxial. Tais corpos verdes foram sinterizados a 1050 ^oC por 60 min. em forno resistivo sob atmosfera de uma mistura de hidrogênio e argônio. A densidade dos compactados a verde, e dos sinterizados foi calculada pelo método geométrico (massa/volume). Para observar a microestrutura dos corpos sinterizados, análises de microscopia ótica e eletrônica de varredura foram efetuadas. Análises químicas de FRX e EDS foram usadas para detectar a presença de impurezas nos pós elementares e moídos. Análise de DRX foi usada para detectar as fases presentes e medir os cristalinos dos pós. Os cristalinos das fases Cu e WC sofreram uma intensa diminuição alcançando, respectivamente, 29,6 e 45,8 nm; assim como, a magnetização diminuiu de 1,04 emu/g para 0,5694 emu/g após 50 horas de moagem. Por outro lado, a coercividade do compósito aumentou de 64,86 G para 189,325 G e a remanência aumenta de 0,0485 emu/g para 0,14935 emu/g. As medidas de condutividade elétrica, magnetização, coercividade e remanência dos corpos sinterizados mostram que tais propriedades aumentam com a pressão de compactação dos pós compósitos.

A injeção de vapor é um método de recuperação de petróleo realizado injetando vapor diretamente no poço até o reservatório. O vapor provoca a dilatação do revestimento, que após a redução na temperatura tende a voltar às dimensões iniciais, provocando a formação de trincas no cimento e perda de isolamento hidráulico. Neste contexto, o Látex do tipo SBR é utilizado para melhorar a flexibilidade da matriz do cimento reduzindo as falhas por fadiga.  Para evitar estas falhas, os parâmetros de resistência mecânica devem ser rigorosamente ajustados às condições do poço. Para o estado fresco, as pastas de cimento devem permanecer fluidas e homogêneas, durante o bombeio, para que seu deslocamento não comprometa a janela operacional do poço. Este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento mecânico de sistemas de pasta de cimento Portland, aditivadas com Látex SBR, para cimentação de poços de petróleo sujeitos à injeção de vapor. Através do planejamento fatorial composto central foi estudado o comportamento da resistência à compressão API variando a densidade da pasta entre 1,75g/cm³ (14,6 lb/Gal) e 1,89 g/cm³ (15,8lb/Gal), o tempo de cura entre 4 dias e 28 dias e concentração de Látex SBR entre 0 L/m³ e 534,722 L/m³ (0 gpc e 4 gpc). Os resultados apontam que o com o aumento da concentração do látex SBR, dentro os intervalos determinados, ocorreu uma diminuição significativa da resistência à compressão pelo aumento da capacidade de deformação elástica da pasta. A partir dos resultados obtidos é possível determinar melhores condições de formulação de pastas aplicáveis em operações de cimentação de poço de petróleo sujeito à injeção de vapor.

Implantes dentários são suportes ou estruturas de materiais biocompatíveis posicionados cirurgicamente no osso maxilar, abaixo da gengiva, para substituir raízes dentárias, assegurando estruturalmente dentes artificiais após a perda da dentição. Desenvolveu-se um método de ensaio, em laboratório, para analisar a resposta mecânica de um parafuso metálico implantado em um osso maxilar inanimado de um porco de cerca de doze meses de idade e imerso em um fluido com três condições de pH: ácido, básico e neutro. Uma solicitação mecânica de contato circunferencial cíclico para simular um processo mastigatório unidirecional foi utilizada para investigar a estabilidade dimensional da união parafuso-osso em função do número de ciclos sob carga. Após os ensaios com a presença de solução ácida, básica ou neutra, analisou-se a estrutura porosa do osso maxilar suíno bem como da cabeça do parafuso submetida ao contato metal-metal através de MEV e microanálise por EDS. Os resultados das solicitações triboquímicas da união parafuso-osso evidenciaram, na cabeça do parafuso, a ocorrência de desgaste abrasivo com formação de proa com presença de debris e, no osso, dano por fratura frágil com a presença de microtrincas em meio à sua porosidade intrínseca. As taxas de desgaste por perda mássica do parafuso desatarraxado após cada ensaio demonstraram surpreendentemente serem menores quando resultantes dos ensaios com solução ácida e básica, enquanto foram maiores as taxas de desgaste dos parafusos ensaiados em meio a uma solução neutra. O contato aqueceu em uma faixa que variou entre 0,5⁰C até 16,5⁰C acima da temperatura ambiente. Assim, atribuiu-se à ação ácida do fluido aquecido pelo atrito entre os contatos sobre o parafuso metálico a formação de uma nanocamada passivada, responsável pelo menor desgaste medido. A velocidade de vibração global foi maior durante o running in, até 10⁴ ciclos, do que no regime permanente de ensaios, entre 10⁴ e 10⁵ ciclos, quando o contato já se configurara como conforme. O NPS[dB], nível de pressão sonora seguiu esta tendência. O pH do fluido continuou ácido antes e após os ensaios, embora haja migrado de 2, no início, para 4, no final. Os demais permaneceram invariáveis.

O número de implantes e a preferência dos mesmos em relação às próteses vêm crescendo a cada ano no Brasil, assim como os profissionais habilitados para tal procedimento. Com isso, é necessário que haja estudos sistemáticos sobre a dinâmica que ocorre entre o par osso-metal no sistema. Utilizou-se osso suíno para a confecção dos corpos-de-prova devido ao fácil acesso ao material. Ensaiou-se e submeteu-se em laboratório o sistema a esforços de flexo-torção, quantificando-se o "backlash" (folga) após 10^5 ciclos. Investigou-se também danos na estrutura óssea devido às solicitações mecânicas cíclicas aplicadas. Também se avaliou microscopicamente o conjunto parafuso-porca. Este estudo possibilitou identificar que a temperatura registrada durante a maioria dos ensaios manteve-se numa faixa entre 20 e 30°C, a aceleração de vibração global e a pressão sonora demonstram que até 10^4 ciclos o contato entre porca calota e parafuso da haste é não conforme, com rugosidade elevada, confirmando a passagem pelo período de running in do par tribológico metal-metal, enquanto que após 10^4 ciclos há o aumento parâmetros, anteriormente citados, até o término do ensaio, passando a existir um contato conforme no período de regime permanente (steady steak). O Backlash mensurado identificou um valor máximo médio de 0,49mm. Debris, formação de proa, trincas e delaminação foram observadas no MEV do osso e da porca-calota. O par osso-metal ainda foi submetido a um ensaio de tração, obtendo-se um gráfico força versus deformação.

Filmes finos de TiO₂ podem ser a resposta para grandes questões atuais sobre as melhores maneiras de obter energia, economizar energia e reduzir a poluição. Tais filmes têm sido aplicados com sucesso para produção de células solares; como camada em janelas inteligentes, janelas fotocrômicas e eletrocrômicas; além de possuírem propriedades fotocatalítica interessantes. Este trabalho explora a importância tecnológica e científica desse material realizando investigações a respeito dos filmes de TiO₂, sua forma de deposição, técnicas de análise, detalhando formas atuais de análise óptica, buscando, de maneira inovadora, comparar tais técnicas, validar seu uso, e comparar seus resultados na busca de meios econômicos da realização de investigações a respeito de espessura, estrutura e avaliação de propriedades fotocatalíticas do material produzido. Nesse trabalho foram utilizadas, para criação de filmes finos, deposição física pelo método de magnetron sputterin. Para análise óptica e cálculo de espessura e Band Gap dos filmes será apresentado o Método do Envelope que foi originalmente proposto por Manifacier (Manifacier, Gasiot e Fillard, 1976) sendo que mais tarde Swanepoel (1983) conseguiu melhorar ainda mais a precisão desse método para encontrar propriedades ópticas dos filmes finos e sua espessura. Também será apresentado, a aplicação de equações propostas nos trabalhos de Lindgren (Lindgren et al., 2003) e a Lei de Beer-Lambert para cálculo do Coeficiente de Absorção dos filmes, outro dado importante para mais tarde determinar o gap dos mesmos, que será encontrado pelo Método Tauc. Para filmes muito finos, com poucas ou nenhuma franja de interferência se faz necessário o estudo de algum Método Computacional para determinação dos seus parâmetros ópticos e espessura. Para tanto utilizou-se o Método PUMA, um Método Computacional desenvolvido por pesquisadores da UNICAMP/USP. Os filmes depositados foram analisados por DRX, EDS, além de serem submetidos a análise óptica, MEV transversal buscando validar os métodos ópticos em termos das espessuras recuperadas, além de encontrado seus Band Gap e seus valores comparados com o esperado pela literatura confrontando tais resultados com a cristalinidade obtida para os filmes.

O compósito Mo-Cu é muito usado como material para contatos elétricos e dissipadores de calor devido às excelentes propriedades do cobre de condutividade térmica e elétrica e boa trabalhabilidade, aliada à alta resistência a solda e erosão por arco elétrico do molibdênio. No primeiro caso, formas bastante simples são exigidas e a infiltração de um esqueleto de molibdênio pré-sinterizado com cobre líquido é a técnica de consolidação normalmente utilizada. Diferentemente, geometrias mais complexas e densidades iguais ou próximas da teórica são necessárias para aplicação como dissipadores de calor. A metalurgia do pó através das técnicas de preparação de pós, compactação ou moldagem de pó por injeção e sinterização é uma rota bastante viável para produção desses componentes. Entretanto, a baixa solubilidade entre cobre e molibdênio dificulta a obtenção de densidade igual ou próxima da densidade teórica. A moagem de alta energia é conhecida pela sua habilidade de produção de pós com fases nanocristalinas e amorfas, bem como por promover a formação ou elevação de solução sólida. Este trabalho investiga a obtenção do compósito Mo-25%Cu preparado por moagem de alta energia e mistura mecânica dos pós de cobre e heptamolibdato de amônio (HMA) de fórmula química (NH_4 )6Mo7O_2 4 .4H_2 O, decomposto e reduzido por H2, antes e durante a sinterização, evidenciando duas rotas de fabricação diferentes para o material. A influência da pressão de compactação na densificação e microestrutura do compósito Mo-25%Cu também foi investigada. Para isto, os pós moídos por 50 horas foram prensados a 200, 400 e 600 MPa. Para se entender o efeito da temperatura na densidade e microestrutura do compósito Mo-25%Cu, amostras foram sinterizadas a 1000, 1100 e 1200 oC. Os corpos prensados a 200 e 400 MPa e sinterizados a 1200 oC alcançaram a maior densidade entre as amostras produzidas, no valor de 94±0,4 % da densidade teórica. Porém, aqueles que foram decompostos e reduzidos durante a sinterização apresentaram trincas de fabricação. Já os corpos sinterizados a 1100 oC atingiram o maior valor de microdureza (571,7±78,82 HV), apesar de uma baixa densidade em relação a teórica (79,17±1,78%).

Sistemas de combustão são comuns na engenharia mecânica, e a radiação é um importante modo de transferência de calor nestes sistemas. Portanto, a simulação da troca de calor por radiação é bastante útil na concepção de equipamentos de combustão e otimização de processos de combustão. Entre os métodos computacionais usados para solucionar a transferência de calor por radiação, o método de Monte Carlo é preciso e pode facilmente lidar com problemas que envolvem geometria complexa, espalhamento anisotrópico e dependência espectral das propriedades radiativas. Contudo, o método de Monte Carlo é computacionalmente dispendioso. Além disso, considerar com precisão as propriedades espectrais de emissão/absorção do meio também é altamente demorado. Então, reduzir o tempo computacional no Monte Carlo que leva em conta com precisão a dependência do coeficiente de absorção com o comprimento de onda é altamente desejável. O método dos pacotes de energia multi-espectrais (MSB) é um método que reduz o tempo computacional associado às simulações em Monte Carlo de um meio dependente das propriedades espectrais. Nesta pesquisa é proposta e aplicada uma metodologia para uma avaliação precisa do MSB aplicado em conjunto com o modelo espectral da soma-ponderada-de-gases-cinzas baseado nas linhas espectrais para a solução da transferência de calor por radiação em um meio composto por vapor d’água e espécies não-participantes. Os resultados preliminares mostram que a metodologia proposta é capaz de fornecer resultados precisos, que permitem realizar uma análise mais conclusiva sobre o MSB em comparação com os resultados anteriormente apresentados na literatura (Maurente e França (2015)). A metodologia proposta será aplicada para avaliar o MSB para 30 casos diferentes de meios compostos por vapor d’água e espécies não participantes.

Foi estudado um sistema solar de aquecimento de água para banho composto por um coletor solar com tubos absorvedores de PVC e reservatório térmico fabricado a partir de um tambor de polietileno de 200 litros. Os tubos absorvedores foram unidos por conexões em T e joelhos de PVC, e a configuração da grade absorvedora formada foi em série/paralelo, para proporcionar uma maior capacidade de aquecimento, aumentando-se a temperatura da água circulante. O reservatório térmico constituído do tambor de polietileno foi revestido por chapas de aço galvanizado e entre as duas superfícies foram aplicadas espuma de poliuretano, um material de excelente capacidade de isolamento térmico. O sistema de aquecimento proposto tinha como principais características o baixo custo e simples processos de fabricação e montagem. Serão apresentados os processos de fabricação e montagem do coletor e do reservatório térmico alternativo, e resultados de testes que demonstrarão a viabilidade do sistema de aquecimento proposto para promover o aquecimento de água para banho para uma família de quatro pessoas. Demonstrou-se que o coletor solar proposto teve capacidade de promover o aquecimento da massa de água do RTA a uma temperatura média de 50°C, em um único dia de aquecimento, temperatura muito acima da temperatura ideal de banho e que o sistema de aquecimento tinha autonomia de quatro banhos para um único dia de teste. A perda térmica do coletor solar estudado esteve muito acima da relativa aos coletores solares convencionais de mercado, mas não inviabilizou a utilização do coletor solar proposto para utilizações residenciais. O coletor solar de grade mista apresentou custo de fabricação correspondente a 50% do relativo a um coletor solar convencional de mercado e o reservatório térmico alternativo apresentou perda térmica comparável à de reservatórios convencionais de mercado, com custo de fabricação 70% menor.

Os óleos lubrificantes geralmente são produzidos a partir de fontes não renováveis, como por exemplo o petróleo. Estes lubrificantes possuem aditivos para que suas propriedades sejam melhoradas e adequadas para aplicações específicas o que eleva o custo de produção além do elevado poder de degradação ambiental devido ao seu descarte incorreto. Como forma de reduzir os impactos ambientais e elevado custo de produção dos óleos lubrificantes, foram desenvolvidos estudos voltados para os biolubrificantes originados de oleaginosas que possuem grande potencial de produção no território brasileiro, além da redução do impacto ambiental por ser um óleo biodegradável. A lubrificação apresenta uma grande importância para o setor industrial, pois contribui para o aumento do ciclo de vida dos componentes mecânicos de equipamentos de médio e grande porte reduzindo o desgaste excessivo entre peças com movimento relativo entre si e a refrigeração dos componentes. O óleo vegetal produzido a partir do fruto da planta oiticica (Licania rígida) da familia Chrysobalanaceae, encontrada nas vegetações da caatinga, surge como alternativa para uso como biolubrificante devido ao seu baixo custo e fácil extração. No presente trabalho, foram utilizados os métodos de extração mecânica e química, para posterior análise físico-química e demais parâmetros operacionais que devem existir para o bom funcionamento de um óleo lubrificante. Verificou-se que o método de extração mecânica se mostrou mais eficaz quanto a rapidez da produção, mas a extração química mostrou um maior rendimento em relação a massa do vegetal e o volume produzido do óleo. Os valores das propriedades físico-químicas do óleo da oiticica para ambas as extrações se apresentaram similares, logo ambos os métodos podem ser utilizados para a obtenção do óleo da oiticica sem se preocupar com alterações significativas nas principais propriedades esperadas por um óleo lubrificante vegetal. Os ensaios de desempenho quanto a condutividade e resistividade térmica apresentaram valores superiores em comparação ao óleo comercial, provando assim que o óleo vegetal possui uma melhor capacidade de refrigeração em relação ao óleo comercial. A análise de desgaste provou que o poder de lubrificação do óleo da oiticica foi superior em relação ao óleo comercial.

Na indústria metal-mecânica, um fator que gera muitos custos é o desgaste de ferramentas de usinagem. Embora a literatura que aborda o assunto seja ampla, ainda não foi possível consolidá-lo. Em muitos casos, não estimá-lo pode causar distorções dimensionais e de acabamentos nas peças fabricadas, além de causar paradas no processo (para avaliar visualmente o quão desgastada está a ferramenta) e, por conseguinte, prejuízos devidos a tempos improdutivos. Uma alternativa que possibilita assegurar boas condições da ferramenta de corte é utilizar técnicas de monitoramento em tempo real, de forma indireta. O objetivo desse trabalho é contribuir na verificação do sinal de vibração  como indicador do estado de desgaste da ferramenta de corte com os parâmetros de processo e materiais utilizados. Para isso utilizou-se uma fresa de 50 mm com dois insertos intercambiáveis de metal duro, montados diametralmente opostos. O corpo de prova foi de aço AISI 4340. Realizou-se um corte concordante com profundidade lateral constante (ae) de 20 mm e avanço por dente (fz) de 0,1 mm/dente. Para a realização dos experimentos, foram consideradas uma condição de corte de desbaste e outra de acabamento. Já as ferramentas de corte foram consideradas como boa, com valor de desgaste de flaco médio (VBB) inferior a 0,35 mm e como gasta, com VBB superior a 0,35 mm. A vibração foi medida com um acelerômetro uniaxial e estes dados foram adquiridos e armazenados pelo LabView e processados com o Matlab. O sinal foi filtrado em algumas bandas e então foi aplicado uma transformada rápida de Fourier (FFT) para análise do espectro de frequência, além de serem extraídos parâmetros estatísticos (RMS, Curtose, Pico e Fator de Crista) do sinal no domínio do tempo. Para o espectro de frequência, a banda que mostrou-se mais sensível ao desgaste foi a compreendida entre 30 Hz e 700 Hz. Já entre os parâmetros estatísticos, de alguma forma todos mostraram-se sensíveis ao desgaste. Sendo a RMS e a curtose as que foram sensíveis em mais casos e o sinal filtrado na banda de 1,6 kHz e 2,4 kHz foi o que teve uma maior amplitude de resultados positivos.

O aquecimento de água solar é uma das principais aplicações dessa fonte energética que é o sol, pois já se comprovou que o uso de aquecedores solares pode trazer economia significativa para a matriz energética pela não utilização de chuveiros elétricos, grandes consumidores de energia. Dentro desse contexto foi estudado um sistema de aquecimento solar de água para banho, composto por um coletor solar com tubos absorvedores de PVC e reservatório térmico fabricado a partir de um tambor de polietileno de 200 litros. Os tubos absorvedores foram unidos por conexões em T e joelhos de PVC, e a configuração da grade absorvedora formada foi em paralelo. O reservatório térmico constituído do tambor de polietileno foi revestido por chapas de aço galvanizado e entre as duas superfícies foram aplicadas espuma de poliuretano, um material de excelente resistência térmico. O sistema de aquecimento proposto tinha como principais características o baixo custo e simples processos de fabricação e montagem. Será apresentados os processos de fabricação e montagem do coletor e do reservatório térmico alternativo, e resultados de testes que demonstrarão a viabilidade do sistema de aquecimento proposto para promover o aquecimento de água para banho para uma família de quatro pessoas. Demonstrou-se que o coletor solar proposto teve capacidade de promover o aquecimento da massa de água do reservatório térmico alternativo a uma temperatura média de 49°C, em um único dia de aquecimento, bem superior à de banho, entre 36 – 38°C, e que o sistema de aquecimento tinha autonomia de três banhos para um único dia de teste. A perda térmica do coletor solar estudado esteve muito acima da relativa aos coletores solares convencionais de mercado, mas não inviabilizou a utilização do coletor solar proposto para utilizações residenciais. O sistema de aquecimento solar alternativo estudado teve custo correspondente a 33,4% do convencional de mercado, comprovando-se sua viabilidade econômica.

A indústria do petróleo e gás no Rio Grande do Norte possui uma forte participação no Valor Bruto da Produção Industrial - VBPI estadual chegando a responder por cerca de 40% de  toda a produção. Em Guamaré, encontra-se a refinaria Clara Camarão, que processa aproximadamente 60% dos 58.000 barris diários extraídos, juntamente com o gás produzido no estado.  A necessidade de transportar a produção de petróleo e gás, de todos os 16 municípios produtores até Guamaré, levou a estatal Petrobras a construir cerca de 556 km de oleodutos e mais de 500 km de gasodutos. O desgaste interno dessas tubulações é uma realidade corriqueira devido a natureza do fluido bombeado que consiste, no caso de oleodutos, de água residual, que chega a até 90% do total, distint os gases associados, petróleo de base naftênica e/ou parafínica.  O PEAD, em forma de tubos que são inseridos nos dutos de aço carbono, foi a solução para atenuar-se o problema. Buscou-se embasar, cientificamente, fatos ocorridos em trabalhos no campo, onde o cordão de solda, entre os tubos, mostrou-se ser muito mais resistente que o material da área contínua. Para tanto, foi utilizado um dispositivo de Arcan, adaptado para o PEAD, e feitas simulações das condições dos esforços multiaxiais sofridos pelo material. Também foram realizados ensaios de molhabilidade, swelling, difratometria de raio X - DRX, microscopia eletrônica de varredura - MEV e espectroscopia de energia dispersiva - EDS para mapeamento e melhor conhecimento sobre o PEAD.  A análise dos gráficos resultantes dos ensaios de tração comprovam a prática em campo.

Nos últimos anos o desenvolvimento de supercapacitores vêm chamando bastante atenção por possuírem densidade de potência maior do que as baterias convencionais.  Para atender as demandas tecnológicas da sociedade moderna, a criação de dispositivos de armazenamento de energia leves, flexíveis e portáteis, também chamados de supercapacitores flexíveis, estão sendo estudados. Os nanotubos de carbono (CNTs –Carbon nanotubes) incrementam propriedades especiais aos substratos têxteis, tais como, melhoramento da condutividade elétrica e antiestética, aumento da durabilidade e condutividade/isolamento de calor. Os têxteis eletrônicos ou têxteis inteligente podem ser aplicados em diversas áreas, podendo atuar como fornecedores de energia para dispositivos de monitoramentos biomédicos ou implantes, equipamentos militares e para a construção civil. O presente trabalho tem como principal objetivo na formação de supercapacitores flexíveis utilizando um método para preparação e modificação dos nanotubos de carbono de múltiplas camadas (MWCNT – Multiwalled carbon nanotubes) para posterior impregnação em substrato têxtil de soja. A primeira etapa deste trabalho corresponde à formação de grupos funcionais na estrutura dos MWCNTs para sua dispersão em água através da funcionalização com diferentes ácidos (H₂SO₄ – ácido sulfúrico e HNO₃ – ácido nítrico), na proporção de 3:1, sendo purificados com HCl (ácido clorídrico) e neutralizados com hidróxido de amônio (NH₄OH). Na segunda etapa o material foi funcionalizado com 20% de quitosana sobre o peso do material, afim de cationizar os MWCNT e para potencializar sua adsorção em malha de soja. Posteriormente a amostra de soja passou pelo processo de alvejamento para a incorporação do material em sua estrutura via processo de esgotamento de acordo com um planejamento experimental, onde foram estabelecidos parâmetros como: temperatura (°C), tempo (min.) e concentrações (0%, 1,0%, 2,0% e 3,0% sob peso do material funcionalizado), para a identificação do melhor resultado. A malha de soja foi analisada para determinar o grau de brancura após o alvejamento. Os materiais foram caracterizados por Difração Raio X (DRX), Análise Termogravimétrica (TG), Fluorescência raio X (FRX), Espectroscopia Raman, Microscopia Eletrônica de Transmissão e Varrimento (MET e MEV), Espectroscopia de Absorção UV-vis, ensaios de condutividade elétrica, Voltametria Cíclica (VC), Ciclismo Galvanostático (CG) e Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE). As análises revelaram que a amostra produzida com concentração de 3,0% de CNTs modificados apresentou comportamento de um supercapacitor com  alta capacitância específica, além de possuír características têxteis favoráveis, tais como, flexibilidade, capacidade de lavagem e suavidade.

Atualmente existe uma crescente preocupação relacionada a quantidade de agentes antibacterianos sintéticos utilizados no mercado medicinal. Em face disso, e considerando os aspectos ambientais, é importante se realizar uma pesquisa fazendo uso de biopolímeros naturais como agentes antibacterianos eficazes para substituir os agentes químicos atualmente existentes. O  Aloe vera Linne ou Aloe barbadensis Miller, trata-se de uma suculenta da família Liliaceae com sua origem no continente Africano. Há estudos que evidenciam uma ampla gama de propriedades deste biopolímero, tais como hidratante, anti-inflamatório, antibacteriano, antiodor, antifúngico e antiviral dentre outras. O presente trabalho tem como principal objetivo destacar o uso do biopolímero Aloe vera como um agente antibacteriano eficaz em substratos têxteis de algodão por meio do desenvolvimento de um biocompósito Aloe vera/Algodão. A primeira etapa deste trabalho consistiu na extração do biopolímero Aloe vera com o intuito de se obter um material em forma de Gel. Em seguida, o gel obtido foi caracterizado por Espectroscopia no Infra-vermelho por transformada de Fourier com reflectância atenuada (FTIR-ATR), foi analisada a sua densidade e a sua viscosidade. Posteriormente o substrato têxtil de algodão passou pelo processo de alvejamento para a incorporação do material em sua estrutura via processo de impregnação por pressão de acordo com um planejamento experimental, onde foram utilizadas placas de alumínio sobrepostas e estabelecidos parâmetros como: temperatura (°C), tempo (min.) e concentrações (%) para a identificação do melhor resultado. O biocompósito foi ligado ao substrato têxtil de algodão, a fim de se obter um biocompósito com efeito antimicrobiano durável e estável. Por fim, foram realizados análises que estimaram suas propriedades antibacterianas e antifúngicas comprovando a sua eficiência como um material têxtil médico.

Um sistema de arrefecimento automotivo é usado para manter a temperatura ideal de funcionamento do motor de combustão e evitar sobreaquecimento, através de um fluido térmico, também chamado fluido de arrefecimento, e um trocador de calor, radiador. Os fluidos de arrefecimento são normalmente compostos por uma solução de água e um aditivo, além de aditivos inibidores de corrosão e corantes. O etilenoglicol é um tipo de álcool amplamente utilizado como aditivo por ser totalmente solúvel, com baixa ou nenhuma atividade corrosiva e quimicamente estável, além de reduzir a pressão de vapor da água. A redução da pressão de vapor da solução garante aumento do ponto de ebulição (ebulioscopia), permitindo uma maior eficiência de troca térmica do fluido em temperaturas mais elevadas sem mudança de fase, também é obtida uma diminuição do ponto de congelamento da água (crioscopia). Por ser tóxico, o etilenoglicol sofre atualmente concorrência de aditivos orgânicos poliméricos de alta condutividade térmica, desenvolvidos para ter um comportamento térmico semelhante ao etilenoglicol, com a vantagem de ser atóxicos e biodegradáveis. Este trabalho desenvolveu análises experimentais para caracterização energética de dois fluidos comerciais de arrefecimento automotivo com aditivos, um a base de etilenoglicol o outro a base de polímero, foram realizadas análises que estimaram suas propriedades termofísicas a fim de verificar a eficiência energética do processo de transferência de calor no aparato experimental, desenvolvido como parte integrante deste trabalho.

Os materiais compósitos surgem da necessidade de materiais mais leves e com maiores resistências mecânica e térmica. As dificuldades de descarte, reciclagem ou reutilização são hoje preocupações ambientais e por isso objeto de estudo de muitas pesquisas. Nessa perspectiva estudou-se a viabilidade do uso da bucha vegetal (Luffa Cylindrica) para a obtenção de um compósito de matriz polimérica. Foram testadas seis configurações/formulações, com 4, 5 e 6 camadas tratadas e não tratadas. As buchas foram tratadas em água fervente para retirar ligninas, ceras e impurezas presentes nas fibras, posteriormente secadas em secador solar de exposição direta. Para a caracterização do compósito foram determinadas propriedades térmicas (condutividade, capacidade térmica, difusividade e resistividade), mecânicas (tração e flexão) e fisicoquímicas (MEV, DRX, densidade, absorção e degradação). Uma das vantagens do compósito proposto foi a baixa densidade das fibras, 066 g/cm³, quase metade da matriz de resina poliéster, produzindo uma densidade média do compósito em torno de 1,17g/cm³, inferior em 6,0% em relação a matriz. O tratamento realizado nas buchas trouxe aumento na resistência mecânica do compósito e diminuição da absorção de umidade. O compósito apresentou comportamento mecânico inferior ao da resina matriz para todas as formulações. O compósito também demonstrou-se viável para aplicações térmicas, com condutividade térmica inferior a 0,159 W/mk, classificando-se como um bom isolante térmico. Para todas as formulações/configurações ocorreu uma baixa aderência entre fibras e matriz, com fissuras presentes, mostrando fragilidade em função da baixa impregnação da fibra pela matriz. Tal compósito pode ser utilizado para a fabricação de estruturas que não requeiram significativa resistência mecânica, como por exemplo, protótipos solares, como fornos e fogões.

A constante e atual busca de alternativas sustentáveis tem levado a demanda de esforços dos pesquisadores na investigação e obtenção de novos materiais, motivando a escalada do desenvolvimento produtivo ecologicamente correto e apresentando soluções simples e prática com rentabilidade econômica viável. Neste sentido, a utilização de materiais procedentes de fontes renováveis naturais, vegetais, apresenta grande potencial de aplicabilidade e são vistos como material alternativo para um desenvolvimento sustentável. A sustentabilidade questionada, dentre outros quesitos, depende da renovável multiplicação da matéria-prima. Como material alternativo as fibras vegetais podem ser aplicadas para produção de uma gama de materiais compósitos amenizando o uso de materiais oriundos de fontes não renováveis Nesta tese foram utilizadas mantas de sisal para obtenção de um compósito tendo como matriz uma resina poliéster ortoftálica. As mantas foram submetidas a tratamento superficial, em água fervente, por 15 minutos. As mantas de fibras de sisal utilizadas tinham, respectivamente, 5%, 10% e 15% da massa do compós