Portal de Programas de Pós-Graduação (UFPB)

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA (PPGEM)

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA

Telefone/Ramal: Não informado

Dissertações/Teses

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2024
Descrição
ANDERSON CARLOS DE OLIVEIRA DIAGNÓSTICO DE FALHAS EM AR-CONDICIONADO TIPO SPLIT POR MEIO DA ANÁLISE DO CAOS NO SINAL DA CORRENTE ELÉTRICA Orientador : ABEL CAVALCANTE LIMA FILHO Data: 18/09/2024 Hora: 14:00 Mostrar Resumo Com a evolução tecnológica nas últimas décadas, principalmente em relação às técnicas computacionais para processamento de dados, vem se ampliando os estudos para detecção e diagnóstico de falhas (DDF) nos equipamentos por meio da manutenção preditiva. Existe uma procura cada vez maior para a instalação de equipamentos de climatização artificial, principalmente para ar-condicionado tipo split, o qual representa aproximadamente 72% dos aparelhos de climatização instalados no Brasil. Sendo assim, esta pesquisa tem como objetivo desenvolver um método não invasivo para a DDF em equipamentos de ar-condicionado tipo split por meio da análise do sinal da corrente elétrica, realizando uma abordagem através da variável caótica densidade de máximos SAC-DM. Com o método aplicado, foi possível diagnosticar de forma preditiva falhas simples e simultâneas geradas neste tipo de equipamento, como incrustação na entrada de ar do evaporador, incrustação na entrada de ar do condensador, incrustação no filtro de ar e degradação do capacitor do compressor, assim como também compará-lo com um método de diagnóstico de falhas mais convencional para máquinas rotativas, a transformada rápida de Fourier (FFT). Os resultados mostraram que com a aplicação do SAC-DM foi possível obter uma acurácia de 100% na DDF para falhas simples, enquanto para falhas simultâneas obteve-se uma acurácia entre 96,55% e 100% na detecção e entre 82,76% e 100% no diagnóstico de falhas.
GUSTAVO CÉSAR PAMPLONA DE SOUSA Avaliação do Comportamento Óptico e da Resistência a Corrosão de Superfícies Seletivas Solares. Orientador : KELLY CRISTIANE GOMES DA SILVA Data: 17/09/2024 Hora: 14:00 Mostrar Resumo A conversão solar térmica apresenta limitações quando se pretende atingir temperaturas mais elevadas, restringindo sua aplicabilidade. Revestimentos superficiais seletivos para as placas absorvedoras de radiação solar são apontados como solução para a melhoria da eficiência de coletores fototérmicos, alterando as relações de ganho e perda de energia no equipamento. O desempenho dos diferentes revestimentos disponíveis, seus tipos, aplicações e parâmetros de fabricação devem ser conhecidos, assim como a influência do revestimento na resistência à corrosão da placa absorvedora. Essa pesquisa se propõe a realizar o estudo teórico e experimental do comportamento óptico de filmes finos de Cr e Mo, com e sem a presença de uma camada de SiO2, depositados por Magnetron Sputtering em condições otimizadas de processamento, em substratos de aço inoxidável AISI 304 submetidos a diferentes tratamentos superficiais. Os modelos matemáticos estudados se mostraram eficazes para predição teórica dos revestimentos seletivos. As superfícies seletivas produzidas foram caracterizadas opticamente nas faixas ultravioleta, visível, infravermelho próximo e infravermelho médio do espectro eletromagnético. Os resultados obtidos indicaram uma maior seletividade óptica para os filmes depositados em substratos polidos, sendo a maior seletividade alcançada para filmes de Cr/SiO2 em superfícies com polimento mecânico (32,52). A difração de raios X identificou picos cristalinos de martensita nos substratos polidos mecanicamente, o que contribuiu para uma menor emissividade das amostras com esse substrato (2,98%). Os ensaios de corrosão apontaram maior resistência para as superfícies seletivas com cromo em substratos eletropolidos. A presença da camada antirreflexiva não apenas agregou seletividade em todas as amostras, mas também contribuiu para a resistência à corrosão, oferecendo uma barreira adicional para a transferência de carga nas superfícies seletivas produzidas.
VINICIUS ANTONIO ABRANTES DA SILVA MÉTODO PARA DETECÇÃO DE ADULTERAÇÃO DO ETANOL NA GASOLINA AUTOMOTIVA DO TIPO C EM TEMPO REAL ATRAVÉS DA ANÁLISE DE VIBRAÇÃO POR SENSORES PIEZOELÉTRICOS Orientador : ABEL CAVALCANTE LIMA FILHO Data: 30/08/2024 Hora: 14:00 Mostrar Resumo Sabe-se que veículos automotivos não possuem dispositivo de segurança capaz de informar sobre a adulteração de combustível, neste trabalho é abordado o desenvolvimento de um meio para que o consumidor tenha ciência sobre a fraude em tempo real, que implicará em impactos positivos, como: redução de custos de manutenção com o automóvel, ao evitar a deterioração de peças internas; na diminuição dos danos ambientais, pela não alteração da concentração dos gases poluentes produzidos na combustão; além da possibilidade do próprio consumidor avaliar a qualidade do combustível, permitindo a seleção de postos de abastecimento idôneos, que ao terem a qualidade avaliada tão facilmente, espera-se uma diminuição da prática fraudulenta, possibilitando também o combate ao crime de sonegação fiscal tão recorrente. Portanto, o presente estudo desenvolve um método para determinação em tempo real e de forma não invasiva, da adulteração do etanol na gasolina do tipo C. O sistema é baseado em um sensor piezoelétrico que adquire o sinal de vibração emitido pelo motor de um veículo em funcionamento, e o sinal é então processado utilizando as técnicas de Transformada Rápida de Fourier FFT e Signal Analysis based on Chaos using Density of Maxima SAC-DM. Dessa forma, foi adicionado etanol anidro nas amostras e seu o percentual de etanol na gasolina do tipo C teve uma variação de 29% a 45% em 10 amostras para caracterização do comportamento adulterante. Consequentemente, foi apresentada uma comprovação de tendência entre a variável de frequência de picos e o percentual de etanol na gasolina do tipo C, com coeficiente de correlação de 0,94718.
CLARISSA PESSOA BORGES FERNANDES UMA APLICAÇÃO DE PROGRAMAÇÃO INTEIRA MISTA PARA O PLANEJAMENTO ÓTIMO EM OPERAÇÕES DE PERFURAÇÃO DIRECIONAL Orientador : MOISES DANTAS DOS SANTOS Data: 30/08/2024 Hora: 09:00 Mostrar Resumo Para atingir regiões favoráveis à extração e produção eficiente de hidrocarbonetos, técnicas isoladas ou integradas são desenvolvidas constantemente com o objetivo comum, interceptar áreas do reservatório com alta capacidade de produção. Neste trabalho, é apresentada uma abordagem baseada em Programação Inteira Mista (PIM) para indicar as coordenadas de referência para a trajetória ou rota de perfuração de poços direcionais. Como estamos interessados nas regiões mais produtoras do reservatório, todas as coordenadas obtidas pelo algoritmo pertencem a Unidades de Fluxo Hidráulico (HFUs), isto é, regiões contínuas do reservatório que apresentam propriedades petrofísicas e de fluxo semelhantes e com alta capacidade de escoamento. Resultados apontam que a metodologia proposta aumenta consideravelmente o fator de recuperação de petróleo.
NÍCOLAS MATHEUS DA FONSECA TINOCO DE SOUZA ARAÚJO IMPACTO DO CLIMA NA PRODUÇÃO DE ENERGIA FOTOVOLTAICA NA REGIÃO NORDESTE DO BRASIL Orientador : RAPHAEL ABRAHAO Data: 27/08/2024 Hora: 15:00 Mostrar Resumo As alterações climáticas estão afetando diretamente as variáveis meteorológicas e indiretamente diversos fatores que a estas estão relacionados, a variabilidade de geração de energia. Nesta linha, este trabalho abordou diversos aspectos da produção científica e dos impactos das mudanças climáticas na energia fotovoltaica, explorando desde a evolução do campo até as metodologias de estimativa e os efeitos regionais no Nordeste brasileiro. A tese foi dividida em capítulos-artigo. O primeiro capítulo-artigo revelou um crescimento substancial na produção científica sobre os impactos das mudanças climáticas na produção de energia fotovoltaica ao longo das últimas décadas, mostrando uma crescente maturidade da área, refletida em uma maior produtividade e impacto dos artigos. A variação nas palavras-chave e a falta de uma trajetória de pesquisa definida sugerem um campo ainda em desenvolvimento, mas com uma tendência emergente de especialização. O segundo capítulo-artigo destacou a importância das mudanças climáticas na produção de energia fotovoltaica, identificando diferentes metodologias e cenários utilizados para projetar os impactos futuros, apontando lacunas significativas na pesquisa, particularmente em regiões como a América do Sul e Central. O terceiro capítulo-artigo analisou a variabilidade e sensibilidade dos modelos de estimativa da produção fotovoltaica com base em variáveis meteorológicas, evidenciando discrepâncias significativas nas estimativas de produção, influenciadas por variáveis como temperatura e irradiância solar, ressaltando a importância de escolher modelos adequados e considerar a variabilidade climática nas análises. O quarto capítulo-artigo focou nos efeitos das mudanças climáticas na capacidade de geração fotovoltaica no Nordeste do Brasil, mostrando uma tendência de aumento na irradiância solar, mas com um impacto líquido negativo no potencial de produção de energia fotovoltaica devido ao aumento da temperatura, indicando uma diminuição geral na produção fotovoltaica com variações regionais significativas. Em conclusão, evidenciou-se que, embora o campo da produção de energia fotovoltaica tenha avançado consideravelmente, ainda há desafios e incertezas significativas, especialmente no que diz respeito à adaptação às mudanças climáticas. A diversidade de metodologias e a variabilidade dos modelos indicam que mais pesquisas são necessárias para padronizar abordagens e melhorar a precisão das previsões, sendo as implicações regionais específicas, como observadas no Nordeste do Brasil, de suma importância para a consideração nas estratégias de implementação e otimização de sistemas fotovoltaicos.
ALLISSON MAGNO RODRIGUES E SILVA Uma metaheurística ILS aplicada ao Problema de Formação de Células de Manufatura Orientador : LUCIDIO DOS ANJOS FORMIGA CABRAL Data: 30/07/2024 Hora: 14:00 Mostrar Resumo O Problema de Formação de Células de Manufatura tem sido estudado como um problema de otimização combinatória há muitas décadas. Esse consiste em agrupar máquinas e peças em células de fabricação para maximizar o carregamento das células e minimizar o movimento das peças de uma célula para outra. Muitos algoritmos heurísticos foram propostos e funcionam bem mesmo para instâncias de grande porte. Neste trabalho foi proposto um algoritmo aproximativo baseado na metaheurística Busca Local Iterada (ILS) e foi utilizada a métrica de eficácia de agrupamento como uma função objetivo. Nossos experimentos computacionais foram executados em dois conjuntos de testes: o primeiro consiste em 35 instâncias bem conhecidas da literatura e o segundo contém 32 instâncias menos populares. Esta abordagem se mostrou bastante robusta e eficiente com tempos computacionais bastante reduzidos em comparação com as abordagens do estado da arte
VIVIANO DE SOUSA MEDEIROS Solução de Prevenção a Falhas e Otimização de Manutenção em Redes de Água e Esgoto baseada em Técnicas de Análise Preditiva Orientador : MOISES DANTAS DOS SANTOS Data: 30/07/2024 Hora: 09:00 Mostrar Resumo O abastecimento de água é considerado um serviço importante para as cidades, pois trata do fornecimento de um bem essencial para a vida dos seus habitantes, bem como para o adequado funcionamento de indústrias, instituições, e etc. Falhas em sistemas de abastecimento de água podem afetar consideravelmente com perdas e danos para a vida e o bem-estar das pessoas, além de acarretar prejuízos para a economia de regiões inteiras. Propor soluções que otimizem o processo de abastecimento de água, reduzindo perdas e melhorando a qualidade do serviço oferecido pode agregar valor para pessoas, empresas, governos e cidades. Este trabalho propõe investigar e propor uma solução para a previsão de falhas na rede de distribuição de água da CAGEPA (Companhia de Água e Esgotos da Paraíba), com base em análise de dados de chamados de manutenção, e dados estruturais da rede de abastecimento, usando para isso técnicas de Machine Learning e Big Data. Além de estudar a possibilidade de otimizar processos de manutenção diante de ocorrências de falha na rede.
KALINE VENTURA BATISTA ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DO TRATAMENTO TÉRMICO DE RECOZIMENTO NAS PROPRIEDADES DA LIGA Ni54Mn21Ga25 Orientador : CICERO DA ROCHA SOUTO Data: 26/07/2024 Hora: 08:00 Mostrar Resumo O desenvolvimento científico sobre as ligas Heusler pôde constatar a grande versatilidade que essa classe de compostos oferece. As ligas dessa categoria chamam a atenção devido às suas importantes características, como efeito de memória de forma magnética, efeito magnetocalórico e grande efeito de magnetorresistência. O que torna as ligas com memória de forma magnética únicas é que podem ser ativadas não apenas na presença de um estímulo térmico, mas também pela presença de um campo magnético. Uma caracterização magneto-mecânica adequada de ligas com memória de forma magnética (MSMA) é uma pré-condição essencial para projetar e modelar sistemas de acionamento por campo magnético. Esse contexto motivou o desenvolvimento desta pesquisa, que objetivou determinar a influência do tratamento térmico de recozimento nas propriedades estruturais e magnéticas na liga Ni54Mn21Ga25. A metodologia adotada consistiu na determinação dos parâmetros do recozimento de temperatura: 1000 °C e 1050 °C, e tempo: 6 horas e 26 horas, através da variação do recozimento foi avaliado a influência das variáveis temperatura e tempo de recozimento sobre algumas das principais propriedades das ligas produzidas: temperaturas de transformação de fase, microestrutura, composição química, permeabilidade e temperatura de Curie. Um planejamento experimental fatorial, do tipo 22, onde os parâmetros avaliados foram: tempo e temperatura do tratamento de recozimento foi usado para determinar a atuação do recozimento na variação da temperatura martensítica e na temperatura austenítica inicial. Foi demostrado que o recozimento realizado a 1000 °C e 1050 °C por 6 horas é suficiente para estabilizar a fase martensítica em temperatura ambiente, a temperatura austenítica inicial apresentou pouca influência aos parâmetros de recozimento adotados. O planejamento linear adotado foi significativo para determinação da variação martensítica, porém mostrou-se insatisfatório para a determinação da temperatura austenítica inicial. A temperatura de Curie apresentou maior variação no recozimento realizado a 6 horas.
DANIEL DE PAULA DINIZ AVALIAÇÃO DA SUSTENTABILIDADE DO CICLO DE VIDA EM CERVEJARIAS ARTESANAIS Orientador : MONICA CARVALHO Data: 23/07/2024 Hora: 14:00 Mostrar Resumo A cerveja é a bebida alcoólica mais consumida no mundo e o Brasil é o terceiro maior produtor mundial. Com uma cultura cervejeira cada vez mais forte, o número de cervejarias artesanais vem crescendo no país ano após ano, chegando a mais de 1.700 cervejarias espalhadas em todos os estados da federação. Esse crescimento no número de estabelecimentos cervejeiros, traz consigo potenciais impactos ambientais, econômicos e sociais. Na busca da mitigação desses impactos, a Avaliação da Sustentabilidade do Ciclo de Vida (ASCV) é uma poderosa ferramenta para identificação de pontos críticos hotspots que ocorrem em diferentes etapas dos processos de fabricação da cerveja artesanal. A Revisão Sistemática desenvolvida nesse trabalho não encontrou nenhum estudo publicado sobre o tema de ASCV em cervejarias. Foi encontrado apenas um trabalho onde foi levado em conta o aspecto econômico além do ambiental no caso de uma cervejaria inglesa. Diversos estudos com as quantificações de impactos ambientais ao redor do mundo foram encontrados e discutidos. A ASCV utilizada nesse trabalho utiliza três metodologias que se baseiam no tripé da sustentabilidade (ambiental, econômico e social). A Avaliação do Ciclo de Vida Ambiental (ACV) identifica e quantifica os potenciais impactos ambientais relacionados ao ciclo de vida de produtos e serviços. Aqui, foi identificado que o principal hotspot ambiental foi a fase de distribuição da cerveja artesanal para seus pontos de venda dentro e fora da cidade, representando 83% das emissões totais. Uma proposta de mitigação apresentada foi a utilização de veículos elétricos para distribuição. Essa ação traria grandes benefícios ambientais, por exemplo, no indicador Mudanças Climáticas, o valor passou dos atuais 2,46 kg CO2 eq. para 0,65 kg CO2 eq. com a adoção da mobilidade elétrica. A Avaliação dos Custos do Ciclo de Vida (LCC) analisou os potenciais impactos econômicos na produção de cerveja artesanal. Aqui, o maior custo atrelado ao ciclo de vida da cerveja foi no custo de gerenciamento, mais precisamente nos impostos pagos pelas cervejarias artesanais. No Brasil não existe uma legislação específica para os pequenos produtores artesanais, ou seja, uma microcervejaria que produz 60.000 litros mensais, possui a mesma carga de impostos que uma grande cervejaria. Essa alta taxa tributária, encarece a bebida, pois ela representa cerca de 50% de todos custos atrelados ao ciclo de vida da cerveja artesanal. A Avaliação do Ciclo de Vida Social busca identificar os principais hotspots de potenciais impactos sociais atrelados ao ciclo de vida da produção da cerveja artesanal. Utilizando a base de dados da Social Hotspot Database, SHDB, foi encontrado que o principal ponto crítico foi a obtenção do malte nacional. Dentro desse processo, a fase da agricultura da cevada foi a mais impactante. Indicadores de Saúde e Segurança do Trabalho, com as subcategorias Riscos Ocupacionais e Tóxicos, Lesões e Mortes, foram os mais proeminentes, mostrando que a grande utilização de agrotóxicos em monoculturas brasileiras trazem grandes impactos sociais nos trabalhadores rurais. Os resultados desse estudo mostram que para cada esfera da sustentabilidade existem diferentes hotspots nos processos envolvidos no ciclo de vida da cerveja. A proposição de medidas de mitigação desses impactos é particular em cada esfera, onde a soma dessas ações aumentam o grau de sustentabilidade do ciclo de vida como um todo.
JOSÉ WILKER DE LIMA SILVA Funcionais generalizados para qualificação de locais de injeção para armazenamento geológico de carbono Data: 10/07/2024 Hora: 14:00 Mostrar Resumo Muitas nações comprometeram-se a alcançar a neutralidade de carbono até 2050 através da implementação do armazenamento geológico de carbono (GCS) como uma tecnologia funda- mental no quadro da captura, utilização e armazenamento de carbono (CCUS), liderando assim a iniciativa Net Zero. O objetivo do CCUS é capturar as emissões de dióxido de carbono (CO2), reciclando-as ou transportando-as através de dutos até formações geológicas subterrâneas para armazenamento permanente. Apesar do sucesso global nos projetos de GCS, impulsionados pelo setor de petróleo e gás, as iniciativas de GCS em grande escala ainda estão em seus estágios iniciais no Brasil. Estão em desenvolvimento bases de dados para potenciais locais de armazenamento, incluindo aquíferos salinos e reservatórios esgotados, tal como acontece com a estrutura regulamentar. Esta tese apresenta modelos matemáticos para a seleção sistemática e classificação de locais subterrâneos de armazenamento de CO2. Nossa pesquisa explora uma família de funcionais matemáticos, cada um com funções de ponderação distintas, atingindo dois objetivos principais. Em primeiro lugar, esclarece as interações não lineares entre as propriedades das rochas e dos fluidos utilizando indicadores de qualidade. Em segundo lugar, avalia regiões geográficas, considerando armadilhas estruturais em rochas capeadoras. Esta metodologia é um recurso valioso para identificar locais adequados de injeção e armazenamento. Os modelos foram implementados utilizando o Matlab Reservoir Simulation Toolbox (MRST), e estudos de casos utilizando o modelo UNISIM-I-D para o Campo de Namorado na Bacia de Campos, Brasil, mostraram a influência da permeabilidade e porosidade assim como de curvas sigmóides, exponenciais ou híbridas nas diferentes interpretações de locais ideais de armazenamento, com excedentes que variam até 66% no melhor dos casos. Foram utilizados o modelo de equilíbrio vertical para diminuição do custo computacional e análise de sensibilidade Sobol para estudar a influência individual de cada parâmetro. Resultados das simulações corroboram com as análises teóricas. O objetivo final do estudo é estabelecer uma base de conhecimento fundamental para futuros projetos de GCS no Brasil, aproveitando infraestruturas de poços herdados.
JULIO CESAR DA SILVA DIAGNÓSTICO DE FALHAS EM ROLAMENTOS DE MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS VIA DENSIDADE DOS MÁXIMOS A PARTIR DO SINAL DA CORRENTE DO ESTATOR Orientador : ABEL CAVALCANTE LIMA FILHO Data: 20/06/2024 Hora: 09:00 Mostrar Resumo Os motores de indução trifásicos (MITs) são amplamente utilizados na indústria devido à sua confiabilidade, robustez e baixo custo, sendo a principal força motriz no setor industrial. Falhas em rolamentos representam mais de 40% das falhas em motores de indução, resultando em paradas inesperadas, aumento dos custos de produção e possíveis acidentes. Neste contexto, este trabalho propõe um novo método não invasivo para o diagnóstico de falhas em rolamentos de MITs, utilizando a análise da corrente do estator combinada com a técnica SAC-DM (Signal Analysis based on Chaos using Density of Maxima) e uma rede neural artificial do tipo MLP (Multilayer Perceptron). Para comparação, foram implementados dois métodos adicionais que utilizam sinais de vibração mecânica e sonora emitidos pelo MIT, juntamente com a técnica do envelope de Hilbert. Os sinais foram coletados simultaneamente sob seis condições de carga: 0%, 20%, 40%, 60%, 80% e 100% da carga nominal. Foram analisadas condições de rolamento saudável, com falha na pista externa, pista interna e falha mista. Para a falha na pista externa, a análise dos sinais de vibração apresentou um erro relativo percentual máximo de 0,60%, enquanto para o som o erro foi de 0,53%. Para a falha na pista interna, o erro relativo percentual máximo foi de 0,49% para vibração e 0,36% para o som. O novo método proposto, utilizando SAC-DM, detectou falhas nos rolamentos com uma acurácia de classificação de 96,82%, mesmo com o motor operando sob carga variável. Esta nova metodologia pode, portanto, contribuir significativamente para o diagnóstico de falhas em rolamentos de MITs, oferecendo uma alternativa mais eficiente e não invasiva em comparação com os métodos tradicionais.
RAMON RUDÁ BRITO MEDEIROS ESTUDO DA ANISOTROPIA E DA CONCENTRAÇÃO DE TENSÕES CAUSADA POR UMA DESCONTINUIDADE GEOMÉTRICA EM COMPÓSITOS HÍBRIDOS DE CARBONO/ARAMIDA E CARBONO/HMPP. Data: 10/06/2024 Hora: 14:00 Mostrar Resumo A maioria dos compósitos estruturais apresentam baixa densidade e alta resistência mecânica, o que permite conceber estruturas mais leves do que aquelas fabricadas em metais tradicionais (aço, ferro fundido ou alumínio). Essas características tornam os materiais compósitos competitivos em várias aplicações de cunho estrutural, aeroespacial, militar, automotivo, esportivo, entre outros. A otimização e ajustes das propriedades mecânicas dos compósitos podem ser obtidas pelo processo de hibridização, sendo possível reduzir a fragilidade e melhorar a capacidade de absorção de energia, como é o caso da hibridização de compósitos de carbono com fibras de vidro, Kevlar®, Innegra® e Dyneema®. Na maioria das aplicações de engenharia mecânica, faz-se necessário a inserção de descontinuidades geométricas para desempenhar alguma função. O exemplo mais comum é o furo, o qual é inserido em estruturas com o intuito de propiciar uniões, fixações de acessórios, passagens de cabos e dutos etc. Esta tese tem como objetivo estudar os efeitos da hibridização em compósitos de carbono com fibras de aramida e HMPP (High Modulus Polypropylene), avaliando e quantificando os efeitos anisotrópicos desses materiais, bem como, o comportamento mecânico de laminados com descontinuidade geométrica comum (furo circular concêntrico) quando submetidos ao esforço de tração uniaxial. Os laminados compósitos de carbono, híbrido de carbono/aramida e híbrido de carbono/HMPP utilizados foram fabricados via vacuum bag. As caracterizações das propriedades mecânicas à tração e cisalhamento do material foram realizadas em três orientações: 0°, ±45° e 90°. Ensaios mecânicos de tração uniaxial em corpos de prova com furo circular concêntrico foram realizados e as medições das deformações quantificadas pela técnica DIC (Digital Image Correlation). Os dados obtidos experimentalmente para concentração de tensão foram comparados com modelos analíticos e numéricos. As maiores resistências à tração foram medidas nos laminados com orientação 0°, aproximadamente 609 MPa, 420 MPa e 281 MPa, para laminado de carbono, laminado híbrido de carbono/aramida e laminado híbrido de carbono/HMPP, respectivamente. As deformações máximas à tração foram observadas nos laminados com orientação ±45°. Os valores de concentração de tensão obtidos experimentalmente divergiram dos valores citados pela literatura para materiais isotrópicos, o que ressalta a importância do estudo de concentradores de tensão em materiais compósitos. Os modelos analíticos e numéricos apresentam uma boa concordância, sendo possível seu uso com certo grau de majoração.
JÉSSICA FELIPE DO NASCIMENTO Desenvolvimento de embalagens biodegradáveis a partir do processamento das vagens de algaroba (Prosopis juliflora) Orientador : KELLY CRISTIANE GOMES DA SILVA Data: 31/05/2024 Hora: 09:00 Mostrar Resumo Os polímeros sintéticos são amplamente utilizados na produção de embalagens por apresentarem baixo custo, fácil obtenção e elevada resistência mecânica. No entanto, as embalagens desse material levam centenas de anos para se decompor, o que constitui uma grande preocupação ambiental. Os materiais biodegradáveis são uma alternativa aos polímeros sintéticos por serem facilmente degradados e minimizarem os impactos ambientais. Entre os materiais biodegradáveis, a algaroba tem recebido atenção especial por ser uma fonte vegetal abundante e rica em fibras. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver embalagens rígidas biodegradáveis a partir das vagens de algaroba (Prosopis juliflora), para atuarem como potenciais substitutos das embalagens comerciais do setor agroindustrial. Para tal, foram obtidas farinhas de vagens (FV) e de fibra (FB) de algaroba que foram direcionadas para produção de embalagem para muda de plantas e embalagem para ovos, respectivamente. Durante o processamento, as farinhas foram misturadas a uma solução adesiva de amido de trigo, juntamente com o plastificante glicerol, e NPK no caso dos recipientes de plantas, que foram moldadas manualmente e secas em estufa. As propriedades dos materiais produzidos foram avaliadas através de análise granulométrica, rendimento, Difração de Raios X (DRX), Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Espectrofotometria de Ultravioleta-Visível (UV-Vis), Resistência mecânica, Ângulo de Contato (AC), Absorção de água, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e biodegradabilidade. Com o beneficiamento da vagem foi possível obter rendimentos diferentes para FV e FB que apresentaram granulometria similar. A embalagem de mudas obteve comportamento semicristalino, pela presença de compostos lignocélulosicos e a adição de NPK não influenciou as interações químicas entre a solução adesiva e a FV. Com o aumento da concentração de FV nos recipientes as propriedades de absorção da luz ultravioleta foram intensificadas, porém resultaram em embalagens com menor resistência a tração, e maior absorção de água. Na produção de embalagem para acondicionamento de ovos, verificou-se que o aumento no teor de glicerina não contribuiu com a formação de novas fases cristalinas e também não modificou os grupos funcionais das amostras, porém contribuiu para obtenção de uma maior resistência mecânica demostrando que foi eficiente a interação dos constituintes da embalagem. Portanto as farinhas de vagem e fibra de algaroba apresentam elevado potencial de utilização em biocompósitos, permitindo sugerir ao mercado, uma nova opção de matéria-prima renovável.
MEYSON CASSIO DO NASCIMENTO ESTUDO DO EFEITO DA ADIÇÃO DO ELEMENTO PRATA EM LIGAS QUASICRISTALINAS DE Al-Cu-Fe EM SUAS PROPRIEDADES MICROESTRUTURAIS Orientador : DANIELLE GUEDES DE LIMA CAVALCANTE Data: 31/05/2024 Hora: 09:00 Mostrar Resumo O avanço na pesquisa de materiais metálicos e suas ligas tem sido notável nas últimas duas décadas, impulsionado pela necessidade de aprimorar características e otimizar custos de produção. Nesse contexto surgem os quasicristais, ligas metálicas com estruturas ordenadas de longo alcance, mas de curta periodicidade, que apresentam propriedades tribológicas semelhantes às dos materiais cerâmicos e demostram ser extremamente frágeis. A introdução de um quarto elemento numa liga QC, como o silício, p. ex., estabiliza a fase icosaédrica. Neste estudo, analisamos o impacto da adição de prata na microestrutura da liga quasicristalina Al62,3Cu25,5Fe12,2. Inicialmente, tentamos substituir o alumínio pela prata, porém isso resultou na completa desestabilização da fase quasicristalina. Optamos então por adicionar a prata à composição original da liga. Em seguida, investigamos o efeito da prata em suas propriedades, buscando compreender se este novo elemento melhora, piora ou adiciona novos comportamentos ao quasicristal. Estudos anteriores sugerem que a fase Ag2Al, gerada com a adição de prata, pode melhorar a tenacidade à fratura da liga e contribuir para suas propriedades tribológicas.
KEROLAYNE SANTOS LEITE INFLUÊNCIA DA ADIÇÃO DE ÁCIDO CÍTRICO COMO AGENTE RETICULANTE NAS PROPRIEDADES DE FILMES DE GALACTOMANANA DE Prosopis juliflora (Sw.) DC. Orientador : KELLY CRISTIANE GOMES DA SILVA Data: 24/05/2024 Hora: 09:00 Mostrar Resumo Os bioplásticos sintetizados a partir de polissacarídeos apresentam baixas propriedades físicas e mecânicas em comparação aos polímeros sintéticos. A utilização de ácido cítrico como agente reticulante tem sido investigada como estratégia para melhorar as propriedades desses biopolímeros. Nesse sentido, esse trabalho teve por objetivo avaliar a influência do ácido cítrico como agente reticulante nas propriedades de filmes biodegradáveis de galactomanana de Prosopis juliflora (Sw) DC. Inicialmente a galactomanana foi obtida por extração etanolica e caracterizada em relação ao rendimento, granulometria e ressonância magnética nuclear (RMN). Após, o polissacarídeo foi diluído, adicionado de amido, glicerina e 10 a 20% de ácido cítrico de forma a obter 07 (sete) formulações que foram secas via Casting, os filmes foram caraterizados por Difração de Raios-X (DRX), Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Espectrofotometria de Ultravioleta-Visível (UV-VIS), Resistência a Tração, ângulo de contato, estudo reológico, potencial zeta, rugosidade e análise térmica. Os resultados demostram que a galactomanana apresentou rendimento de 11,68%, sistema polidisperso de agregação de partículas e razão M/G (1,81). Os dados de DRX demostraram que os filmes apresentaram perfil cristalográfico de natureza semicristalina, porém com a adição de ácido cítrico houve deslocamento nos picos devido a formação da ligação éster caracterizado pela faixa espectral em torno de 1720 cm-1 no FTIR, as interações químicas entre a galactomanana e 20% de ácido cítrico resultaram em filmes com elevada absorção a luz ultravioleta além de propriedades mecânicas compatíveis a filmes sintéticos. Observa-se também que a adição de amido nos filmes F6 e F7 diminuiu a hidrofilicidade do material, aumentou a rugosidade e a estabilidade térmica dos filmes. Pode-se concluir que os biopláticos de galactomanana adicionados de amido de milho e reticulados por ácido cítrico obtiveram melhores propriedades físicas e mecânicas e se compararam a plásticos sintéticos.
CLEITON RUBENS FORMIGA BARBOSA JUNIOR Gerador Termoelétrico de Exaustão Automotiva com Permutador de Calor de Aletas e Minicanais Corrugados Data: 29/02/2024 Hora: 10:00 Mostrar Resumo O interesse científico na conversão de energia termoelétrica tem experimentado um crescimento acentuado nas últimas décadas em razão da crescente demanda por produtos não poluentes e fontes de energia renováveis. Atualmente, uma das principais diretrizes da indústria automotiva tem sido o desenvolvimento e a produção de veículos com motores térmicos e/ou elétricos mais eficientes, econômicos e de menor impacto ambiental. Neste contexto, insere-se a presente pesquisa que tem foco principal o desenvolvimento e análise em regime transiente da performance de um protótipo de gerador termoelétrico de exaustão automotiva (TEGea) para recuperação de energia dos gases de exaustão de motor térmico automotivo. A modelagem numérica e a simulação do protótipo de TEGea foi realizada a partir da entrada de dados empíricos no ANSYS, auxiliando na definição da configuração dos permutadores de calor de alta e baixa temperatura e na pré-seleção dos módulos termoelétricos, além de predizer os perfis de temperatura de exaustão na seção do TEGea e estimar a performance da conversão termoelétrica. O design do TEGea proposto apresenta geometria retangular em alumínio em razão da alta condutibilidade térmica, baixa densidade e fácil usinabilidade. O trocador de calor de alta temperatura em alumínio apresenta geometria retangular e possui aletas internas retangulares e minicanais corrugados para intensificação da captação e transferência do calor dos gases quentes para os módulos termoelétricos. O trocador de calor de baixa temperatura em alumínio apresenta geometria retangular e possui um canal interno de escoamento do líquido de arrefecimento para maximização das trocas térmicas e redução das perdas por bombeamento. Uma bancada instrumentada (túnel de ar quente) foi desenvolvida para análise em regime transiente da performance do protótipo de TEGea. Os resultados obtidos mostram que a inserção de aletas internas com minicanais corrugados no permutador de calor da fonte quente intensifica a captação de calor contribuindo para maior eficiência do TEGea proposto.
CARLOS CÁSSIO DE ALCANTARA EFEITO DA ADIÇÃO DE Fe NAS PROPRIEDADES MICROESTRUTURAIS, MAGNÉTICAS E TÉRMICAS DE LIGAS CuAlMn Data: 29/02/2024 Hora: 09:00 Mostrar Resumo Esta tese investiga o impacto da adição de ferro (Fe) e dos tratamentos térmicos de homogeneização e têmpera nas propriedades microestruturais, magnéticas e térmicas de ligas de CuAlMn. A pesquisa visa proporcionar um entendimento aprofundado sobre como estas intervenções afetam as características funcionais das ligas de Heusler CuAlMn. As ligas CuAlMn e CuAlMnFex (x=1,5% e 3,0%) %at. foram elaboradas e submetidas a análises detalhadas. A caracterização microestrutural foi realizada utilizando espectroscopia por energia dispersiva (EDS), difração de raios X (DRX) e microscopia óptica (MO). As propriedades magnéticas foram avaliadas através do magnetômetro de amostra vibrante (VSM), enquanto a caracterização térmica foi realizada utilizando análise térmica diferencial (DTA). Além disso, a dureza das ligas foi mensurada por meio do ensaio de microdureza Vickers (MH). Os resultados demonstraram que todas as ligas possuem a fase L21 em temperatura ambiente. A adição de ferro promoveu um aumento no parâmetro de rede das ligas temperadas. Em comparação com as amostras temperadas, as homogeneizadas exibiram propriedades magnéticas mais intensas. O ferro mostrou diminuir a remanência, a coercividade e a magnetização de saturação nas amostras homogeneizadas, enquanto elevou a coercividade nas temperadas. A análise comparativa entre as ligas homogeneizadas e temperadas revelou que o processo de têmpera não eliminou nenhuma transformação. A adição de ferro sugeriu uma facilitação nas transformações térmicas, observada pela tendência de diminuição nas temperaturas finais de transformação. Além disso, ligas com teores mais altos de ferro apresentaram entalpias de fusão maiores, indicando uma maior estabilidade térmica. Por fim, um aumento no teor de ferro nas ligas correlacionou-se com uma redução percentual maior na dureza após a têmpera. Este trabalho oferece contribuições significativas para a compreensão das ligas com memória de forma ferromagnéticas (FSMAs) do sistema CuAlMn, particularmente no que diz respeito à influência do ferro nas suas propriedades. Estas descobertas abrem novas possibilidades para a aplicação de tratamentos térmicos e ajustes na composição de ligas de Heusler CuAlMn, expandindo as fronteiras do conhecimento e aplicações práticas nesse campo.
CARLOS HENRIQUE ALENCAR ALMEIDA GERADOR TERMELÉTRICO EM ESTADO SÓLIDO COM AQUECIMENTO SOLAR E RESFRIAMENTO GEOTÉRMICO Data: 29/02/2024 Hora: 09:00 Mostrar Resumo Na busca por geração de energia elétrica com alto grau de sustentabilidade e potencial de desenvolvimento regional para o Nordeste do Brasil, o uso do Sol para geração de energia é extremamente considerável, devido aos altos índices de radiação Solar desta região do país. Esta pesquisa apresenta uma proposta de gerador de energia elétrica que se utiliza do fenômeno da termoeletricidade, transformando diferença de temperatura em potência elétrica, usando aquecimento solar e resfriamento geotérmico para obtenção da diferença de temperatura necessária para seu funcionamento. Foram desenvolvidas simulações por meio de métodos de volumes finitos, as quais possibilitaram a análise do comportamento térmico individualizado de cada componente do projeto. Adicionalmente às simulações, foram confeccionados protótipos com o propósito de replicar o funcionamento do modelo proposto em condições simuladas por meio de dispositivos capacitados a reproduzir os mesmos cenários encontrados na literatura especializada referente ao desempenho de cada fenômeno. Os resultados experimentais foram monitorados por sistema de aquisição de dados e análise termográfica. Por fim, o sistema composto por associação de quatro células termelétricas alcançou valores de potência elétrica de 281 W/m² entregues a uma carga resistiva de 4,3 Ohms.
GRACE KELLY ROCHA FURETTI EFEITO COMBINADO DA ÁREA SUPERFICIAL DO CARBONO E INTERAÇÃO COM LIGNOSULFATO DE SÓDIO EM BATERIAS DE CHUMBO ÁCIDO: ASPECTOS MICROESTRUTURAIS E ELETROQUÍMICOS Orientador : SANDRO MARDEN TORRES Data: 29/02/2024 Hora: 08:00 Mostrar Resumo O armazenamento de energia desempenha um papel estratégico no sucesso da implementação de soluções eficazes para cadeias energéticas verdes ou limpas. O Departamento de Energia dos EUA (DOE) prevê um crescimento global de mais de 100 GWh em Sistemas de Armazenamento de Energia até 2030. Embora as baterias de íon-lítio dominem o crescimento do mercado de bateria para os próximos anos, desafios como custo, estabilidade e segurança limitam suas aplicações. Além disso, o seu impacto ambiental e a falta de processos de reciclagem estabelecidos suscitam preocupações. Sendo assim, as baterias de chumbo ainda são alternativas viáveis, seguras e ambientalmente corretas, dada sua cadeia de reciclagem muito bem estabelecida. No entanto as baterias de chumbo enfrentam desafios como a sulfatação, enfrentados por expansores como carbono e lignosulfonato de sódio. A condutividade do carbono auxilia na formação de uma rede condutora, enquanto o lignosulfonato evita a passivação do sulfato de chumbo, melhorando o desempenho da bateria. O estudo da interação entre carbonos de alta e baixa área superficial com lignosulfonato de sódio otimiza a composição da pasta da bateria, maximizando a aceitação de carga dinâmica, propriedade essencial para veículos híbridos elétricos. Este estudo investiga o impacto da área superficial de carbono e sua interação com o lignosulfonato de sódio na aceitação de carga de baterias de chumbo por meio de testes sistemáticos, visando melhorar o desempenho operacional no mundo real e a competitividade no mercado. Observou-se que a área superficial do carbono desempenha um papel crucial nas características desse material. Os ensaios elétricos revelaram que nem o lignosulfonato de sódio nem a área superficial do carbono afetam a capacidade específica da bateria. Entretanto, em termos de aceitação de carga dinâmica, houve um notável aumento de 137% ao utilizar carbono de alta área superficial na composição. Além disso, constatou- se que o lignosulfonato de sódio exerce uma influência mais significativa em sistemas que utilizam carbono de baixa área superficial. Adicionalmente, foi identificado que existe uma concentração mínima necessária para atuação do lignosulfonato sobre a bateria. No entanto, é importante ressaltar que houve um aumento significativo no consumo de água quando se empregou carbono de alta área superficial.
ÁLEFT VERLANGER ROCHA GOMES BIOCOMPÓSITOS DE AMIDO DE MILHO, BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR E CERA DE CARNAÚBA: PRODUÇÃO E CARACTERIZAÇÃO Orientador : KELLY CRISTIANE GOMES DA SILVA Data: 28/02/2024 Hora: 09:00 Mostrar Resumo Os materiais biodegradáveis vêm sendo cada vez mais aperfeiçoados devido à preocupação com o desenvolvimento sustentável. Alguns desses materiais que tem ganhado notoriedade são os biocompósitos, os quais surgem como alternativa aos compósitos de matrizes poliméricas sintéticas, visto que podem ser eliminados sem prejudicar o meio ambiente. Com isso o propósito deste trabalho foi obter pelo método de moldagem (casting) biocompósitos de amido de milho, bagaço de cana-de-açúcar, cera de carnaúba e Tween 80, otimizando as suas propriedades por intermédio da utilização de um Planejamento Central Composto. As propriedades mecânicas foram obtidas por meio dos ensaios de tração. Foi realizada uma Microscopia Eletrônica de Varredura nas superfícies fraturadas dos corpos de prova para explicar a interação entre a matriz de amido de milho e os outros componentes. Foi realizada a análise da biodegradabilidade dos biocompósitos para avaliar a degradação promovida por microrganismos. Para avaliar o efeito da água nos biocompósitos foram obtidas isotermas de sorção de umidade. A cor e a densidade dos biocompósitos também foram analisadas. Por meio do Planejamento Central Composto, foram obtidos modelos significativos das superfícies de resposta para as propriedades dos ensaios de tração. Os resultados destacam a importância do bagaço de cana-de-açúcar como agente de reforço, além de elucidar sobre o impacto da cera de carnaúba e Tween 80 na ligação interfacial e no desempenho mecânico. A análise da superfície de resposta oferece informações valiosas para otimizar formulações de biocompósitos para atender requisitos específicos de aplicação. Quanto à absorção de umidade, os resultados obtidos nas isotermas de sorção de umidade revelam que a adição de cera de carnaúba e o bagaço de cana de açúcar reduzem a absorção de água pelos biocompósitos.
DANIEL NICOLAU LIMA ALVES ANÁLISE DO COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DE JUNTAS SOLDADAS DISSIMILARES OFF-SHORE: INFLUÊNCIA DO HIDROGÊNIO NA TENACIDADE Data: 27/02/2024 Hora: 14:00 Mostrar Resumo Desde a descoberta do pré-sal no Brasil em 2007, tem se intensificado as operações em águas profundas, as quais correspondem atualmente a 55,8% da produção total nacional. Tal atividade exige dos componentes mecânicos, principalmente em operações upstream (exploração, perfuração e produção), características específicas para suportar as condições adversas (mecânicas, termodinâmicas, químicas, etc.) durante o processo operacional. Em ambiente submarino, os equipamentos utilizados nas linhas de produção são mantidos sob um sistema de proteção catódica de modo a evitar ou mitigar o processo de corrosão. Tal proteção em contrapartida torna os equipamentos suscetíveis à fragilização por hidrogênio devido sua exposição a uma atmosfera rica em hidrogênio, gerando um potencial de trincas por hidrogênio. Tais estruturas têm apresentado fraturas frágeis em regiões de juntas soldadas dissimilares no decorrer dos anos, e estas falhas têm sido associadas a presença de hidrogênio em virtude do sistema de proteção catódica (PC). As ocorrências de falhas têm sido reveladas na região de interface do amanteigamento do metal de base (MB) com a liga de níquel Inconel 625, metal de solda (MS). Estudos realizados nos últimos anos têm buscado compreender o comportamento de trincas presentes em juntas soldadas dissimilares (JSD) utilizadas em equipamentos offshore fora do continente, porém ainda não suficientes para desvendar o fenômeno responsável pelos efeitos do hidrogênio em juntas soldadas heterogêneas. O trabalho proposto tem como objetivo analisar a influência do hidrogênio, em função do ciclo de hidrogenação, no comportamento estrutural da junta soldada dissimilar F22/INCONEL625/A36, via parâmetro de tenacidade, na região da linha de fusão (LF) da JSD. O tipo de JSD a ser analisada é utilizada na união de flanges a tubulações presentes nas linhas de produção offshore de petróleo e gás, e tem se mostrado suscetível à fragilização por hidrogênio devido sua exposição a uma atmosfera rica em hidrogênio, quando mantida sob um sistema de proteção catódica.

2023
Descrição
ANDRÉA WILLA RODRIGUES VILLARIM ESTUDO DO DESEMPENHO DA TRANSMISSÃO SUBTERRÂNEA VIA LORA PARA O MONITORAMENTO DE SISTEMAS SUBTERRÂNEOS VISANDO APLICAÇÕES EM SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA Data: 29/11/2023 Hora: 08:30 Mostrar Resumo A indústria 4.0 busca soluções nas áreas de automação inteligente, geração/troca de dados e análise do processo de produção. A adequação das empresas à realidade dessa nova geração da indústria torna necessária a substituição dos equipamentos utilizados anteriormente por dispositivos inteligentes, utilizando o conceito de IoT (Internet of Things) em equipamentos de baixo custo para monitorar o estado das variáveis de determinado sistema. Esse monitoramento pode ser realizado a partir de microsensores inteligentes espalhados e interligados por canais de comunicação sem fio em pontos específicos da rede. Uma questão importante a ser considerada quando se trata de microsensores é a tecnologia de comunicação utilizada, visto que é a etapa que determina o alcance de transmissão dos dados obtidos e é a principal responsável pelo consumo de energia do sistema. Algumas aplicações que necessitam realizar o monitoramento do sistema estão localizadas em um ambiente subterrâneo, como o monitoramento de variáveis de uma rede de distribuição de água para controle de perdas. Considerando os diversos desafios apresentados pela comunicação em ambiente subterrâneo, é proposto um estudo do comportamento de uma tecnologia de comunicação sem fio selecionada para operar em tal cenário. Nesse contexto, foi analisado o comportamento da tecnologia LoRa, por apresentar características de interesse, como longo alcance de transmissão e baixo consumo de energia. Este trabalho de tese apresenta um estudo do desempenho da tecnologia de comunicação LoRa em ambientes subterrâneos, com a avaliação de diversos parâmetros de comunicação entre transmissor e receptor. A análise do desempenho da comunicação considerou a influência de diversas variáveis para avaliar a aplicabilidade desse tipo de comunicação, já bastante explorada em redes convencionais, para utilização em sistemas subterrâneos, visando a aplicação em cidades inteligentes, como para o monitoramento de sistemas de abastecimento de água.
DAVI BRITO NUNES OLIVEIRA Análise exergoeconômica do sistema que utiliza biometano para geração de energia e refrigeração por absorção Data: 29/09/2023 Hora: 16:00 Mostrar Resumo O presente trabalho trata sobre a análise energética e exergoeconômica de um sistema de cogeração que emprega biometano para a produção de energia e refrigeração por absorção, o qual compreende um grupo gerador e um refrigerador por absorção. Para a obtenção de biometano, foram desenvolvidos dois tipos de biodigestores: um com 5 recipientes em série e outro utilizando uma bombona de 200 litros. O biodigestor em série apresentou problemas de vazamento, resultando na ausência de produção de biogás durante o período de observação de dois meses. Por outro lado, o segundo protótipo teve menos problemas com vazamentos em testes hidrostáticos e conseguiu gerar resultados positivos. Adicionalmente, foram produzidos filtros purificadores interligados ao biodigestor, permitindo a passagem do biogás por meio deles com o objetivo de realizar a conversão deste em biometano. Testes da chama produzida pelo biometano indicaram que a chama estava azulada, sugerindo uma alta concentração de metano no gás e, consequentemente, um alto poder calorífico. A estimativa teórica revelou que, a partir de 133,33 kg de matéria orgânica introduzida no biodigestor, 95,6% dos resíduos foram aproveitados na forma de 17.471,748 litros de biogás e 292,47 kg de biofertilizante. No que diz respeito à análise energética e exergoeconômica, constatou-se a produção de 32,0396 kWh de energia elétrica e 23,9093 kWh de frio, com um período de retorno do investimento estimado em 264 anos. Essa longa recuperação do investimento pode ser atribuída às dimensões reduzidas do biodigestor e ao rendimento do sistema de cogeração inferior ao convencional.
RICARDO SOARES GOMEZ ESTUDO TEÓRICO E EXPERIMENTAL DA SECAGEM DE LOUÇAS SANITÁRIAS EM BAIXAS TEMPERATURAS Data: 31/07/2023 Hora: 09:00 Mostrar Resumo A secagem é uma operação de transferência de calor e massa envolvendo a remoção de umidade, sendo uma etapa importante e de elevado custo no processo de manufatura de diversos produtos. Para materiais cerâmicos, o processo de secagem é necessário para retirar o excesso de água que é adicionado na etapa de moldagem e conferir a resistência necessária para reduzir as falhas durante a queima do produto. Para louças sanitárias, faz-se necessário realizar uma etapa de pré-secagem logo após a retirada da peça do molde, em ambiente com temperatura entre 30 e 40ºC, acarretando em um custo energético adicional. Este trabalho tem por objetivo estudar, teórica e experimentalmente, o processo de secagem em baixas temperaturas de louças sanitárias, com particular referência às bacias sanitárias. Foram realizados sete experimentos de secagem em estufa com diferentes condições operacionais (temperatura, umidade relativa; convecção natural e forçada). Em seguida, foi realizada uma modelagem matemática empírica e cálculos para avaliar o desempenho da secagem. Os resultados experimentais indicam que o aumento da temperatura e a redução da umidade relativa do ar resultam em secagens mais rápidas. Constatou-se que para algumas situações físicas, é mais interessante dedicar esforços para reduzir a umidade relativa do ar de secagem em vez de buscar soluções para aumentar sua temperatura. Além disso, não foram observadas trincas ou fissuras durante a realização dos experimentos e constatou-se uma correlação entre a retração linear e o teor de umidade de modo que quanto maior a perda de umidade, maior é a contração da amostra. Por fim, os resultados do consumo de energia específico médio (CEEM) indicam que quanto menor a temperatura do ar de secagem, mais eficiente é o processo. Entretanto, na faixa de temperatura de estudo, a diferença relativa máxima para o CEEM entre experimentos foi menor que 4%, indicando que outros fatores devem ser levados em consideração na definição das condições operacionais do ar no setor de pré-secagem de louças sanitárias, tais como tempo de processamento, condições climáticas e demanda de mercado pelo produto.
ANA CAROLINE ROMÃO FERREIRA FEITOSA DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE MEDIÇÃO UTILIZANDO DEPRIMOGÊNIOS E ARDUINO PARA MEDIÇÃO DE VAZÃO DE BIOGÁS Orientador : CARLOS ANTONIO CABRAL DOS SANTOS Data: 16/06/2023 Hora: 16:00 Mostrar Resumo A presente dissertação tem como objetivo geral o desenvolvimento e a análise de um sistema de medição de vazão baseado em medidores deprimogênios e Arduino para determinar a vazão de biogás, produzido em biodigestores locais. Em especial, no uso em um sistema de geração energia elétrica, acoplado a um motor de combustão interna acionado pelo biogás. Devido a faixa de vazão e os níveis de pressão foi projetado e construído o sistema a base de um tubo Venturi acoplado a uma placa comercial do Arduino Uno. Os ensaios preliminares foram realizados, por facilidade e disponibilidade, com o ar comprimido. Com as devidas correções para a estimativa da vazão do biogás com uma composição específica. As propriedades termodinâmicas são determinadas para a condições especificas do biogás e a as equações da mecânica dos fluidos usadas para a obtenção da vazão mássica do combustível gasoso. São propostas contribuições com o uso do Arduíno e novas inserções da eletrônica na pesquisa atribuídas ao uso motor de combustão interna utilizando sistema de medição instantânea de vazão mássica. Uma metodologia experimental foi utilizada, com uma bancada construída para a análise, utilizando os medidores de vazão do tipo deprimogênios, como o tubo de pitot, placa de orifício e tubos de Venturi utilizando manômetros em U e o arduíno UNO e o sensor de pressão MPX5700DP e o software da IDE do arduíno 1.8.19 para Windows. A técnica desenvolvida com sistema digital composto por o arduíno e sensor possibilitou melhores resultados, pois apresenta dados em tempo real, além de evitar erros de operação por operador como, por exemplo, o erro de paralaxe. Além disso, o sistema digital de medição foi o que apresentou o menor erro em relação ao demais elementos deprimogênios quando comparado a vazão teórica e a vazão real de um fluido.
FELIPE SILVA LIMA DESENVOLVIMENTO DE UM ATUADOR TORCIONAL BASEADO EM LIGAS COM MEMÓRIA DE FORMA NiTi APLICADO EM UM DISPOSITIVO DO TIPO LEME AERONAÚTICO Data: 31/05/2023 Hora: 08:30 Mostrar Resumo O grau de maturidade na área de materiais e estruturas inteligentes é comprovado pela existência de amplo esforço em pesquisas com expectativa ao desenvolvimento de produtos industriais. Apesar das diferentes opções presentes, as Ligas com Memória de Forma (LMF) têm recebido grande atenção devido à facilidade de uso em atuadores de movimento, microcontroladores e sensores. Essas ligas exibem duas propriedades fundamentais: a Superelasticidade (SE) e o Efeito Memória de Forma (EMF), que são advindos de uma transformação de fase do tipo austenita/martensita. Os atuadores desse material são relativamente leves, de fabricação simples e têm a capacidade de produzir elevadas cargas de atuação, por intermédio de aplicação controlada de calor. Como consequência, esses materiais podem ser empregados na concepção de diversos sistemas de engenharia substituindo atuadores hidráulicos, pneumáticos e elétricos, com a possibilidade de uso em escalas microscópicas, acrescido à flexibilidade projetiva. Considerando essas questões, o presente trabalho é dedicado à fabricação e avaliação do comportamento termomecânico de molas helicoidais torcionais de LMF do sistema NiTi, que combinam o efeito SE/EMF quando acionadas. Uma demonstração da efetividade do conceito é demonstrada construindo-se um protótipo de leme aeronáutico para verificação de suas propriedades funcionais. Antes desta estratégia foram feitos estudos prévios direcionadas a caracterização dos fios de LMF precursores, seguido de testes para extrair mais informações sobre a dinâmica exposta por molas de torção de LMF NiTi. Neste contexto, merece destaque a concepção de um novo sistema com o intuito de mensurar a força gerada por cada mola, baseado na tecnologia de microcontroladores, conversores analógico-digitais, célula de carga e termopares do tipo K. Os resultados mostram as condições em que que é possível obter as maiores capacidade de atuação, especificamente ao eleva-se diâmetro de fio e espira, associados a grandes deslocamentos angulares. Com efeito, foi possível obter diferentes configurações de curvatura do leme ao inverter o sentido de acionamento. Sob muitos aspectos, ainda há desafios tecnológicos importantes a serem superados antes da consolidação prática de molas de torção de LMF NiTi; contudo, esta proposta apresenta potencial e não pode ser descartada.
JOÃO MANOEL DE OLIVEIRA NETO DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA INTELIGENTE DE MONITORAMENTO PRESCRITIVO PARA SEVERIDADE DAS CONDIÇÕES DE FUNCIONAMENTO DE UM REDUTOR DO TIPO COROA SEM-FIM Data: 26/05/2023 Hora: 08:30 Mostrar Resumo As máquinas industriais, de uma forma geral, se caracterizam pelo funcionamento proveniente de um motor elétrico associado a um sistema de redução de velocidade ou transmissão de força do tipo mecânico, como por exemplo através de engrenagens. Vários outros elementos compõem o sistema de funcionamento de uma máquina, e devido a carga cíclica imposta e as más condições de uso a que são impostos esse conjunto, se faz um acompanhamento preventivo ou são adotadas técnicas de manutenção preditiva de modo a prever o surgimento de falhas. Essa pesquisa tem por objetivo desenvolver um sistema inteligente, por meio da coleta de dados via análise de sinais sonoros, para realizar o diagnóstico prescritivo sobre a severidade relacionada a más condições de funcionamento em um sistema rotativo, cujo sistema de transmissão se dá por engrenagens do tipo coroa sem-fim, onde a severidade de funcionamento foi classificada em leve, média e grave. Os sinais sonoros foram coletados com um microfone e em simultaneidade realizou-se a análise de vibração de modo a validar os resultados obtidos. A extração das características dos sinais se deu por análise multi resolução wavelet, utilizando as informações contidas no coeficiente de detalhe 4, assim como ferramentas estatísticas, sendo essas desvio-padrão, variância e coeficiente de curtose. Identificados os padrões de funcionamento, elaborou-se a arquitetura de uma rede neural artificial multicamadas do tipo perceptron, com algoritmo backpropagation para classificação desses sinais. Como resultado obteve-se uma RNA com eficiência geral de 99,7%. Concluiuse, que o desenvolvimento do sistema inteligente prescritivo foi capaz de detectar a severidade decorrente de más condições de funcionamento inseridas no protótipo em laboratório e em um equipamento industrial, podendo servir como ferramenta auxiliar em rotinas de manutenção.
DANIELLE BANDEIRA DE MELLO DELGADO ESTUDO DO POTENCIAL DE MULTIGERAÇÃO PARA UNIDADES CONSUMIDORAS RESIDENCIAIS E COMERCIAIS NO BRASIL Data: 30/03/2023 Hora: 14:00 Mostrar Resumo Com a transição energética, o cenário para suprimento de energia que se constrói atualmente no mundo é de um modelo mais descentralizado, inteligente, limpo e que conceda mais autonomia ao consumidor final. Tecnologias de multigeração proporcionam benefícios socioeconômicos e ambientais significativos relacionados com o uso eficiente dos recursos energéticos, como, por exemplo, a redução dos custos operacionais e as emissões de carbono. A motivação deste estudo é garantir que uma ampla gama de usuários finais de energia no Brasil possa tirar proveito desses sistemas, por meio dos custos de produção mais reduzidos, e da aplicação das tecnologias desenvolvidas nessa área. O objetivo principal do trabalho é desenvolver uma ferramenta flexível e de fácil utilização por usuários finais para otimização estrutural e paramétrica de sistemas de multigeração para unidades consumidoras típicas, com foco na minimização de custos. Para a modelagem do sistema foram levantados todos os dados técnicos, financeiros e computacionais e uma superestrutura contendo todos os recursos energéticos e equipamentos comercialmente disponíveis foi proposta. A programação linear foi modelada com todas as configurações possíveis e a busca exaustiva do sistema ótimo foi realizada. O problema de otimização foi implementado utilizando a linguagem C++ e resolvido por meio do solver ILOG CPLEX Optimization Studio da IBM. Foram utilizadas como estudos de caso uma unidade consumidora residencial e outra comercial, tendo suas demandas energéticas anuais sido levantadas com base em metodologias específicas e considerando dias representativos. Foram ainda incluídas as demandas energéticas referentes à recarga de veículos elétricos na unidade consumidora residencial e verificada a produção do excedente de eletricidade e a aplicação da Lei 14.300/2022, que institui o marco legal da microgeração e minigeração distribuída, o Sistema de Compensação de Energia Elétrica (SCEE) e o Programa de Energia Renovável Social (PERS) no Brasil. O modelo de otimização determinou a combinação ótima de equipamentos, conexões e fontes energéticas dentro das superestruturas previstas tanto para unidade residencial como comercial, permitindo visualizar a configuração de tecnologias e os custos (de forma horária e mensal), além do excedente de eletricidade produzido. Como resultados apresentados para o centro residencial, destacaram-se a implantação de 102 módulos fotovoltaicos e de caldeiras a biomassa para produção água quente. O sistema ótimo apresentou uma redução de 27,02% no custo anual total quando comparado a um sistema de referência, porém com investimento inicial 41,69% maior. Para o centro comercial, o ótimo econômico contemplou uma caldeira a biomassa, o que contribuiu para a redução em 48,37% da eletricidade importada da rede elétrica, com redução no investimento inicial em equipamentos, e ainda com um custo anual total inferior em 19,38%, se comparado a um sistema de referência. Com a realização das análises de sensibilidade, foi possível verificar de forma mediata a facilidade e flexibilidade do sistema implementado, com simulações dinâmicas e de resultados rápidos e, de forma imediata, que o sistema ótimo foi mais sensível à retirada das caldeiras à biomassa e apresentou um bom desempenho diante das variações no preço das utilidades, mantendo sua configuração original na maioria dos cenários.
CECÍLIA DE FREITAS VIEIRA COUTO IDENTIFICAÇÃO DE POSSÍVEIS REDES DE CONLUIO EM LICITAÇÕES PÚBLICAS UTILIZANDO TEORIA DOS GRAFOS, CLUSTERIZAÇÃO DE DADOS E META-HEURÍSTICAS DE OTIMIZAÇÃO Data: 23/03/2023 Hora: 10:00 Mostrar Resumo As licitações públicas são um meio de contratação por meio do qual se busca garantir uma concorrência real entre os participantes, evitando-se, assim, a ocorrência de irregularidades. Apesar disso, não é incomum a identificação de inúmeros tipos de fraudes nesses processos licitatórios, dentre os quais se destaca a formação de conluio, que ocorre quando duas ou mais empresas se unem para fraudar uma licitação. Apesar de ser uma prática cometida a muitos anos, a detecção de conluios apresenta muitas dificuldades, especialmente devido à falta de ferramentas e de técnicas para auxiliar o processo de investigação. Ao longo dos anos, muitos métodos foram desenvolvidos visando auxiliar esse processo, mas devido a limitações técnicas, nenhum deles se estabeleceu em definitivo. Logo, diante disso, este trabalho teve por objetivo a elaboração de um método simples, mas com alto poder de utilização, para auxiliar a identificação de ocorrência de fraudes em licitações públicas. Foram utilizadas técnicas da teoria dos grafos e o algoritmo k-means otimizado pelo PSO para a identificação de relações suspeitas entre empresas. A metodologia proposta foi aplicada em dados de licitações públicas que ocorreram no estado da Paraíba entre os anos de 2014 e 2021, disponibilizados pelo Tribunal de Contas do Estado da Paraíba (TCE/PB) por meio do portal Sagres Online. Dessa forma, inicialmente o dataset obtido passou por um pré-processamento e por uma correção de incoerências. Em seguida, foram elaboradas visualizações gráficas utilizando grafos para exemplificar o uso da ferramenta. Após isso, os dados trabalhados foram agrupados e grupos de empresas com padrão de comportamento semelhantes foram identificados. Por fim, os resultados obtidos com a aplicação da teoria dos grafos foram unidos com os produtos da clusterização para a obtenção do resultado final desta dissertação, que mostrou o grande potencial do método proposto.
ALYSSON DOMINGOS SILVESTRE IMPEDÂNCIA ELETROMECÂNICA EM HETEROESTRUTURAS PARADETERMINAÇÃO DE TRANSFORMAÇÕES DE FASES EM LIGAS COM MEMÓRIA DE FORMA Data: 15/02/2023 Hora: 14:30 Mostrar Resumo Os materiais inteligentes evidenciam características intrínsecas espetaculares quando estimulados externamente podendo promover mudanças expressivas em seu estado inicial. Em particular as SMAs (Shape Memory Alloys), tem sido bastante abordada em trabalhos científicos e tecnológicos, pois suas características peculiares de recuperar sua forma previamente estabelecida quando sujeito a um procedimento termomecânico ou eletromagnéticos, as tornam atraentes para os mais diversos usos e aplicações. Contudo, para utilizá-las de maneira adequada é necessário entender as propriedades envolvidas no processo que define sua característica principal, a transformação de fase. Logo, este trabalho apresenta uma proposta de investigação a um método de princípio operacional diferente, denominado (EMIH) Impedância Eletromecânica em Heteroestrutura como ferramenta alternativa ao Differential Scanning Calorimetry (DSC) para medir temperaturas de transformação de fase em ligas SMAs. O método utiliza uma junção de cerâmica piezoelétrica - titanato de zirconato de chumbo (PZT), com o metal SMA. Com isto, é proposto um equipamento capaz de fornecer ciclagem térmica em forma de calor as amostras de PZT/ SMA (heteroestrutura) e sua caracterização. A investigação aborda amostras de: Ni-Ti (Níquel, titânio), para dois tipos de tratamento térmico, Ni-Ti-Nb (Níquel, titânio, Nióbio), Co-Al-Ni (Cobre, Alumínio, Níquel), além de aço, cobre e latão foram analisados. O método proposto avaliou quantitativamente por meio de da magnitude da impedância e do ângulo de fase com diferentes frequências fixas e diferentes taxas de aquecimento e resfriamento, obtendo excelentes resultados quando comparados ao método do DSC. Também foi avaliado a capacitância de heteroesturtura.
RODRIGO DA SILVA CAVALCANTE ESTUDO DAS PROPRIEDADES ÓPTICAS E TÉRMICAS DE SUPERFÍCIES QUASICRISTALINAS APLICADAS EM COLHEITA DE ENERGIA Data: 31/01/2023 Hora: 09:00 Mostrar Resumo Os recentes avanços da indústria de microeletrônica, tem proporcionado dispositivos eletrônicos de pequenas dimensões e de consumo de energia extremamente reduzido. No que se refere ao consumo de energia, este tem viabilizado o desenvolvimento de fontes autônomas e de baixo impacto ambiental. Atenta a estas transformações, a Colheita de Energia (Energy Harvesting) preocupa-se em desenvolver tecnologia para a colher energia disponível no ambiente envolto do sistema a ser alimentado, deste modo, a vida útil deste sistema/dispositivo eletrônico não mais depende da vida útil de sua bateria. Diante do exposto, o presente estudo avalia o potencial seletivo e térmico das ligas quasicristalinas a base de AlCuFe, de AlCrFe e de AlCuCo como filme fino multicamadas ensanduichadas em dielétricos; e como revestimento depositado em substrato de Al, Cu e Aço inoxidável. Foi verificada a influência dos revestimentos no desempenho do módulo seebeck, modelo GM200-71-14-16, da European Thermodynamics Limited. Tais análises foram feitas numericamente por meio de equações apropriadas, considerando os aspectos morfológicos dos filmes, e de banco de dados disponíveis na literatura. Os resultados demostraram que os filmes finos a base de AlCuFe de 10 e de 20nm de espessuras desenvolveram seletividade adequada apara aplicações solares; E os impactos dos revestimentos no desempenho do TEG foi menor nos substratos de Al e de Cu. As ligas de AlCrFe e AlCuCo apresentaram os melhores resultados se comparados ao Datasheet do fabricante. Concluiu-se desse estudo que as ligas quasicristalinas são aptas às aplicações solares de colheita de energia, seja como filme finos multicamada ou como revestimento; e que nas aplicações em ambientes corrosivos - por exemplo-, dentre as diversas propostas disponíveis, os QCs são os materiais mais indicados, pois possuem seletividade (Filmes Finos) e baixo impacto na transdução de energia, quando aplicados em sistemas de geradores termelétricos.
THALITA DOS SANTOS FRANÇA ESTUDO NUMÉRICO DOS COMPÓSITOS DE MATRIZ POLIMÉRICA À BASE DE PLA PARA APLICAÇÃO EM UM PARAFUSO CORTICAL ORTOPÉDICO Orientador : DANIELLE GUEDES DE LIMA CAVALCANTE Data: 27/01/2023 Hora: 10:00 Mostrar Resumo A simulação numérica é uma ferramenta computacional, que pode ser utilizada para resolução de problemas de engenharia antes que um protótipo físico seja testado. Cada vez mais utilizadas por profissionais nas indústrias e instituições de ensino, em virtude das vantagens apresentadas, como: tempo de projeto, redução de ensaios experimentais e custos de seus produtos. Os parafusos para ossos são um dos implantes cirúrgicos mais utilizados nas fixações internas. Esses parafusos têm por funções a compressão de fragmentos ósseos e a fixação de placas. Uma seleção não adequada do material do implante ortopédico pode vir a causar transtornos após a cirurgia como: riscos com manifestações alérgicas, sensibilidade térmica ou infecções podendo ocorrer durante um curto ou longo prazo com os produtos de metais, por mais que sejam inertes. Ter um dispositivo com material degradável, que pode ser usado como implante apresenta vantagens de não necessitar de uma segunda intervenção cirúrgica para remoção, projetado para degradar a uma taxa que transferirá lentamente a carga para o osso em cicatrização. O presente trabalho propôs-se a simular propriedades mecânicas pelo Método de Elementos Finitos (MEF) de compósitos com matriz polimérica à base de Poli(ácido lático) - (PLA) com propriedades biodegradáveis, biocompatíveis e com baixo custo em relação aos materiais (ligas de titânio e os aços inoxidáveis) disponíveis no mercado atual, em um parafuso cortical BIOSURE PK ref. 72202259 utilizado na área ortopédica reforçado com fibra vegetal. Após as simulações dos compósitos observou-se entre os quatro o que apresentou as melhores condições para aplicação em um parafuso cortical ortopédico para união de fraturas é o compósito de PLA/Sisal. Suporta cargas trativas máximas de até 388,48 N ou cargas torcionais de até 507,81 N.mm no parafuso. A depender do local a ser aplicado na fratura pode ser exigido uma maior estabilidade para que ocorra a consolidação óssea, o material a ser considerado para aplicação do parafuso é o PLA/Linho. Pois, quando submetido: a forças tracionais deforma mecanicamente 23,668 μm, 68,02% menos do que o PLA puro, e forças rotacionas 30,030 μm, e uma diminuição de 68,57% em relação ao PLA puro. Oferecendo uma maior estabilidade às regiões fraturadas. Assim, possuindo módulo de elasticidade mais próximo do osso.

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Descrição
ANTONIA PAMELA DE SOUSA SENSIBILIDADE ELÉTRICA DOS REVESTIMENTOS COMPÓSITOS DE POLIAMIDA 6/QUASICRISTAIS PUROS E RECICLADOS PRODUZIDOS VIA SPIN COATING Data: 12/12/2022 Hora: 10:00 Mostrar Resumo Estudos a respeito de novos materiais eletrônicos, semicondutores, filmes e revestimentos compósitos com matrizes poliméricas, assim como novas rotas de processamento, têm ganhado destaque. Pesquisas já apontam polímeros com propriedades elétricas através do acréscimo de cargas ou modificação em sua estrutura. Dentre as cargas ou reforços que bastante estudados atualmente estão os quasicristais, cuja fabricação de algumas ligas já fazem uso de materiais reciclados como precursores. Entretanto uma das grandes preocupações com relação a matéria-prima reciclada é a presença de impurezas residuais. Impurezas essas, que contribui para modificação das propriedades elétricas de diversos tipos de materiais, como semicondutores. Com isso, o objetivo deste trabalho consiste em desenvolver revestimentos compósitos com matriz de Poliamida 6 (PA6) e cargas quasicristalinas puras e recicladas (QCs), buscando analisar a influência das impurezas dos materiais percursores das ligas nas possíveis propriedades elétricas dos revestimentos compósitos. E para isso, foram produzidas as ligas quasicristalinas puras e recicladas, tratadas e transformadas em pós. Os pós de quasicristal foram analisados via Difratograma de Raio X (DRX) e granulometria a laser, para em seguida serem fabricados os revestimentos compósitos com fração volumétrica de 0%, 4%, 7% e 11% de QC, tanto para as cargas com quasicristal puro quanto para cargas com quasicristal reciclado, via técnica de Spin Coating. Os revestimentos compósitos foram analisados através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Fluorescência de Raio X (FRX), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Espectroscopia ultravioleta visível (UV-VIS). Sendo assim, observado a presença de impurezas nos revestimentos compósitos com cargas quasicristalinas recicladas, através do FRX, e que essas impurezas influenciaram nas propriedades elétricas dos revestimentos, através do UV-VIS. Com MEV foi possível notar alteração na morfologia das amostras à medida que se aumentava o percentual de QC e uma boa região interfacial entre a matriz de PA6 e as cargas de QCs, corroborando com os resultados do DSC em que foi observado a modificação no grau de cristalinidade da matriz de PA6 à medida que se aumentou o percentual de cargas quasicristalinas, principalmente para os compósitos com cargas recicladas.
MARCIA MARTINS DE LIMA EFEITOS DAS INTERAÇÕES QUÍMICAS INTERFACIAIS NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS E MICROESTRUTURAIS DE COMPÓSITOS. Orientador : KELLY CRISTIANE GOMES DA SILVA Data: 21/11/2022 Hora: 09:30 Mostrar Resumo A zona de transição interfacial agregado-pasta de cimento (ITZ) é conhecido por ser a área mais fraca região em concreto, influenciando as propriedades mecânicas, desempenho e durabilidade. Muitas investigações mostraram que a quantidade e a natureza dos produtos de hidratação no ITZ influencia estas propriedades no concreto. Os processos responsáveis pela formação da microestrutura da zona de transição não são bem compreendidas. Dessa forma, esse trabalho tem como objetivo avaliar a influência do ataque (tratamento-NaCl) na superfície e na incorporação de dois metacaulins (A e B) deslumbrando esses resultados na aderência, nas propriedades mecânicas e na microestrutura do compósito. Para tanto, foram confeccionadas Corpos de provas(CPs) para avaliação da resistência a compressão com três relação a/c (0,33,44,55), com o tratamento executado na superfície: três espessuras (1,00, 2,00 e 3,00 mm) e avaliado três idades de: 03, 07 e 28 dias. As técnicas utilizadas para acessar as propriedades foram: FRX, DRX, FTIR Resistência a compressão, Aderência, MEV e Estatísticas. Os melhores resultados com relação a aderência e propriedades mecânicas e microestrutura do compósito foram obtidos: com o metacaulim A, com a relação a/c = 0,33 e espessuras 1,00 mm e 2,00 mm.
WENDELL PEREIRA DE FARIAS GERADOR ROTACIONAL PIEZOELÉTRICO BASEADO NO CONCEITO DE COLHEITA DE ENERGIA (ENERGY HARVESTING) Data: 26/10/2022 Hora: 08:00 Mostrar Resumo Uma estrutura física para um gerador rotacional com transdutores piezoelétricos do tipo cerâmico (titanato-zirconato de chumbo - PZT) aplicado à colheita de energia é proposta. Constituído por uma parte móvel (similar a um rotor) em que estão dispostos imãs e uma estrutura fixa com lâminas igualmente espaçadas nas quais foram colados elementos PZT (do tipo unimorph). As vigas (constituídas pelas lâminas e elementos PZT) são engastadas em uma estrutura fixa (similar a um estator), com imãs em sua extremidade livre. Devido à estrutura física, os transdutores podem ser conectados em série ou paralelo e vários módulos do gerador podem ser acoplados em cascata para aumento da potência disponível, podendo ser instalado em qualquer dispositivo/equipamento rotatório para a colheita de energia. O gerador proposto apresenta estrutura física versátil, com diversas configurações com relação ao tamanho, quantidade de lâminas e elementos PZT, e facilidade de empilhamento de módulos geradores. Podendo ser utilizado em aplicações de geração eólica, geração de energia a partir do movimento do corpo humano, por meio de tração humana e conversão da energia cinética gerada por veículos e processos industriais em energia elétrica.
GUSTAVO DE SÁ FERREIRA Simulação Cinemática e Dinâmica de Prótese Robótica de Tornozelo Utilizando-se Modelagem Virtual Computacional Orientador : CICERO DA ROCHA SOUTO Data: 30/09/2022 Hora: 14:00 Mostrar Resumo O objetivo deste trabalho é realizar a análise cinemática e dinâmica de uma prótese robótica de tornozelo. Através de simulação computacional, é possível avaliar a prótese ao processo de marcha humana, e a contribuição desse trabalho é analisar o desempenho da prótese frente ao modelo multicorpos desenvolvido. Os resultados de simulação serão obtidos ao submeter o modelo virtual da prótese a uma plataforma, no qual o movimento corresponde a marcha humana, na fase de apoio, será avaliada através do programa de código aberto OpenSim. O modelo virtual da prótese foi construído utilizando-se o programa Matlab®, dessa forma tendo acesso a API (interface de programação de aplicações) do OpenSim, que por sua vez acessa a API do Simbody, que se trata do motor dinâmico para realização da simulação e coleta de dados. Os parâmetros relacionados a análise cinemática utilizados para realização da simulação foram fornecidos através do estudos envolvendo dados de posição do tornozelo durante a deambulação, obtendo assim dados referentes ao torque pela dinâmica inversa. O relatório está organizado em cinco capítulos, sendo o primeiro composto por, apresentação, motivação e objetivos que deram origem a este trabalho. O segundo capítulo contém o estado da arte, onde se abordam, a revisão bibliográfica da estrutura do pé humano, classificação, evolução e modelagem de próteses robóticas de tornozelo que se tem na atualidade. O capítulo três contém o procedimento adotado para obtenção dos resultados. No capítulo quatro é apresentada uma análise sobre o desenvolvimento conseguido. No capítulo cinco constam considerações finais, bem como a proposta para continuidade do trabalho.
MARINALDO JOSÉ DE MEDEIROS SOLUÇÕES HÍBRIDAS DOS PROBLEMAS DE TRANSFERÊNCIA SIMULTÂNEA DE CALOR E MASSA COM FRONTEIRA MÓVEL VIA GITT Data: 30/09/2022 Hora: 14:00 Mostrar Resumo Este trabalho apresenta soluções híbridas analítico-numéricas para problemas de fronteira móvel que tratam da frente de solidificação móvel não-linear, do perfil de temperatura no problema conjugado de transferência de calor por convecção forçada e condução de calor sobre uma placa plana de espessura finita e do perfil de temperatura e da concentração nos problemas de transferência simultânea de calor e de massa no escoamento da película descendente formada pela solução de um absorvedor horizontal e vertical com perfil de velocidade constante completamente desenvolvido. Esses problemas são resolvidos por meio da Técnica da Transformada Integral Generalizada usando uma mudança de variável para determinação da posição da interface líquido/sólido, da espessura da camada limite hidrodinâmica, térmica e de concentração, respectivamente aos problemas citados. Esta técnica permite manipulações analíticas dos sistemas de equações diferenciais parciais e utiliza filtros nas suas condições de contorno, para tornar o problema homogêneo, com objetivo de produzir sistemas de equações diferenciais ordinários para os potenciais transformados. Resultados numéricos são obtidos com a utilização da rotina NDSolve do software MATHEMATICA e comparados com resultados obtidos na literatura apresentando boa harmonia. As espessuras da camada limite hidrodinâmica, térmica e de concentração são determinadas pela mudança de variável obtendo excelentes resultados com a solução analítica e com a solução aproximada do perfil de velocidade na forma polinomial. Nos absorvedores utilizaram a equação de transferência de calor sujeita à condição de contorno de Robin (terceiro tipo) e na equação de transferência de massa sujeita à condição de contorno de Neumann (segundo tipo), para calcular as taxas de transferência de calor e massa variando o número de Biot e o fator de acoplamento. Para validar o modelo proposto, foram utilizadas três situações: Bi=0,001 (parede aidabática), Bi=10 (caso prático) e Bi=1000 (parede isotérmica) para absorvedor horizontal e vertical. Os perfis de temperatura e concentração também foram determinados e comparados com resultados disponíveis na literatura, obtendo-se boa harmonia.
JAIRO LIMA DA SILVA Eletrodeposição de uma camada multielementar de Fe-Co-Ni-Cu: efeito da densidade de corrente Data: 28/09/2022 Hora: 10:00 Mostrar Resumo O processo de eletrodeposição de ligas com vários elementos tem despertado grande interesse no mercado de revestimento, como na indústria aeronáutica, naval, automobilística, petroquímica entre outras inúmeras aplicações devido às suas propriedades excepcionais, como alta resistência à corrosão, ao desgaste, resistencia mecânica, alta resistência à fadiga, propriedades magnéticas, resistência ao amolecimento por calor, entre outros. Estas propriedades são obtidas pela resposta sinérgica baseado no conceito de alta entropia de mistura em sistema multielementares, onde a camada depositada é formada por uma solução solida substitucional com estruturas cúbica de corpo centrado (CCC), cúbica de face centrada (CFC), hexagonal compacto (HC) ou suas misturas. A proposta do trabalho é investigar os efeitos da variação da densidade de corrente no processo de eletrodeposição de ligas de Fe-Ni-Co-Cu com composições equiatômicas. As ligas eletro depositadas foram obtidas em solução 0,1mol.dm-3 de NiSO4.6H2O, 0,1mol.dm-3 de CoSO4.7H2O, 0,02mol.dm-3 FeSO4.7H2O, 0,01mol.dm-3 CuSO4.5H2O (banho 1) e 0,1mol.dm-3 de NiSO4.6H2O, 0,1mol.dm-3 de CoSO4.7H2O, 0,1mol.dm-3 FeSO4.7H2O, 0,1mol.dm-3 CuSO4.5H2O, 0,1mol.dm-3 MnSO4.H2O (banho 2), todos em pH 4. A eletrodeposição foi realizada sob controle galvanostático variando-se a densidades de corrente de 10 mA.cm-2 a 65 mA.cm-2 durante 30 minutos na temperatura ambiente, aproximadamente 24ºC. Todos os revestimentos foram depositados em chapas de aço carbono SAE 1010 com área geométrica de 1 cm2. Foram avaliadas a resistência à corrosão e realizadas as caracterizações por Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectroscopia de Energia Dispersiva e Difração de Raios-X. Os revestimentos eletrodepositados de Fe-Ni-Co-Cu apresentaram melhor desempenho anticorrosivo em NaCl 3,5 mol.dm-3 que foram obtidos usando a menor densidade de corrente (10 mA.dm-3). A análise morfológica mostrou que a liga Fe-Ni-Co-Cu apresentou menor quantidade de defeitos comparado a liga Mn-Fe-Ni-Co-Cu e que os seus revestimentos obtidos a 10 mA.dm-3 tiveram uma melhor característica superficial, com menor quantidade de ferro e cobre, formato granular, mais plano e compacto. Além disso, foi constatado que a composição da solução eletrolítica melhorou o refinamento dos grãos com concentração de cobalto mais significativa (59,1 at%). Acima de 10mA/cm2 há mais níquel e menos ferro. A caracterização por difração de Raios-X mostrou que a densidade de corrente não modifica a estrutura dos depósitos prevalecendo à estrutura cristalina.
THIAGO DA SILVA ANDRÉ DESENVOLVIMENTO DE UM MATERIAL DE MUDANÇA DE FASE ADITIVADO COM NANOPARTÍCULAS A BASE DE CARBONO Data: 23/09/2022 Hora: 08:30 Mostrar Resumo Materiais de mudança de fase (PCM) são armazenadores de energia térmica latente. Por promover um aproveitamento energético, quer por meio da diminuição no consumo dos sistemas elétricos existentes, quer pela manutenção da operação de instalações em situações de queda no fornecimento de energia, tem aplicabilidade em vários setores da economia, entre eles a refrigeração. Ao se conservar ou refrigerar é comum a flutuação da temperatura em produtos e alimentos quando da abertura de portas dos equipamentos que os mantém sob a temperatura desejada, o PCM é uma alternativa tecnológica para minimização dessas altercações. O objetivo desta investigação é o desenvolvimento de um NaMMF, PCM incrementado com nanopartículas, que atue a baixas temperaturas, 15 a - 5°C, em resfriamento e congelamento de produtos como a maça, uva, pêssego, ameixa, alface e beterraba, com valores de condutividade térmica maiores, quando comparados ao PCM base. Nesta pesquisa foram desenvolvidos doze materiais de mudança de fase, a base de água e glicerol (19,71% fração mássica) aditivados com duas nanopartículas, a NTCPM (valor elevado da condutividade térmica, 4000 W/m/K) e OG (função estabilizadora), seis funcionalizados com quitosana e seis com ácidos sulfúrico e nítrico. Em cada grupo de funcionalização o NaMMF apresenta uma concentração de materiais nanométricos inseridos no PCM na proporção de 0,03 g/l ou 0,06g/l, com três variações na composição mássica dos nanopós, 100% de NTCPM, 50% de NTCPM e 50% de OG, 75% de NTCPM e 25% de OG. São mensuradas e discutidas a densidade, viscosidade dinâmica, estabilidade, condutividade térmica e entalpia de cada NaMMF. Entre os resultados destacam-se o NaMMF-AG1 e o NaMMF-AG3 pois indicaram um incremento global no valor da condutividade térmica, 0,54% e 0,18%, respectivamente; a entalpia é reduzida, entre os NaMMF, com a inserção de nanopartículas a base de carbono.
HEYTOR VITOR SOUZA BEZERRA DE AZEVÊDO Síntese verde de sistemas do tipo volframita (CoWO 4 ): uma investigação estrutural, magnética, eletroquímica, óptica, vibracional e energética Data: 22/09/2022 Hora: 14:00 Mostrar Resumo Neste trabalho, foi desenvolvido um estudo de cunho experimental do tungstato de cobalto (CoWO4), em que nanopartículas foram produzidas pelo método Sol-Gel Proteico (SG). O CoWO4 é constituído por seis átomos de oxigênio que circundam cada átomo de tungstênio formando uma estrutura monoclínica do tipo volframita. Este óxido ternário apresenta potencial aplicação em materiais utilizados para armazenamento de carga tipo bateria, sensores ou partículas para otimização espectral. O método sol-gel proteico foi empregado para a preparação de nanopartículas de CoWO4 usando dois tipos de agente polimerizante: gelatina animal (colágeno) e ágar-ágar de alga vermelha (Rhodophyta). Este trabalho é pioneiro sobre a síntese de volframita (CoWO4) através de uma rota proteica de sol-gel que usa gelatina animal como agente polimerizante, bem como uma nova rota verde que usa ágar-ágar de alga vermelha (Rhodophyta). Foram aplicadas técnicas de caracterização elementares e avançadas para fornecer um entendimento detalhado sobre as propriedades morfológicas, estruturais, ópticas, magnéticas e eletroquímicas do CoWO4 produzido, tais como, microscopias eletrônicas de varredura, espectroscopia de energia dispersiva de raios-x, análise térmica, espectroscopias FTIR/Raman/UV-Vis-NIR, difração de raios-x com refinamento Rietveld, espectroscopias FTIR/Raman/UV-Vis-NIR, medidas de magnetização, voltametria linear-cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica. As nanopartículas de CoWO4 apresentam distribuição de tamanho de partícula nas faixas de 36-68 nm e 31-85 nm para amostras obtidas com gelatina e agar-agar, respectivamente. A investigação estrutural por difração de raios X revelou uma estrutura cristalina do tipo volframita com rede de Bravais monoclínica e grupo pontual P12/c1. Com base na teoria de kubelkamunk, o bandgap variou na faixa de 2.5 e 0.74 eV. A espectroscopia Raman demostrou que as amostras têm 12 fônos ativos. O desempenho do CoWO4 como eletrodos semelhantes a bateria é atribuído a um mecanismo de reação redox faradaico de superfície relacionado ao estado de valência reversível entre Co2+ e Co3+. As curvas de descarga do CoWO4 fabricados por gelatina comercial e agar-agar não indicaram diferença substancial de desempenho eletroquímico, com capacidade específica máxima de 77 C g−1 em uma corrente específica de 1 A g−1. A avaliação magnética a 300 K mostrou um comportamento paramagnético do composto CoWO4. As amostras preparadas com agaragar os momentos magnéticos variaram de 4.59 to 4.96 B (em unidades de magnetãos de Bohr), e amostras preparadas com gelatina comercial os momentos magnéticos variaram de 4.58 to 4.92 B. A investigação de fluorescência e banda de plamons revelou uma relação estrutural entre quantidades de defeitos e absorção de energia radiante, com a quantidade de defeitos estruturais diminuindo com o aumento da temperatura. Além disso, a modificação estequiométrica entre os precursores permitiu alterações nas propriedades fotoluminescentes e plasmônicas, alcançando máxima emissão e absorção em 468 e 410 nm, respectivamente.
FRANCISCO WLAUDY ERIMAR LOURENÇO DE ARAUJO JÚNIOR Efeito de Tratamentos Termomecânicos na Microestrutura e Propriedades Mecânicas da Liga com Memória de Forma CuAl17Mn9 contendo 2at% de Cromo Data: 31/08/2022 Hora: 10:30 Mostrar Resumo Ligas CuAlMn são bastante atraentes para diversas aplicações devido às suas propriedades únicas de efeito de memória de forma (SME) e superelasticidade (SE). Assim, existe um interesse contínuo em SMAs baseados em Cu devido ao seu baixo custo, condutividade térmica pronunciada, boa processabilidade, bem como as propriedades de alta capacidade de amortecimento, combinado também com suas propriedades de elastocalorimetria. Porém, estas ligas tem suas limitações associadas a sua alta fragilidade a qual é atribuída a alta anisotropia elástica, formação de fases ordenadas e formação de grão grosseiros. Neste trabalho busca-se a melhoria das propriedades aplicando o processo de laminação a quente e a frio em uma liga CuAl17Mn9Cr2. Esta liga foi elaborada em forno de indução na forma de lingotes retangulares. Foi observado a formação de uma microestrutura com presença da fase beta e fase alfa com presença de compostos intermetálicos ricos em cromo com presença menor quantidade de Mn. Esta liga pode ser laminada facilmente a temperatura ambiente. Os testes de ensaios de tração cíclicos mostraram o alcance de uma superelasticidade da ordem de 5%.
ALEXANDRE MAGNO VIEIRA GONCALVES DE BRITO ANÁLISE DE FLUXO DE MATERIAIS E ENERGIA PARA UM PROCESSO PRODUTIVO DE PORCELANATO COM CONTABILIDADE DE GASES DE EFEITO ESTUFA Data: 30/08/2022 Hora: 09:00 Mostrar Resumo O meio ambiente e o desenvolvimento sustentável atualmente são vistos como oportunidades, como possibilidades de crescimento e melhoria de eficiência. Desta forma, ainda é possível estabelecer um crescimento sustentável nas empresas brasileiras através da implementação de políticas públicas e criação de conscientização em empreendedores e em sociedade. O objetivo deste estudo é aplicar a metodologia da Análise de Fluxo de Materiais e Energia (Material and Energy Flow Analysis, MEFA) para um processo produtivo de porcelanato. A linha de produção inclui moagem, atomização, conformação, secagem, esmaltação, sinterização e acabamento. Todos os equipamentos operam com eletricidade, menos a atomização que utiliza coque de petróleo. A metodologia da Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) é aplicada para quantificar as emissões de gases de efeito estufa (GEE) associadas a esta linha de produção. A aplicação da MEFA revelou o quantitativo total de perdas mensais na linha de produção em 973.655 kg, com um consumo total de 201.196 kWh de eletricidade e 29.754 kWh de coque de petróleo. Considerando os processos representativos associados ao consumo de eletricidade do mix elétrico brasileiro e ao consumo de coque de petróleo, as emissões de GEE obtidas são de 0,268 kg CO2-eq/kWh e 0,558 kg CO2-eq/kWh, respectivamente. Neste caso, as emissões de GEE associadas ao processo produtivo foram de 70.711 kg CO2-eq, equivalentes a 26,33 kg CO2-q/ t de porcelanato. Verificou-se que a introdução, mesmo que parcial, de energia solar fotovoltaica consegue reduzir a emissão de GEE em 9.027 kg CO2-eq/mês a cada 20% de eletricidade substituída (consumindo-se de painéis fotovoltaicos em vez da rede elétrica).
ANNE LOUISE MATOS BARAO OLIVEIRA ESTIMAÇÃO DA RUGOSIDADE EM SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA UTILIZANDO ALGORITMO GENÉTICO E GÊMEO DIGITAL Data: 29/08/2022 Hora: 15:00 Mostrar Resumo Uma calibração de sistemas de abastecimento de água precisa ser realizada muitas vezes devido à alteração de rugosidade que é um parâmetro que se altera ao longo do tempo ou condições da rede. O aumento da rugosidade com o passar do tempo altera as condições hidráulicas de uma tubulação, pois, diminui a pressão, o diâmetro, podendo trazer bloqueios e sobrecargas ao sistema fazendo-se necessária uma nova calibração para previsão do modelo. Neste trabalho apresentam-se dois projetos de metodologia de calibração em água através de algoritmo genético e gêmeos digitais em redes de abastecimento de água utilizando a rugosidade, perdas de carga e pressões como variáveis para otimização. O primeiro método consiste na criação de um gêmeo digital de uma bancada experimental que simula o abastecimento de água no Laboratório de eficiência energética e hidráulica em saneamento (LENHS) para estimação da rugosidade da tubulação. O gêmeo digital foi modelado utilizando os dados dos catálogos dos componentes do sistema como parâmetros. A metodologia consiste na utilização de um algoritmo de otimização (refletiva da região de confiança) para alteração dos valores de rugosidade e perdas locais da tubulação, buscando a minimização de erro dos sensores de pressão e vazão. O segundo método foi à implementação de um algoritmo de otimização genética que foi utilizado em conjunto com o EPANET, onde é possível alterar as rugosidades visando minimizar o erro entre a pressão e vazão real e simulada. Foram simulados cenários em gêmeo digital e EPANET sob as mesmas condições para uma comparação de desempenho de algoritmos. Os resultados simulados em comparação com os experimentais obtiveram erros menores que 5% atestando que as metodologias utilizadas conseguiram calibrar o sistema. Também foi feita uma comparação entre os métodos e obteve-se um erro de 5% entre eles.
GUSTAVO CARVALHO PEREIRA DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE UM EXCITADOR ELETRODINÂMICO COM IMÃ PERMANENTE Data: 29/07/2022 Hora: 09:00 Mostrar Resumo O fenômeno ondulatório é objeto de estudo em diversas áreas das engenharias. Entender o amortecimento de um conjunto oscilatório a partir da aplicação das ligas de memória de forma (LMF) permite dominar as interações estruturais as quais apresentam sob influências de temperatura ou tensão aplicada. Consequentemente, novos equipamentos são desenvolvidos para tal fim. O presente trabalho propõe o desenvolvimento e a caracterização de um excitador eletrodinâmico capaz de responder em amplitudes de aceleração e deslocamento. O equipamento foi projetado em plataforma de desenho computacional, e suas partes foram produzidas com auxílio de máquinas ferramentas pelo processo de usinagem. A metodologia aplicada na caracterização do excitador eletrodinâmico consistiu em analisar as respostas em frequência do protótipo a partir da captura de sinais em aceleração, força, deslocamento e velocidade, bem como compará-las com o comportamento dos sinais de excitação sinusoidal do circuito elétrico amplificado. Os métodos de construção, montagem, geração de sinal, captura e produção de gráficos são apresentados. As variações na faixa entre 1 Hz a 25 kHz são aplicados nos experimentos. Os resultados do projeto e construção são pontuados. Os gráficos que apresentam os picos capturados apontam amortecimento estável em todos eles na faixa de frequência entre 40 Hz e 600 Hz. Os gráficos comparativos do circuito elétrico indutivo são discutidos. O gráfico da distorção harmônica total em porcentagem que expõe as variações em amplitudes de tensão do acelerômetro e do amplificador são exibidas e examinadas. O protótipo demonstrou respostas com menos distorções em baixas frequências. Os limites de respostas no domínio da frequência são ilustrados nos gráficos. A contribuição da força magnética do ímã permanente à força resultante de pico é analisada. O estudo contribuiu no desenvolvimento do protótipo, e sua aplicação tem potencial nas análises das LMF submetidas a cargas dinâmicas cíclicas.
THIAGO RODRIGUES ALEXANDRIA LEITE ANÁLISE ENERGÉTICA, EXERGÉTICA E EXERGOECONÔMICA DE UM PROTÓTIPO DE AR- CONDICIONADO UTILIZANDO MÓDULOS TERMOELÉTRICOS Data: 27/07/2022 Hora: 10:00 Mostrar Resumo Neste trabalho é feito uma análise energética, exergética e exergoeconômica, através do método SPECO, de um protótipo de ar-condicionado utilizando módulos termoelétricos. Dois principais ensaios foram feitos: o primeiro variando a corrente de entrada e o segundo variando a temperatura da água do sistema. Foram analisadas as influências destas variáveis nos parâmetros de desempenho e econômicos do sistema. Pela análise energética, foi calculada a capacidade de resfriamento (Qc ) e o coeficiente de desempenho do sistema (COP). Foi visto que é mais vantajoso o sistema trabalhar com mais módulos utilizando correntes de entrada mais baixas. Pela análise exergética foi calculada a destruição de exergia, a eficiência pela destruição de exergia, as exergias de resfriamento/aquecimento e a eficiência exergética de resfriamento. Notou-se que a refrigeração utilizando módulos termoelétricos possui baixa demanda de exergia e que uma solução para melhorar a eficiência seria alimentar o sistema com uma fonte de baixa exergia como, por exemplo, painéis fotovoltaicos. Pela análise exergoeconômica foi calculado o custo por unidade de resfriamento/aquecimento (cq ) e o custo de resfriamento (Cqc ). Foi visto a importância de um prévio estudo exergoeconômico antes de se projetar este tipo de ar-condicionado, a fim de se evitar que o sistema trabalhe sob condições que causem pontos de pico em c q. Ademais, foi feito um ensaio simulando um ambiente a ser refrigerado. Com uma corrente de 3A, o protótipo conseguiu baixar a temperatura em 10.4 °C em apenas 5 minutos de funcionamento. Com este estudo, conclui-se que o sistema de refrigeração termoelétrico proposto, nas características e condições dos ensaios, teve resultados satisfatórios e que as análises energéticas, exergéticas e exergoeconômicas se mostraram eficazes para evidenciar sob quais condições o sistema tem melhor desempenho e menor custo.
VICTÓRIA DE LIMA MOCHIZUKI EFEITO DA DISTRIBUIÇÃO DE PARTÍCULAS CRISTALINAS NA ENERGIA DE PRODUÇÃO DE CLÍNQUER E CIMENTO PORTLAND Data: 22/07/2022 Hora: 10:00 Mostrar Resumo A indústria de cimento é regida por três pilares, redução de consumo de energia, substituição térmica por resíduos alternativos e competitividade no mercado. Para se alcançar bons resultados, faz-se necessário investir em tecnologia e ciência. O trabalho mostra como a ciência pode contribuir para se alcançar resultados industriais. A metodologia foi dividida em três etapas, sendo elas, duas industriais e uma laboratorial. Na etapa industrial foram realizadas quatro operações, sendo duas no forno e duas na moagem de cimento, todas as operações foram registradas, coletadas e analisadas, sendo possível realizar um comparativo do desempenho com a mudança do %SO3 na chama. Já na etapa laboratorial, foi desenvolvida uma metodologia com o moinho de anéis para comparar a moabilidade de clínqueres com diferentes tamanhos de diâmetros de C3S. De acordo com todos os dados obtidos, foi possível concluir que o enxofre contribui positivamente na qualidade do clínquer. Além disso, se esse clínquer com alto teor de enxofre resultar em um diâmetro de C3S abaixo de 27 µm, haverá um alto desempenho na moagem de cimento.
DJAYR ALVES BISPO JUNIOR Análise termodinâmica e ambiental do biogás resultante de resíduos sólidos urbanos do aterro sanitário metropolitano de João Pessoa Paraíba Data: 19/07/2022 Hora: 10:00 Mostrar Resumo O objetivo da presente dissertação foi fazer uma análise termodinâmica e ambiental através da utilização do biogás proveniente de resíduos sólidos urbanos do Aterro Sanitário Metropolitano de João Pessoa (ASMJP), Paraíba. A prefeitura de João Pessoa é a responsável pela coleta, reciclagem, e disposição final dos resíduos. O biogás é tratado por meio da decomposição das partículas dos resíduos orgânicos, caracterizado pela digestão anaeróbia em um processo bioquímico. O tratamento e utilização do biogás é terceirizado por uma empresa local, que possui uma usina instalada dentro do próprio aterro sanitário, com motores à combustão interna que utiliza este biogás para geração de energia elétrica. Foi realizada uma revisão sistemática sobre as várias formas de uso do biogás em escala global. Diversas propostas termodinâmicas foram identificadas. A metodologia de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) foi aplicada para simular resultados ambientais quanto ao sistema termodinâmico da usina de biogás do aterro, durante todo o ciclo de vida dos equipamentos, e os seus respectivos meios de transporte até a chegada na usina. Foi utilizado o software SimaPro, base de dados EcoInvent, método de avaliação de impacto ambiental IPCC 2013 GWP100a, que expressa o impacto ambiental em kg CO2-eq, em um horizonte temporal de 100 anos. Ainda foi feita uma análise termodinâmica para uma possível implementação de um ciclo Rankine à usina de biogás do aterro. Dados coletados em visitas técnicas, consultas de manuais dos fabricantes, e revisão da literatura cientifica foram utilizados para o dimensionamento do sistema proposto. Utilizou-se o software Engineering Equation Solver (EES) para os cálculos termodinâmicos em cada ponto dos fluxos dos equipamentos da planta. Resultados positivos quanto ao uso do biogás como fonte alternativa e renovável de energia foram alcançados, justificando que o uso mais consciente dos recursos naturais traz consequências mitigatórias no aspecto ambiental, com melhores rendimentos energéticos e possíveis vantagens econômicas pelo uso mais racional dos recursos da matriz energética.
ROBSON PACIFICO GUIMARÃES LIMA DESENVOLVIMENTO DE UM SOFT SENSOR PARA ESTIMAÇÃO DA VAZÃO EM SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Data: 12/07/2022 Hora: 15:00 Mostrar Resumo Um eficiente sistema de abastecimento de água é fundamental para a garantia de acesso a um recurso tão essencial à vida, seja nos mais diversos segmentos de consumo: residencial, comercial e industrial. Um sistema de abastecimento de água típico é composto por diversos elementos físicos (sensores, transdutores, válvulas, bombas etc.) e alguns desses elementos que compõem esse cenário possuem custos elevados e/ou instalação complexa. Desse modo, a técnica de medição indireta de uma determinada grandeza a partir de uma outra já conhecida, pode ser utilizada como uma alternativa a fim de redução de custos com equipamentos que iriam promover aquela mensuração desejada. Assim, esta técnica dispensaria a utilização de um determinado sensor direto na planta quando este dispositivo possui valor elevado de aquisição ou sua instalação for complexa do ponto de vista operacional. Desse modo, este trabalho possui como objetivo a implementação de um instrumento virtual (denominado de soft sensor) utilizando redes neurais artificiais capaz de estimar a vazão em uma planta que emula um sistema de abastecimento de água, contribuindo com a possibilidade de substituir instrumentos reais de vazão, além de promover a redução de custos de aquisição bem como a eliminação da instalação física desses instrumentos. A planta utilizada para a validação do soft sensor está instalada no Laboratório de Eficiência Energética e Hidráulica em Saneamento da Universidade Federal da Paraíba (LENHS/UFPB). Simulações computacionais e vários testes práticos foram realizados promovendo a comparação entre os valores mensurados por meio do soft sensor versus valores mensurados através de um sensor eletromagnético real de vazão e o maior valor referente ao erro máximo obtido foi de 4,7 % em apenas um dos vários testes realizados. A grande maioria dos experimentos obtiveram erros percentuais bem inferiores a 1%. Ademais, foram obtidos outros parâmetros robustos e os resultados obtidos corroboraram com a eficiência da técnica apresentada.
MICHELLINE NERY AZEVEDO LIMA APLICAÇÃO DO RUÍDO DE BARKHAUSEN PARA ACOMPANHAMENTO DE FRAGILIZAÇÃO EM PLACAS DE AÇOS INOXIDÁVEIS DUPLEX LAMINADAS Orientador : JOSINALDO PEREIRA LEITE Data: 30/06/2022 Hora: 14:00 Mostrar Resumo O ruído Magnético de Barkhausen é utilizado em ensaios eletromagnéticos para acompanhamento de transformações microestruturais em matérias ferromagnéticos. Esse ruído é gerado a partir da interação de uma onda emitida por uma bobina que ao passar pelo material, induz uma onda numa bobina leitora, para acompanhar a formação de precipitados finamente distribuídos dentro do mesmo. No presente trabalho, foi realizado um estudo magnéticos em um aço inoxidável duplex SAF 2205 com o uso de ondas emissoras de forma senoidal e triangular para detecção da presença da fase sigma. Foi utilizado o posicionamento das bobinas emissora e receptora em superfícies opostas, disposição essa que permite a varredura de um volume maior de material quando comparada com posicionamento das mesmas, na mesma superfície. Ondas com frequências de 5, 15, 25, 50, 75 e 100 Hz e amplitude variado de 1 a 9 V foram empregas em amostras com e sem precipitado , assim, determinando a melhor condição de trabalho, que foi com a onda de forma senoidal, amplitude de 3V e frequências de 5, 25 e 50 Hz para amostras com tratamentos de envelhecimento na temperatura 475°C e tempos de envelhecimento de 1, 4, 8, 12, 39 e 100 horas, com um objetivo de obtermos vários níveis de fragilização da fase α. O estudo mostrou que os valores do parâmetro da raiz média quadrática utilizada, RMS, sofre influência do paramagnetismo da fase sigma e da formação de Ruído Magnético de Barkhausen, sendo estes dependentes da frequência e amplitude da onda emissora. Amplitudes de medidas de 50% foram obtidas com frequências de 5 Hz, 25 Hz e 50 Hz para amostras com e sem precipitados, mostrando assim ser o ensaio eficaz para aplicação.
MARCOS AURELIO PEREIRA SANTANA EFEITO DA INCORPORAÇÃO DE MATERIAIS RESIDUAIS E POZOLÂNICOS NAS PROPRIEDADES FÍSICAS E MICROESTRUTURAIS DE MOLDES DE GESSO PARA A INDÚSTRIA DE LOUÇAS SANITÁRIAS. Data: 13/06/2022 Hora: 09:00 Mostrar Resumo No processo de produção de louças sanitárias o hemidrato (CaSO4.1/2H2O) é largamente utilizado como matéria-prima para a confecção dos moldes. Também conhecido como gesso, o hemidrato, produto obtido a partir da calcinação da gipsita (CaSO4.2H2O), ao entrar em contato com a água, volta a sua condição original. Ao longo dos ciclos de moldagens e desmoldagens, os moldes começam a apresentar falhas na superfície de contato com a barbotina (massa cerâmica das louças sanitárias), além de perder capacidade de absorção de água, o que inviabiliza sua reutilização. A presente pesquisa tem como principal objetivo investigar as propriedades relacionadas à resistência mecânica e à capacidade de absorção de três diferentes compósitos: gesso/resíduo de gesso, gesso/vermiculita expandida e gesso/argila expandida, na busca de uma alternativa de matéria-prima para a produção dos moldes para louças sanitárias que possibilite o aumento de sua vida útil. Como objetivo complementar, a pesquisa busca ainda propor um incremento no que se refere ao processo de produção dos moldes por meio da criação de uma rede de drenagem composta por um conjunto de vazios físicos localizados em suas superfícies externas como alternativa para melhoria da eficiência no processo de purga de água entre os ciclos de moldagens. Para tanto, foi desenvolvido um planejamento experimental com o objetivo de avaliar o efeito da substituição de frações dos materiais em estudo nas microestruturas, propriedades mecânicas e capacidade de absorção dos diferentes compósitos. Foram realizados ensaios físicos para verificação de propriedades como dureza, resistência mecânica e capacidade de absorção. Para avaliação microestrutural foram feitas análises quantitativas dos elementos componentes por Fluorescência de Raios X (FRX), análises mineralógicas por Difração de Raios X (DRX) e verificação da morfologia dos cristais por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados preliminares indicam que a substituição de frações de hemidrato pelos materiais estudados interfere diretamente nas propriedades mecânicas de resistência e capacidade de absorção, quando comparados ao hemidrato de referência. O compósito formado por gesso, com percentual de 5% de substituição por argila expandida, apresentou resultados discretamente superiores ao hemidrato de referência, evidenciando, a princípio, sua potencialidade de aplicação demonstrando uma relação satisfatória entre resistência mecânica e capacidade de absorção. O conjunto de vazios da rede de drenagem proposta se mostrou eficiente, possibilitando a redução do tempo necessário a retirada de água contida no interior dos moldes quando comparado ao sistema tradicional comumente utilizado na indústria de louças sanitárias. Esta possibilidade de redução de tempo de secagem pode influenciar positivamente o processo produtivo de louças sanitárias em virtude da redução do tempo de preparação dos moldes para os novos ciclos de preenchimento e do volume de ar comprimido necessário ao processo produtivo.
JULYANA MARIA DE MEDEIROS QUIRINO DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE LIGA COM MEMÓRIA DE FORMA MAGNÉTICA Data: 27/05/2022 Hora: 07:30 Mostrar Resumo As ligas de memória de forma (LMF) são, hoje, amplamente utilizadas na indústria e na academia, pois permitem uma atuação eficiente com reduzidas dimensões e possibilidade de sensoriamento através do próprio material. Uma subclasse das LMFs são as ligas com memória de forma magnética (LMFM), ainda pouco exploradas enquanto materiais inteligentes no Brasil, que combinam as melhores propriedades dos LMFs e dos materiais magnetoestrictivos comuns. Estas ligas não só apresentam um efeito de memória de forma relevante como também podem ser utilizadas em aplicações totalmente novas, dado o seu comportamento mecânico complexo.. Estas ligas podem ser ativadas não apenas na presença de um estímulo térmico, mas também pela presença de um campo magnético. Este trabalho de pesquisa tem por objetivo desenvolver e caracterizar uma liga com efeito de memória de forma magnética, assim como o desenvolvimento de um novo método de caracterização através da mensuração da permeabilidade magnética do material. Para isto, um dispositivo será desenvolvido para expor a liga a um campo magnético e determinar a permeabilidade magnética na mesma.
VALESKA LISANDRA DE MENEZES Emissão de gases de efeito estufa associada a processos de fabricação de superfície seletiva solar a base de cromo Data: 29/04/2022 Hora: 14:00 Mostrar Resumo As superfícies seletivas solares (SSS) aumentam a absorção da radiação solar e reduzem as perdas térmicas por emissão, e algumas etapas de seu ciclo de vida necessitam de grandes quantidades de energia, inclusive térmica. Considerando as preocupações com as mudanças climáticas, este trabalho tem como objetivo quantificar e comparar as emissões de gases de efeito estufa (GEE) associadas a obtenção de superfícies seletivas solares (SSS) de coletores solares com aplicação do Cromo Negro (Cr x O y ). Para mapear a estrutura do campo de conhecimento foi feita uma revisão bibliométrica e de redes utilizando o software VosViewer. Utilizou-se a metodologia da Avaliação de Ciclo de Vida e o método de avaliação de impacto ambiental IPCC 2013 GWP 100a. A partir de dados experimentais obtidos nos laboratórios LABFILM e LACOM (UFPB) estudaram-se duas técnicas de deposição (Sputtering e Eletrodeposição). As avaliações foram feitas em processos de fabricação que apresentaram SSS com absortividade superior a 90%. Quatro tipos de tratamento de substrato foram considerados. O estudo é pioneiro na construção de inventários a partir da fabricação de SSS, quantificando e comparando as emissões de GEE para esses processos de fabricação no Brasil. As emissões das SSS fabricadas por Sputtering foram 25,7g CO 2 -eq/processo com tratamento de substrato por eletropolimento. As emissões de estudos comparativos de eletrodeposição foram 5,1g e 4,4 g CO 2 - eq/processo para o banho 1 e banho 2, respectivamente. Considerando eletrodeposições comparando diferentes tratamentos de substrato, as emissões foram 1,0 2,7 12,9 e 49,79g CO 2 -eq/processo, respectivamente para hexano, ácido cítrico, eletropolimento, e tratamento térmico. Quando o Sputtering foi realizado com tratamento de substrato com isopropanol, hexano e eletropolimento, as emissões foram 15,2 7,2 e 19,1g CO 2 -eq/processo. A limpeza de substrato por tratamento térmico foi o responsável pela maior porção de emissões, devido ao uso intenso de eletricidade. Observou-se que os filmes depositados em substratos eletropolidos apresentaram as maiores absorções solares (≥ 95%), porém emissões mais altas que os tratamentos com hexano, álcoACV, Superfície Solar Seletiva, Eletrodeposição, Magnetron Sputtering, Cromo Negro.ol isopropílico e ácido cítrico.
GABRIELA OLIVEIRA GALVÃO Avaliação da influência dos parâmetros de fabricação e da adição de camadas antirreflexivas em filmes absorvedores de Cr-Cr2O3 obtidos via Magnetron sputtering Data: 29/04/2022 Hora: 09:00 Mostrar Resumo As fontes de energia renováveis desempenham um papel importante para atender a necessidade de sustentabilidade no setor energético, garantindo a segurança no fornecimento de energia enquanto auxiliam na redução de dióxido de carbono emitido para a atmosfera. O Brasil ocupa um local de destaque no desenvolvimento e uso de fontes renováveis de energia, no entanto, no que se refere a fonte solar, apresenta uma parcela na sua oferta interna de energia ainda muito pequena. O crescimento no campo da energia solar enfrenta diversas barreiras devido ao seu custo elevado e as limitações operacionais dos sistemas de aproveitamento da energia. Uma alternativa para otimizar o desempenho dos sistemas de conversão solar térmica se dá a partir da aplicação de superfícies seletivas nas placas absorvedoras. Este trabalho se propõe a produzir filmes absorvedores a base de cromo (Cr-Cr2O3) sobre substratos de aço inoxidável com diferentes tratamentos superficiais (eletropolidos e limpos com banho desengordurante) e avaliar o efeito da adição de camadas antirreflexivas (AR) de sílica (SiO2) e alumina (Al2O3) sobre as suas propriedades ópticas. Os filmes de cromo negro foram produzidos pela técnica de Magnetron sputtering a partir da variação de três parâmetros de deposição (distância de trabalho, potência e tempo) a fim de avaliar o efeito destes na absortância dos revestimentos. Após sua fabricação, os filmes obtidos com os parâmetros que proporcionaram as maiores absortâncias, sendo estas acima de 70%, foram recobertos com as camadas antirreflexivas de SiO2 e Al2O3, separadamente. As amostras foram submetidas ao teste de adesão por hachura cruzada e caracterizadas utilizando as técnicas de Espectrofotometria de UV-Vis, Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Perfilometria óptica. Os resultados mostraram que os revestimentos de cromo negro produzidos contribuíram para um aumento significativo do nível de absorção solar em relação ao substrato não-depositado, principalmente naqueles depositados sobre o substrato limpo com banho desengordurante. Com relação aos parâmetros de deposição, a maior potência de trabalho (100 W) e o menor tempo de deposição (30 minutos) forneceram filmes com as maiores absortâncias para ambas as distâncias de trabalho (110 e 150 mm). Os filmes de cromo negro selecionados apresentaram níveis de absortância entre 70,87% e 74,31%, com pequenos desvios padrões, indicando alta reprodutibilidade da técnica de deposição. A inclusão dos revestimentos antirreflexivos manteve as propriedades absortivas dos filmes praticamente estáveis, mas provocaram uma redução significativa da emissividade dos revestimentos analisados, tendo a sílica proporcionado a maior redução em todas as temperaturas analisadas. Os band gaps estimados tiveram valores variando de 1,18 a 4,74 eV. Os valores mais elevados de band gap estão associados a presença de Cr-Cr2O3. A Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) exibiu bandas características da vibração de ligações de Cr2O3 e de Si-O-Si. Os resultados da Perfilometria Óptica indicam que a absortância dos revestimentos foi favorecida pela rugosidade mais elevadas dos substratos limpos com banho desengordurante. O teste de adesão evidenciou a excelente adesão dos filmes ao substrato.
RAISSA VENÂNCIO Análise experimental comparativa dos parâmetros de fabricação de filmes finos a base de Cr e Mo com uma composição gradual de si para aplicações em absorvedores solares seletivos Data: 28/04/2022 Hora: 14:00 Mostrar Resumo O aproveitamento da energia solar para aplicação em sistemas de aquecimento termossolar cresceu exponencialmente dado a inclusão das fontes renováveis na matriz energética tradicional. Mediante essa perspectiva, uma das vertentes de pesquisa visa melhoria da eficiência desses sistemas através da otimização dos coletores solares. Neste trabalho, objetiva-se a otimização do processo de obtenção de superfícies seletivas para os coletores solares, comparando-se os parâmetros ópticos de revestimentos a base de Cr e Mo com uma camada gradual de Si fabricados pela técnica de pulverização catódica (Magnetron Sputtering) com diferentes parâmetros de deposição. Os revestimentos foram depositados em substratos de aço inoxidável AISI 304 com dois tipos de tratamento (limpeza com hexano e eletropolimento) e quatro composições distintas: Mo, Cr, Mo + Si e Cr + Si formados a partir de três tempos diferentes (10, 20 e 30 min) de pulverização, totalizando 24 amostras produzidas em triplicata. Os revestimentos foram submetidos a análises de Perfilometria Óptica, Espectrofotometria UV/Vis-NIR, Espectrofotometria de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia de fotoelétrons excitados por Raios-X (XPS), análise de variância estatística unidirecional (ANOVA) e ensaio de corrosão eletroquímica. Os resultados indicaram que a técnica de deposição por Magnetron Sputering é eficaz na produção de filmes finos com extrema uniformidade e reprodutibilidade, o tempo de deposição, o tipo de material e o tratamento afetam a performance de absorção do filme. Todos os filmes produzidos apresentaram altos valores de absortância média solar (acima de 87%) para serem considerados Superfícies Solar Seletivas (85%). O tratamento de eletropolimento apresentou o menor desvio padrão na produção dos filmes (entre 0,7 2,0) com resultados de absorção acima de 95%. Os filmes de Cr + Si e Mo + Si, sobre substratos eletropolidos, obtidos com 20 minutos de pulverização obtiveram a melhor performance de absorção com 98,7% e 98,4%, respectivamente. Pela análise da Perfilometria, pode-se observar que as superfícies menos rugosas favoreceram a propriedade absorvedora dos filmes e os perfis morfológicos mostraram superfícies bastante uniformes com espessura na ordem de micrometros. Através da análise de FTIR e XPS foi possível identificar a oxidação dos compostos formadores dos filmes. A análise de variância destacou que o tratamento do substrato é o fator com maior relevância estatística para absortância e rugosidade, enquanto o tempo de deposição afeta a espessura dos filmes. O ensaio corrosivo demonstrou que os filmes de Cr e Cr/Si apresentaram maiores resistividades a polarização. O filme de Cr/Si com 20 minutos de deposição, sobre substrato eletropolido apresenta a melhor configuração para superfícies solares seletivas.
ANDERSSON GUIMARAES OLIVEIRA CONTROLE DE VIBRAÇÃO EM ROTOR DE HELICÓPTERO COM PINCH LINK INTELIGENTE USANDO LMF NiTi Data: 09/03/2022 Hora: 08:30 Mostrar Resumo Problemas de vibração em helicópteros são uma preocupação de fabricantes e usuários da indústria aeronáutica. Esta questão representa um desafio, principalmente no controle de vibração e caracterização dinâmica, pois as medições de vibração são difíceis de serem realizadas, principalmente em partes rotativas de helicópteros. Com materiais inteligentes, a indústria busca soluções que contribuam para a redução da vibração sem gerar impacto negativo no peso e na complexidade do sistema. Este estudo projetou, produziu e testou um dispositivo Shape Memory Alloy (SMA) que substitui o pitch link original de um protótipo de rotor de helicóptero para reduzir a vibração na frequência crítica empregando amortecimento passivo histérico, sem consumo de energia da máquina. O estudo emprega um protótipo de helicóptero interno de duas pás para realizar a identificação da frequência de operação crítica no mecanismo original para estabelecer uma condição de referência. Em sequência, o dispositivo de pitch link projetado da SMA substitui o pitch link original para realizar uma análise comparativa da resposta dinâmica. Os resultados com o dispositivo denominado como SMA pitch link demonstra a redução da vibração das amplitudes de cerca de 2dB, aumentando para 4dB em condições de teste severas.
DIEGO MEIRA DE LACERDA POTENCIAL DO GEOPOLÍMERO A BASE DE METACAULINITA COMO MATERIAL DE RECUPERAÇÃO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO SUBMETIDOS A ENSAIOS DE FLEXÃO SIMPLES E FLEXÃO CÍCLICA Orientador : KELLY CRISTIANE GOMES DA SILVA Data: 31/01/2022 Hora: 09:00 Mostrar Resumo A durabilidade do concreto é um fator bastante importante principalmente no ponto de vista econômico e de segurança. Devido à falta de controle tecnológico dos materiais de construção, má execução da estrutura, projeto falho, utilização diferente da que foi concebida, falta de manutenção, a vida útil do concreto é reduzida. Os agentes que causam deterioração podem ser de origem física, estrutural, química ou eletroquímica que causam manifestações patológicas. Devido ao uso de armadura de aço no concreto, muitas manifestações patológicas surgem e deterioram a peça estrutural de uma forma que pode chegar ao colapso. Quando a estrutura apresenta fissuras é um indicativo que não houve manutenção preventiva e será necessário uma intervenção mais onerosa e rápida para evitar maior degradação e um possível risco de colapso. Neste sentido, os geopolímeros vêm ganhando espaço na literatura como possíveis materiais mitigadores ou de reforço para estrutura de concretos. Este trabalho tem como objetivo desenvolver um procedimento de recuperação estrutural do concreto, com o uso de geopolímero a base de metacaulinita a fim de mitigar a fissuração na estrutura. Foram confeccionadas amostras prismáticas na dimensão de 40x40x160 mm com fendas e essas fendas foram preenchidas com 2 tipos de graute, geopolímero com material precursor de metacaulinita. Foram utilizados ensaios de flexão simples 3 pontos, flexão cíclica e ensaios não destrutivos, dentre eles o ultrassom e ressonância. Os resultados mostraram que o geopolímero com cura de 2 dias possui um grande potencial para recuperação estrutural possuindo valores superiores ao graute mais comum aos 28 dias nos serviços de recuperação estrutural estrutural.
JAKSON GOMES DE OLIVEIRA JUNIOR PROJETO DE UMA TURBINA EÓLICA DE EIXO VERTICAL TIPO H PARA TESTE EM TÚNEL DE VENTO Data: 28/01/2022 Hora: 09:00 Mostrar Resumo O presente trabalho descreve os procedimentos e desenvolve o projeto completo de uma turbina eólica de eixo vertical, tipo H, tomando como base o modelo hidrodinâmico de múltiplos tubos de corrente em conjunto com um algoritmo de otimização, para se determinar geometrias de rotores que operem na melhor condição de produção de energia. O objetivo principal é projetar um rotor otimizado, em escala, a ser testado em túnel de vento, que seja capaz de suportar os esforços a que estará sujeito em sua condição de coeficiente de potência máximo. O projeto foi realizado para uma série histórica de dados de vento (40 anos) obtidos da estação meteorológica OMM:08798 (Latitude: -7,1°; Longitude: -34,86°), situada no Laboratório de Energia Solar (LES/UFPB), João Pessoa/PB, Brasil. Uma vez que as dimensões e condições operacionais do túnel de vento onde o rotor será testado são limitadas (Laboratório de Hidráulica CT/UFPB), análises de similaridade restringiram as dimensões/condições de operação para uma velocidade de escoamento livre no túnel de 15,89 m/s e potência de extração eólica de 25 W. Sob essas condições, adotando-se um perfil aerodinâmico NACA 0025 para o perfil da pá, um rotor de 3 pás e razão de aspecto 2, obteve-se um rotor em escala reduzida, com as seguintes características: solidez/solidicidade = 0,45, raio do rotor = 0,159 m, altura do rotor = 0,318 m, corda do aerofólio = 23,9 mm e velocidade de rotação = 3.243,8 rpm. Para essa geometria, o coeficiente de potência máximo alcançado foi Cpmax = 0,29 na razão de velocidade de ponta de asa λmax = 3,4. Para testes no túnel de vento, as pás do rotor foram construídas a partir de impressão 3D, utilizando PLA (Ácido Polilático). De forma simplificada, considerando-se os esforços inerciais do rotor e as forças atuantes nas pás, os seus elementos estruturais (eixo, hastes de ligação pá-eixo e elementos fixadores) foram projetados em alumínio liga 6351-T6. Uma análise computacional estrutural estática 3D foi realizada no software Mechanical APDL®/ANSYS para verificar se a estrutura projetada seria capaz de suportar os esforços a que estaria sujeita. Adicionalmente, foram realizadas análises modais no mesmo software para verificar se as frequências naturais da estrutura estariam distantes da frequência de operação do rotor.

2021
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GUSTAVO ELIA ASSAD ANÁLISE HÍBRIDA DA MAGNETOHIDRODINÂMICA LAMINAR EM UM ESCOAMENTO COM ENTRADA TIPO DEGRAU Data: 28/12/2021 Hora: 09:00 Mostrar Resumo O presente trabalho visa estudar, através da chamada Técnica da Transformada Integral Generalizada, o desenvolvimento das interações mútuas entre o escoamento de um fluido eletricamente condutor e um campo magnético externamente aplicado (B 0 *) no interior de um canal com degrau de entrada (backward-facing step). O perfil de velocidade de entrada é considerado completamente desenvolvido (tornando-se parabólico para o caso em que Ha=0) e será afetado pela geometria do canal. Para mostrar o desempenho da presente técnica, os resultados são comparados criticamente com aqueles obtidos através de métodos puramente numéricos, para diferentes valores dos parâmetros que os governam, à guisa de informação: números de Reynolds, Hartman e Reynolds magnéticos, e altura adimensional do degrau, no caso do step. Serão apresentadas, em capítulos distintos, formulações com problemas de autovalor de segunda e quarta ordem visando comparar a qualidade dos resultados e melhor recuperação das condições de contorno associadas ao problema original.
DIEGO FERREIRA DE LIMA ANÁLISE MICROESTRUTURAL E DA MICRODUREZA DE LIGAS Al-Si-Cu OBTIDAS POR SOLIDIFICAÇÃO UNIDIRECIONAL DESCENDENTE Data: 15/12/2021 Hora: 09:00 Mostrar Resumo A literatura é escassa quanto a trabalhos científicos que enfatizem a solidificação unidirecional descendente em regime transiente de extração de calor de ligas Al-Si-Cu. A respectiva liga, é utilizada em muitas aplicações estruturais que requerem uma alta resistência a baixo peso, alta resistência e tenacidade ao impacto e baixo coeficiente de expansão térmica. O presente trabalho tem como objetivo analisar as relações entre os espaçamentos dendriticos, parâmetros térmicos, velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL) e taxa de resfriamento (TR) e microdureza da liga AL-5,5%Si-3%Cu, Al-7,5%Si-3%Cu e Al-9%Si-3%Cu solidificada unidirecionalmente descendente sob condições de fluxo de calor transitório em um dispositivo de configuração vertical. Os resultados mostram que com adição do soluto ocorreu uma diminuição dos espaçamentos dendriticos secundários e consequentemente o aumento da microdureza. E a medida que a frente de solidificação aumentou ocorreu um aumento nos espaçamentos secundário. Nota-se também que a medida que o posicionamento dos termopares se afasta da base refrigerada ocorre um aumento no tempo de solidificação.
MARLIO ANTONIO DA SILVA MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE EM MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS ATRAVÉS DA CORRENTE DE ARMADURA COM APLICAÇÃO DA TEORIA DO CAOS Data: 30/11/2021 Hora: 09:00 Mostrar Resumo Os motores elétricos de indução são equipamentos amplamente utilizados no setor industrial atual, principalmente devido a seu baixo custo, sua robustez, como também, por sua alta eficiência de operação. Esses equipamentos estão presentes em praticamente todos os setores industriais, sendo usado para as mais variadas aplicações, como em máquinas-ferramenta, a exemplo do torno e a fresadora, esteiras de produção, acionamento de pontes rolantes, assim como, para promover o escoamento de fluidos no uso de bombas centrífugas e compressores. Para que se obtenha essa ampla faixa de aplicação é necessário que esses motores sejam acionados por inversores de frequência permitindo controle da sua velocidade no eixo. Adicionalmente, o controle da velocidade do motor de indução possibilita a verificação sobre o adequado dimensionamento desses equipamentos. Para realização desse controle de forma eficiente é necessário que se estime a velocidade de rotação no eixo com exatidão e tempo de resposta adequado, o que tem impulsionado diversas pesquisas na área. O presente trabalho propõe pela primeira vez a aplicação da variável caótica densidade de máximos para estimação da velocidade em eixos de motores de indução trifásicos. A estimação é realizada a partir da aquisição e processamento dos sinais de corrente elétrica de alimentação do motor no domínio do tempo. A técnica apresenta um esforço computacional inferior às técnicas do estado da arte e um tempo de resposta superior às técnicas clássicas baseadas em Transformada de Fourier, permitindo a estimativa da velocidade mesmo com o motor sob carga variável. Resultados preliminares mostram que o método é factível para este tipo de aplicação e pode ser uma ferramenta relevante nos projetos de inversores de frequência no futuro.
DANIELLE APOLINÁRIO DA SILVA ESTRATÉGIAS DE PRODUÇÃO ATRAVÉS DO INDICADOR DE POTENCIAL DE PRODUTIVIDADE Orientador : MOISES DANTAS DOS SANTOS Data: 29/11/2021 Hora: 09:00 Mostrar Resumo O gerenciamento de reservatórios de petróleo é uma tarefa bastante complexa no campo da engenharia de reservatórios. Os parâmetros físicos, as restrições econômicas e as condições operacionais interferem diretamente no processo de definição das melhores estratégias de produção. Diante dessa dificuldade, neste trabalho é proposta uma metodologia para definir uma melhor estratégia que identifique poços de maior produção em pontos de máxima proximidade, em Unidades de Fluxos Hidráulicos (HFUs), através do Indicador de Potencial de Produtividade (IPP) associado ao mapa de produtividade do reservatório, a fim de estimar a localização ótima para o posicionamento adequado dos poços e evitar exaustivas simulações, sendo uma estratégia eficiente para o desenvolvimento de um campo de petróleo. O estudo de caso possui como embasamento o modelo de reservatório sintético UNISIM-I-D de um campo petrolífero offshore, baseado no Campo de Namorado, que localiza-se na Bacia de Campos, no Brasil. Os resultados obtidos foram apresentados a partir da previsão de produção acumulada de óleo através do IPP, de casos realizados no suíte Computer Modelling Group Ltd (CMG), com o auxílio do mapa de produtividade. Nos casos analisados, o IPP mais baixo indicou os melhores indicadores de produção, indicando assim, o maior poço produtor, dentre os poços analisados no reservatório.
SAULO MORETTI ARAÚJO DUARTE ANÁLISE EXPERIMENTAL E NUMÉRICA DE UMA VARIANTE DO TESTE G-BOP PARA AVALIAR TRINCAS INDUZIDAS PELO HIDROGÊNIO EM METAIS DE SOLDA Data: 24/11/2021 Hora: 09:00 Mostrar Resumo As juntas soldadas de aço podem sofrer um dos mais graves defeitos já identificados pela comunidade científica: as Trincas Induzidas por Hidrogênio (TIH), que comumente ocorre na Zona Afetada pelo Calor (ZAC). Embora novas pesquisas tenham proporcionado um melhor controle do problema na ZAC, através de uma compreensão mais ampla do problema e do desenvolvimento de práticas preventivas, elas não impediram a migração do fenômeno para o Metal de Solda (MS), particularmente em juntas de Aços de Alta Resistência e Baixa Liga (ARBL). Dentre os diversos métodos utilizados para avaliar a susceptibilidade dos metais de solda ao fenômeno das TIH, o teste G-BOP (Gapped Bead-on-Plate), por sua simplicidade e baixo custo, tem sido amplamente utilizado. No entanto, padronizar a espessura dos corpos de prova em 50,8 mm e não controlar a diluição do metal base no metal de solda são suas principais limitações. Para contribuir com a flexibilidade da metodologia de teste padrão do G-BOP, no que diz respeito à espessura dos blocos utilizados e maior controle da diluição, este trabalho tem como objetivo principal analisar e comparar duas configurações de blocos diferentes com o modelo padrão do G- Teste BOP. No desenvolvimento experimental foi utilizado um planejamento fatorial 31 x 22 para identificar a influência individual de cada uma das variáveis, bem como a interação entre elas nos resultados dos testes. Como variáveis de influência, foram avaliadas três configurações dos blocos, dois tipos de metal de adição e duas composições do gás de proteção. As variáveis de resposta são a porcentagem de trincas no metal de solda, a taxa de resfriamento do metal de solda e a estimativa de tensões residuais. Os resultados foram submetidos à análise de variância e validados para um nível de confiança de 90%. Uma análise do método de elementos finitos (FEM) foi realizada a fim de estudar e comparar os ciclos térmicos e os níveis de tensão residual desenvolvidos em duas configurações de blocos diferentes. Os resultados mostraram que as variantes propostas para o teste de G-BOP induziram a formação de trincas, demonstraram uma acurácia satisfatória entre os resultados avaliados, não influenciaram na susceptibilidade dos metais de solda à trinca induzida por hidrogênio e são promissores para aplicação pelo Teste G-BOP. Além disso, foi identificado que o MEF pode contribuir muito na avaliação e comparação das duas variantes do teste G-BOP analisadas.
ANA LUCIA SILVA SOUZA ANDRADE ENSAIO ELETROMAGNÉTICO PARA ESTUDO DE ANISOTROPIA MICROESTRUTURAL E MAGNÉTICA CAUSADA POR PROCESSO DE FABRICAÇÃO Orientador : JOSINALDO PEREIRA LEITE Data: 27/10/2021 Hora: 14:00 Mostrar Resumo O estudo da anisotropia magnética busca a determinação da direção de fácil magnetização, que é muito utilizado em aços para fins elétricos de grãos orientados e não orientados aplicados em motores elétricos e transformadores. As propriedades magnéticas dos aços elétricos, como perda de núcleo e indução magnética, dependem da microestrutura e textura, que resultam de processos termo-mecânicos como reaquecimento de placas, laminação a quente e a frio e recozimento de recristalização final. Esses processos também podem gerar anisotropia magnética perceptível no material porque o comportamento magnético dos aços depende fortemente de seus estados de tensão e deformação A direção de fácil magnetização é a direção onde os momentos magnéticos apresentam uma direção preferencial na qual o alinhamento é mais fácil, ou seja, essa orientação minimiza a energia aplicada devido a uma tendência direcional espontânea intrínseca do material. No presente trabalho, um ensaio não destrutivo é apresentado para determinação da direção de fácil magnetização através de medidas do ruído de Barkhausen . Um aço inoxidável duplex SAF 2205 foi escolhido para estudo por apresentar uma microestrutura deformada na direção de laminação, essa deformação plástica é proveniente do processo de fabricação. Ensaios encontrados na literatura com medição do ruído de Barkhausen utilizam em suas configurações uma bobina emissora e uma bobina receptor utilizando amostras com 290mm². A proposta desse ensaio é substituir a bobina receptora por um sensor de efeito Hall , utilizando amostra circular do AID com 24mm e 6mm de espessura. Foram aplicadas ondas senoidais nas frequências, 5Hz 15Hz 25Hz 50Hz 75Hz 100Hz e 125Hz, nas amplitudes de 0,25V 0,5V 0,75V 1V 3V 5V 7V e 9V. As medições foram realizadas no centro das amostras com ângulos variando de 0° à 360° com passo de 45° para determinar a melhor condição de amplitude e frequência para o estudo da anisotropia.. Os resultados mostraram que a direção de laminação do material era a de fácil magnetização.
DENER DELMIRO MARTINS MODELAGEM MATEMÁTICA DE UM SISTEMA DE TETO-RESERVATÓRIO MAIS ASPERSÃO EM TELHADO: POTENCIAL DE APLICAÇÃO EM CLIMA TROPICAL Orientador : CARLOS ANTONIO CABRAL DOS SANTOS Data: 27/10/2021 Hora: 08:00 Mostrar Resumo As estratégias passivas de resfriamento têm se mostrado promissoras para localidades de clima tropical. Além disso, a busca pelo uso racional da energia tem direcionado a atenção da pesquisa internacional para estratégias bioclimáticas que possibilitem a melhoria das condições de conforto com pouco ou nenhum consumo desse recurso. Este trabalho apresentou uma proposta de aplicação de tetos-reservatório em escala real, com uso da tecnologia de telhado retrátil e aspersão sobre cobertura para proteção da lâmina dágua. A modelagem matemática do sistema foi programada em código do EES e, a partir dos dados climáticos horários, a carga térmica de uma construção hipotética foi calculada a partir de código construído no MATLAB. Analisou-se o potencial de resfriamento teórico do teto-reservatório em duas configurações distintas: i) ático aberto, com circulação de ar e ii) ático fechado, sem circulação de ar, ambas testadas para o clima tropical úmido de João Pessoa-PB e tropical semiárido de Quixeramobim-CE. Os resultados obtidos foram coerentes com dados experimentais da literatura. Para a melhor configuração (ático aberto), foi obtido um potencial de refrigeração médio de 12,7 W/m² para João Pessoa 21,52 W/m² para Quixeramobim. Mostrou-se ainda que a profundidade da lâmina dágua não teve grande influência em ático aberto. É possível melhorar o desempenho do sistema para maiores velocidades de ar interno e aplicação de forros metálicos em escala real.
MICHELLINE NERY AZEVEDO LIMA APLICAÇÃO DO RUÍDO DE BARKHAUSEN PARA ACOMPANHAMENTO DE FRAGILIZAÇÃO EM PLACAS DE AÇOS INOXIDÁVEIS DUPLEX LAMINADAS Orientador : JOSINALDO PEREIRA LEITE Data: 26/10/2021 Hora: 14:00 Mostrar Resumo O ruído Magnético de Barkhausen é utilizado em ensaios eletromagnéticos para acompanhamento de transformações microestruturais em matérias ferromagnéticos. Esse ruído é gerado a partir da interação de uma onda emitida por uma bobina que ao passar pelo material, induz uma onda numa bobina leitora, para acompanhar a formação de precipitados finamente distribuídos dentro do mesmo. No presente trabalho foi realizado um estudo magnéticos em um aço inoxidável duplex SAF 2205 (UNS S31803) com o uso de ondas emissoras de forma senoidal para detecção da presença da fase sigma. Foi utilizado o posicionamento das bobinas emissora e receptora em superfícies opostas, disposição essa que permite a varredura de um volume maior de material quando comparada com posicionamento das mesmas, na mesma superfície. Ondas com frequências de 5 Hz, 15 Hz, 25 Hz, 50 Hz, 75 Hz, e 100 Hz e amplitude variado de 1 V a 9 V foram empregas em amostras com e sem precipitado , assim, determinando a melhor condição de trabalho, que foi com amplitude de 3V e frequências de 5 Hz, 25 Hz e 50 Hz para amostras com tratamentos de envelhecimento na temperatura 475°C e tempos de envelhecimento de 1, 4, 8, 12, 39 e 100 horas, com um objetivo de obtermos vários níveis de fragilização da fase α. O estudo mostrou que os valores do parâmetro da raiz média quadrática utilizada RMS sofre influência do paramagnetismo da fase sigma e da formação de Ruído Magnético de Barkhausen, sendo estes dependentes da frequência e amplitude da onda emissora. Amplitudes de medidas de 50 % foram obtidas com frequências de 5 Hz, 25 Hz e 50 Hz para amostras com e sem precipitados, mostrando assim ser o ensaio eficaz para aplicação.
FILIPE ROCHA GOUVEIA AVALIAÇÃO EXPERIMENTAL DA INJEÇÃO DE GÁS NATURAL VEICULAR EM MOTOR DE IGNIÇÃO POR COMPRESSÃO EM DIFERENTES PROPORÇÕES DE BIODIESEL Data: 08/10/2021 Hora: 10:00 Mostrar Resumo O presente trabalho avalia a utilização do gás natural veicular com diferentes proporções de biodiesel, a fim de obter a correta proporção de utilização. A correta proporção e selecionada com base no melhor rendimento e na maior redução das emissões de poluentes. São avaliados os níveis de emissões de poluentes, opacidade, torque, potência e consumo dos combustíveis ensaiados em um motor MWM 4.07 TCE. Este motor possui um sistema de injeção eletrônico, que foi adaptado no laboratório de ensaios motores e emissões UFPB. A adaptação visa reduzir o tempo de injeção do biodiesel por ciclo e compensar com injeção de GNV. Desta forma foi possível a utilização de GNV e Biodiesel. Na combustão do gás natural e do Biodiesel, o Biodiesel tem a função de produzir a ignição do gás natural, sendo possível a substituição de elevada porcentagem de Biodiesel na mistura. De tal forma é possível ter o GNV como combustível principal e biodiesel como ignitor. A avaliação dos dados obtidos em ensaios dinamométricos e de emissões de poluentes, e de opacidade dos gases de exaustão são utilizadas para determinar qual melhor proporção de utilização dos combustíveis. Para melhor análise dos resultados foram elaborados gráficos e tabelas contendo informações de torque, potência, consumo e emissões dos principais poluentes. Estes resultados são das misturas de Biodiesel nas proporções de B10, B20 e B50 e também com aplicados juntos com GNV. É possível verificar uma variação de potência e torque com acréscimo de biodiesel nas misturas bem como com a utilização em conjunto com GNV. Também se analisa o efeito da variação da porcentagem de biodiesel e de sua aplicação em conjunto com GNV em relação ao consumo. Ainda foi feita uma análise para o consumo específico da aplicação de Biodiesel e Biodiesel em conjunto com GNV. Em relação as emissões dos gases, foram analisados: CO, O2, CO2, HC, NOx e opacidade.
WESLEY MACIEL DE SOUZA AVALIAÇÃO MICROESTRUTURAL E CRISTALOGRÁFICA DA OCORRÊNCIA DE Fe EM MATERIAIS ESTRUTURAIS DE POLÍMEROS INORGÂNICOS DO SISTEMA Al-Si-O-Na-H Orientador : SANDRO MARDEN TORRES Data: 15/09/2021 Hora: 09:30 Mostrar Resumo A comunidade científica vem buscando por outros materiais ligantes, os quais sejam resistentes, com elevada eficiência tecnológica e com pouco impacto ambiental. Existe um material que perfeitamente pode ser um alternativo ao cimento Portland para algumas aplicações e que possui características do material igual ou superior ao CP. Este tipo de aglomerante abrange a ativação por álcalis em materiais ricos em alumina e sílica. Esse aglomerante é chamado de geopolímero, que por sua vez, tem propriedades termomecânicas eficientes, alta resistência inicial vantagens ecológicas, pois existe a possibilidade de ser produzidos a baixas temperaturas sem aparente liberação de CO2 na atmosfera. O objetivo desse trabalho é avaliar as características cristalográficas e microestruturais da ocorrência de cátions de ferro em fases cristalinas em materiais alcalinamente ativados. Amostras de argilas residuais com diferentes teores de Fe/Al foram alcalinamente ativadas com hidrosílica de sódio à 55oC. A composição química das fases das amostras ativadas foram avaliadas por energia dispersiva pontual através da separação de fases feitas por contraste de elétrons retroespalhados e microscopia eletrônica. As fases cristalinas foram estudadas a partir dos dados fornecidos nos bancos de dados da IUCr. Os resultados demonstram uma clara interação entre o Fe e os cátions Al e Si da cadeia polimérica. Essa relação acontece de forma consistente nos sistemas ativados e nas fases cristalinas. A ocorrência do Fe ocorre com predominância de sítios tetraédricos mas também em octaedros com estado de oxidação III. Os dados demonstram menores possibilidades de formação de fases contendo Fe no estado de oxidação II e em sítios octaédricos e bipiramidais. Pela primeira vez, um estudo sistemático categoriza a ocorrência e os limites do Fe em estruturas do sistema Na-Fe-Al-Si-O-H, indicando que há um potencial de fases com aplicações de engenharia, principalmente para remediações ambientais dada a predominância de fases do tipo zeólitas.
ÁLVARO AUGUSTO SOARES LIMA ANÁLISE ENERGÉTICA DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO/TÉRMICO E SUA INTEGRAÇÃO A UMA UNIDADE DE POLIGERAÇÃO Data: 03/09/2021 Hora: 09:00 Mostrar Resumo Esta tese tem como objetivo estudar o comportamento do sistema fotovoltaico/térmico (PV/T) e sua integração em uma unidade de poligeração formada por grupo motor-gerador, chiller de absorção e caldeira de recuperação. O sistema PV/T foi estudado através de uma análise paramétrica, onde foi avaliada a influência da inclinação, orientação e vazão de água do coletor na potência elétrica, potência térmica, distribuição de temperatura e eficiência do sistema. Para o modelo de poligeração, foi analisada a capacidade do sistema em atender a demanda de energia elétrica, vapor e frio de uma fábrica de sorvete. A análise para o sistema PV/T foi realizada de forma numérica utilizado o MATLAB, onde foi implementado o modelo de radiação e o método das diferenças finitas. Para o modelo de poligeração foi adotado o EES (Engineering Equation Solver), onde foram modeladas as equações da conservação da massa, energia e espécies. Entre os principais resultados obtidos, pode-se destacar uma geração de potência elétrica pelo sistema PV/T superior em até 12,35% para o sistema inclinado em 7,17º e orientado ao norte em relação aos demais casos. Quanto ao sistema de poligeração, pode-se destacar o aumento na produção de energia elétrica em 2,5% e na produção de vapor em 4,41% quando acoplado o módulo PV/T.
KATHERINE DE SOUZA EVANGELISTA PRODUÇÃO DE COMPÓSITOS AL/ALCUFE VIA SPARK PLASMA SINTERING (SPS) Data: 31/08/2021 Hora: 15:00 Mostrar Resumo Os quasicristais são materiais com características microestruturais distintas, são aperiódicos, porém com ordenação à longo alcance. Estas ligas especiais apresentam excelentes propriedades mecânicas e superficiais, porém elevada fragilidade. Este fator compromete o seu uso tanto para aplicações que requeiram solicitações mecânicas quanto para uso em sistemas tribológicos. Desta maneira, o desenvolvimento de compósitos quasicristalinos, com melhores propriedades mecânicas, maior ductilidade e tenacidade, mantendo ainda assim suas excelentes características tribológicas, tornaram-se um grande desafio à comunidade cientista. Uma das alternativas que vem apresentando êxito quanto à sua aplicação é o uso de pós quasicristalinos como reforço em matrizes de alumínio. Este projeto teve por objetivo desenvolver compósitos de alumínio reforçados com pós quasicristalinos de modo a atenuar umas das principais inconveniências no uso dos materiais quasicristalinos, que é a alta fragilidade, mantendo elevada dureza, característica inerente aos materiais quasicristalinos. Para o presente trabalho, ligas quasicristalinas AlCuFe foram produzidas a partir da fusão em forno a indução. Essas ligas foram usadas como reforço em compósitos de matriz de alumínio produzidos usando a técnica SPS (Spark Plasma Sintering). Os compósitos foram caracterizados utilizando ensaios de compressão. Os resultados mostraram que houve com o aumento na proporção do reforço houve aumento da força compressiva.
LEONARDO BITU CORREIA LEANDRO Avaliação da rugosidade de filmes de Molibdênio fabricados por RF Sputtering através do 3 uso de Deep Learning Data: 31/08/2021 Hora: 09:00 Mostrar Resumo Um dos principais responsáveis pelo avanço de muitas tecnologias produzidas a partir do início do século 20 foram os filmes finos. De forma direta ou indireta esses se tornaram essenciais para a vida humana pois estão presentes nas mais diversas aplicações na indústria da óptica, eletrônica, medicina, energia e muitas outras. Para que essas aplicações fossem desenvolvidas foi necessário antes a fabricação. Isto posto, esse trabalho se propõe a avaliar uma RNA para o desenvolvimento de um modelo de Regressão para otimizar a fabricação de Filmes Finos de Mo por RF Magnetron Sputtering a partir da rugosidade superficial. Foram então selecionados três parâmetros de fabricação para otimizar: tratamento superficial (limpeza com Hexano, Eletropolimento), tempo de deposição (5, 10, 20 e 30 minutos) e potência (40W e 60W). Variando esses parâmetros foram desenvolvidas 12 amostras, e a partir de um perfilômetro foi calculada a Rugosidade (Ra) e o perfil morfológico de cada Filme. Esses resultados foram então aplicado à RNA onde um modelo de Regressão foi desenvolvido. Observou-se que o tipo de tratamento superficial foi o parâmetro mais influente em RA, onde o eletropolimento reduziu em aproximadamente 83.3% quando comparado à limpeza com Hexano. Em seguida, a redução da potência provocou uma redução no valor de Ra. Se tratando do tempo de deposição, para o Eletropolimento, o aumento do tempo provocou redução na rugosidade, por outro lado, o aumento do tempo para substratos com limpeza com Hexano provocou um aumento na rugosidade. Finalmente, foi feita a avaliação do modelo de regressão pelo valor de R² que apresentou um alto valor de 98.76%, e com isso foram criadas curvas de otimização. Portanto, a RNA se mostrou como uma excelente ferramenta para otimizar o processo de fabricação de filmes de Mo por RF Magnetron Sputtering.
FELIPE VILAR DA SILVA ANÁLISE TEÓRICA DE UM CONCENTRADOR PARABÓLICO COMPOSTO EVACUADO DE BAIXO CUSTO SUBMETIDO AO EFEITO ESTUFA Data: 25/08/2021 Hora: 09:00 Mostrar Resumo O objetivo deste trabalho é avaliar a possibilidade de obtenção de temperaturas elevadas e condições para maiores níveis de exergia, com energia solar utilizando o concentrador parabólico composto (CPC), a principal vantagem de utilização do CPC é a possibilidade de concentração solar sem a necessidade de rastreamento do sol ao longo do dia, o que reduz drasticamente o custo do sistema por eliminar o dispositivo de rastreio solar. É proposta uma metodologia de fabricação inovadora que permite a fabricação à um baixo custo o que permite que seja aplicado em comunidades carentes para as mais diversas aplicações, a fim de aumentar a eficiência do CPC é proposta e evacuação do ar no interior da calha somado a utilização de efeito estufa com cobertura de vidro. Os resultados mostram aumento de eficiência em torno de 5% em comparação com o coletor não evacuado e possibilidade de alcance de rendimento em torno de 48% para uma temperatura do fluido de trabalho acima de 100 graus.
LARISSA DA SILVA PONTES ANÁLISE DA PERFORMANCE DE AEROGERADORES VERTICAIS H UTILIZANDO O MODELO DE MÚLTIPLOS TUBOS DE CORRENTE E DINÂMICA DOS FLUIDOS COMPUTACIONAL Data: 16/08/2021 Hora: 14:00 Mostrar Resumo O presente trabalho analisa a performance de uma turbina Darrieus do tipo H através de um método baseado nos conceitos de elemento de pá e quantidade de movimento (BEM Blade Element Momentum), conhecido como método de múltiplos tubos de corrente (implementado pelos laboratórios SANDIA/USA como código DART- DARrieus Turbine) e por meio de análises via Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD - Computational Fluid Dynamics) via software Fluent/ANSYS. O objetivo principal é comparar os resultados obtidos pelos dois métodos para um modelo bidimensional simplificado de um rotor H em escala reduzida, cujas dimensões foram obtidas através de um processo de otimização de rotores eólicos baseado no código DART para máxima extração de energia eólica com base nos dados de vento coletados na estação meteorológica OMM:08798 (Latitude: -7,1°; Longitude: -34,86°) situada no Laboratório de Energia Solar (LES/UFPB), João Pessoa. Os dados de vento representam uma série histórica dos últimos 40 anos medidos a 7,43 metros de altura e que foram extrapolados para uma altura de 100 m. Embora ligeiramente diferentes, os resultados apontam que o código DART (Cpmax = 0,29, λmax = 3,4) pode ser utilizado como uma boa aproximação inicial para projetos de rotores eólicos verticais do tipo H, que posteriormente devem ser analisados em maiores detalhes através de modelos mais sofisticados através da Dinâmica dos Fluidos Computacional (Cpmax = 0,24, λmax = 3,0), uma vez que fenômenos importantes como efeitos da esteira nas pás na região posterior ao centro do rotor, estol dinâmico, efeitos da curvatura do escoamento e presença do eixo, não são capturados pelo modelo simplificado.
ANTONIO KARLOS ARAUJO VALENCA Efeitos do envelhecimento sobre a absortividade em Superfícies Seletivas Solares de Cromo (CrxOy) depositadas via Magnetron Sputtering Data: 30/07/2021 Hora: 08:00 Mostrar Resumo A região nordeste possui uma das maiores incidências de irradiação solar do país. Dentro desse contexto, a exploração deste tipo de energia torna-se interessante do ponto de vista do desenvolvimento de novas técnicas capazes de aumentar a capacidade de absorção e aproveitamento da radiação solar. Através do Coletor Solar é realizada a conversão solar térmica, no entanto pode apresentar algumas limitações quando se pretende realizar um aquecimento em temperaturas médias (100ºC-400ºC) ou altas (acima de 400ºC). Isso ocorre porque quando aquecidos nessa faixa, os materiais aumentam a sua emissividade térmica, por consequência há perdas na captação da radiação solar. Para reduzir essas perdas, são utilizadas Superfícies Seletivas Solares (SSS) como uma alternativa para solucionar essa questão. Essas superfícies atuam na absorção da radiação solar com comprimentos de onda relevantes à conversão solar térmica e não absorvendo a faixa do espectro que causa a emissão térmica, permitindo um maior aproveitamento da energia. Neste sentido, este estudo buscou avaliar a absortividade dessas superfícies quando submetidas ao processo de aquecimento em médias temperaturas. Utilizou-se substratos em aço inoxidável 304 e 12 filmes foram depositadas por Magnetron Sputtering. As amostras foram submetidas a um tratamento térmico de envelhecimento customizado e caracterizadas utilizando Espectrofotometria no UV-Vis e Infravermelho (FTIR), Perfilometria Óptica e Difração de Raios-X. Os resultados mostraram que a maioria dos filmes depositados obtiveram valores de absortância média acima de 93%. A amostra não-envelhecida S3 (Cr-Cr2O3, 60+200W 30min) apresentou o melhor resultado de absortância (98,81%). O envelhecimento dos filmes a 250ºC proporcionou melhorias nas propriedades morfológicas e ópticas da amostra S2 (Cr2O3, 200W 30min). Por fim, as amostras que foram depositadas com variação de potência obtiveram morfologias mais homogêneas.
FABIANA KELLY DE MEDEIROS INFLUÊNCIA DA ADIÇÃO SIMULTÂNEA DE TiB NAS PROPRIEDADES TÉRMICAS, MAGNÉTICAS E MICROESTRUTURAIS DE UMA LIGA CuAlMn Data: 28/07/2021 Hora: 14:00 Mostrar Resumo No presente trabalho foi investigada a influência da dopagem simultânea do Ti e B nas propriedades termomecânicas, estruturais e magnéticas de ligas Heusler CuAlMn. As amostras foram preparadas por fundição por indução e caracterizadas por Difração de Raios X (DRX), Análise Térmica Diferencial (DTA), Microscopia Ótica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), ensaios de microdureza e de magnetometria. As ligas apresentaram a fase austenítica com estruturas L21 + DO3. Verificou-se que a dopagem de TiB reduziu o tamanho médio de grão e aumentou a quantidade de precipitados de segunda fase, o que foi atribuído à baixa solubilidade do Ti na matriz austenítica. Observou-se redução nos valores de temperatura Curie, temperatura de fusão, entalpia de fusão e microdureza HV com a dopagem de TiB para o sistema ternário CuMnAl. Verificou-se também que a dopagem simultânea de Ti e B alterou o comportamento magnético do sistema CuAlMn de paragnético (com fraca contribuição ferromagnética) para ferromagnético. Nossos resultados trazem à tona uma nova alternativa para dopagem da liga CuAlMn, onde além de melhorar as propriedades estruturais e magnéticas, apresenta parâmetros interessantes para aplicações tecnológicas.
PAULO RICARDO DE OLIVEIRA QUEIROZ INFLUÊNCIA DA ENERGIA DE SOLDAGEM E DO TECIMENTO SOBRE A GEOMETRIA DO CORDÃO DE SOLDA NA SOLDAGEM DE REVESTIMENTO Data: 28/07/2021 Hora: 10:00 Mostrar Resumo A soldagem de revestimento de aços carbono com aços inoxidáveis tem ganhado destaque no meio industrial nos últimos anos por permitir que superfícies com propriedades anti-corrosivas sejam obtidas a partir de materiais de baixo custo, como os aços carbono ou aços de baixa liga. No entanto, visando garantir a qualidade final dos revestimentos, é importante que o procedimento de soldagem empregado seja bem ajustado, para que os cordões sejam depositados com a geometria desejada e ocorrência nula de defeitos. Este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento geométrico de cordões de solda em soldagem de revestimento para diferentes níveis de energia de soldagem e tipos de tecimento do arco elétrico. O processo de soldagem FCAW foi utilizado com arame tubular flux-cored MIX 38LFC com diâmetro 1,2 mm; foram realizadas soldagem em simples deposição sobre chapas de aço ABNT 1020. A energia de soldagem em quatros níveis, o tecimento do arco em quatro níveis e a polaridade do arco foram usados como variáveis de influência. Como variáveis de resposta foram analisadas: largura, penetração, reforço, diluição dos cordões de solda, extensão da ZTA e o índice de convexidade. Os resultados mostraram que a energia de soldagem combinada com os movimentos de tecimentos apresentam grande influência nas características geométricas e qualitativas do cordão de solda.
JOÃO VITOR LIRA DE CARVALHO FIRMINO DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA PARA IDENTIFICAÇÃO DE PADRÃO SONORO DA VOZ HUMANA DE INDIVÍDUOS COM INSUFICIÊNCIA CARDÍACA UTILIZANDO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS Data: 22/07/2021 Hora: 09:00 Mostrar Resumo A insuficiência cardíaca é uma doença que incapacita o coração de bombear o sangue, de forma adequada, para nutrir todo o organismo. Atualmente, os principais métodos de diagnóstico dessa patologia são realizados clinicamente por meio da mensuração do peptídeo natriurético do tipo B (BNP). Como as doenças cardiovasculares são as maiores causas de morte prematura, o desenvolvimento de novas tecnologias para a identificação dessas doenças é de grande importância. Assim, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de identificação das distorções vocais causadas pela insuficiência cardíaca em um indivíduo saudável. Para a elaboração do software, foram coletadas as vozes de 142 indivíduos, separados por sexo, idade. Dessas 142, 84 vozes de pessoas já diagnosticadas com insuficiência cardíaca foram coletadas no instituto do coração de São Paulo (INCOR SP) e no hospital metropolitano de João Pessoa. Por outro lado, as vozes dos outros 58 indivíduos saudáveis foram coletadas em ambiente extra-hospitalar. Ademais, o dispositivo utilizado para a gravação das vozes foi o gravador de áudio digital PX440, produzido pela Sony. Para análise dos dados coletados, foram aplicadas as seguintes técnicas para extrair e selecionar as características dos sinais: análise estatística, transformada rápida de Fourier, transformada discreta de wavelet e análise mel-cepstral. Por meio dessas técnicas, foram selecionadas características que serviram para alimentar as redes neurais artificiais (RNAs) desenvolvidas para cada sexo. Por meio das arquiteturas estabelecidas das redes, foi alcançada uma eficiência global de 96,7 % para as duas RNAs. De modo a garantir a usabilidade do sistema criado, foi desenvolvido um aplicativo de computador. Utilizando esse software, foram obtidos os valores de 91,86%; 88,1% e 92,1% no cálculo da acurácia, sensibilidade e especificidade, respectivamente. Portanto, o sistema de identificação de insuficiência cardíaca apresentou resultados promissores e que merecem ser estudados mais a fundo a fim de aprimorar a ferramenta desenvolvida.
YURI JOSÉ OLIVEIRA MORAES CONTROLE PASSIVO DE VIBRAÇÕES EM SISTEMA ESTRUTURAL UTILIZANDO MOLAS SUPERELÁSTICAS: COMPARAÇÃO ENTRE TÉCNICAS E ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DE VARIÁVEIS Data: 25/06/2021 Hora: 09:00 Mostrar Resumo A crescente preocupação com a eficiência e confiabilidade da aplicação e uso de sistemas estruturais tem levado pesquisadores de todo o mundo a buscar técnicas de controle dos efeitos vibracionais em estruturas civis. Este é o caso de edifícios esbeltos, flexíveis e de alta vulnerabilidade a terremotos, ventos laterais e impactos. Dentre os métodos disponíveis o controle passivo se destaca devido a seu baixo custo, pouca manutenção, e não necessidade de fonte de energia externa. Desta forma, este trabalho tem o objetivo de projetar e testar atenuadores de molas helicoidais fabricadas com fios de uma Liga com Memória de Forma (LMF), Superelástica (SE) de NiTiNOL, para aplicação no controle de vibrações de um protótipo de edifício de 3GDLs, na disposição de um dado Dispositivo de Recentragem e Isolamento de Vibrações (DRIV). O intuito é avaliar a influência de variáveis como o offset, a deformação e o autoaquecimento do elemento associadas as severidades das excitações, e comparar com outras técnicas, como o contraventamento lateral e o Absorvedor de Massa Sintonizada (AMS), por resultados analíticos, numéricos e experimentais. Concluiu-se que o comprimento dos atenuadores tem influência direta no controle, com os mais curtos apresentando maior eficiência de atuação, pois geram maior histerese e dissipam até 29 vezes mais energia mecânica, além de reduzir a quantidade de material empregada. O efeito do autoaquecimento deve ser desconsiderado neste estudo pois o gradiente de temperatura se mostrou inferior a 10 ºC, como também o offset que não teve influência significativa no processo de controle. Em termos de amplitudes observadas na análise modal experimental, o AMS foi a técnica mais eficiente permitindo reduções de até 74%, em vibração livre. Na vibração sísmica e forçada o DRIV se mostrou mais eficaz em todas as técnicas, reduzindo a resposta em cerca de 80% quando analisado dois sinais de sismos. Assim, pode-se afirmar que os objetivos propostos foram alcançados, validando o emprego de molas LMF SE na concepção de sistemas de controle passivo de vibrações aplicado a estruturas.
RAFAEL ALEXANDRE RAIMUNDO Ligas bimetálicas magnéticas à base de metais de transição (Ni, Fe e Co) como eletrocatalisadores altamente eficientes para Reação de Evolução de Oxigênio Data: 26/05/2021 Hora: 08:00 Mostrar Resumo A necessidade de combustíveis renováveis e limpos, tais como hidrogênio gasoso (H2) e oxigênio gasoso (O2), tem atraído considerável interesse nos últimos anos. Nesse contexto, a eletrólise da água (water splitting) é capaz de produzir estes gases através de duas semirreações, a OER (Reação de Evolução de Oxigênio) e a HER (Reação de Evolução de Hidrogênio). Assim, neste trabalho apresenta-se um estudo, de cunho experimental, de ligas bimetálicas magnéticas à base de metais de transição (Ni, Fe e Co) que foram produzidas por duas metodologias de síntese, Solution Blow Spinning (SBS) e Sol-gel Protéico (SG), com nanoestruturas de nanofibras e nanopartículas, respectivamente. Estas ligas bimetálicas apresentam potencial aplicação em eletrocatalisadores para OER em meio alcalino. Um total de sete amostras foram produzidas, sendo três por SBS (NiFe-NiFe2O4, NiFe-carbono e Fe0,5Co0,5-Co1,15Fe1,15O4/carbono) e quatro por SG (NiFe-500, NiFe-700, CoFe2/CoFe2O4 e CoFe2). Técnicas de caracterização elementares e avançadas, tais como, microscopias eletrônicas de varredura e transmissão, espectroscopia de energia dispersiva de raios-x, difração de raios-x com refinamento Rietveld, espectroscopia de fotoelétrons de raios-x, espectroscopia Mossbauer, medidas de magnetização em função do campo (MXH) e da temperatura (MXT), voltametria linear-cíclica (LSV e CV) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) foram aplicadas para fornecer um entendimento detalhado sobre as propriedades morfológicas, estruturais, magnéticas e eletroquímicas das ligas bimetálicas produzidas. As fibras produzidas SBS apresentavam diâmetro médio que variavam de 51-1503 nm, enquanto as nanopartículas dispersas na matriz carbonácea apresentam diâmetro médio que variavam de 7-55 nm. A distribuição de tamanho das nanopartículas produzidas por SG estão na faixa de 30-588 nm. A difração de raios-x confirma a característica policristalina das amostras; os tamanhos dos cristalitos variavam de 7-64 nm. A espectroscopia Mossbauer, técnica de identificação de espécies químicas usando radiação Gama, confirma a formação das ligas bimetálicas. Do ponto de vista eletroquímico, a amostra CoFe2 produzida por SG apresenta o menor sobrepotencial a 10 mA cm-2, η = 288 mV, seguida pelas amostras NiFe-carbono (η = 296 mV, produzida por SBS), CoFe2/CoFe2O4 (η = 304 mV, produzida por SG), NiFe-700 (η = 307 mV, produzida por SG), Fe0,5Co0,5-Co1,15Fe1,15O4/carbono (η = 308 mV, produzida por SBS), NiFe-NiFe2O4 (η = 316 mV, produzida por SBS) e NiFe-500 (η = 319 mV, produzida por SG). Todas as amostras apresentam excelente estabilidade química/mecânica dos eletrodos. Além disso, foi observado que as propriedades magnéticas, magnetização de saturação (MS), magnetização remanescente (MR), coercividade (Hc) e temperatura de Curie (TC), dependem da quantidade atômica de Ni, Fe e Co contida nas ligas, bem como, das fases presentes e estruturas cristalinas formadas. Os resultados magnéticos mostraram que ligas produzidas pela rota sol-gel protéico apresentam maior magnetização de saturação (Ms): 232 emu/g para CoFe2, 196 emu/g para CoFe2/CoFe2O4, 173,6 emu/g para NiFe-700, 164,2 emu/g para NiFe-500, 116 emu/g para NiFe-NiFe2O4 e 30,2 emu/g para NiFe-carbono. A partir das curvas MXT, as temperaturas de bloqueio (TB) das amostras NiFe-NiFe2O4 e NiFe-carbono foram determinadas como sendo 117 e 115 K, respectivamente. A amostra NiFe-NiFe2O4 apresentou permeabilidade magnética aprimorada, ou seja, rápida resposta a pequenas variações de campo magnético. No geral, observa-se que as nanopartículas apresentam as melhores atividades catalíticas e propriedades magnéticas, em particular, a amostra CoFe2, que apresenta o menor sobrepotencial (η = 288 mV) e a maior magnetização de saturação (Ms = 232 meu/g).
JOSÉ FERNANDO DE MORAIS FIRMINO DEDO ROBÓTICO ACIONADO POR ATUADOR COMPOSTO POR MICROMOLAS DE LIGA COM MEMÓRIA DE FORMA Data: 29/04/2021 Hora: 16:00 Mostrar Resumo Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento e a caracterização de um dedo robótico acionado por um mecanismo de movimentação composto por micromolas M12 de liga com memória de fora de níquel-titânio. Tal mecanismo foi elaborado de modo a permitir a realização dos movimentos de flexão e extensão das falanges do protótipo, fazendo o uso de dois pares antagônicos de molas de LMF, fixadas a uma pequena polia de ABS, centrada em um eixo, e ancoradas em uma base fabricada no mesmo polímero. Esse dispositivo foi caracterizado quanto à força e o deslocamento gerados com a ativação dos atuadores. O dedo robótico, que fora desenvolvido baseado nos resultados obtidos com os experimentos realizados no mecanismo e nos atributos antropomórficos da sua contraparte humana, também fora caracterizado quanto as angulações descritas pelos movimentos de suas falanges. Todo esse processo foi possível devido ao hardware eletrônico produzido para o acionamento dos atuadores, além de um conjunto de softwares, responsáveis pela aquisição e processamento dos dados, os quais foram armazenados e organizados numa análise detalhada dos resultados obtidos. Além disso, comparativos com outros trabalhos da área foram realizados, com o intuito de validar o protótipo elaborado neste estudo como sendo uma aplicação minimamente bem-sucedida de materiais de LMF no âmbito da engenharia de reabilitação. Os resultados obtidos mostraram que o dedo concebido foi capaz de formar três posições antropomórficas, cujas falanges descreveram ângulos muito próximos aos atingidos pelo dedo humano, além de fazê-lo de maneira mais rápida do que quase todos aqueles comparados. Dessa forma, ao serem considerados os objetivos e as características da pesquisa, as conclusões deste trabalho evidenciaram o seu êxito, podendo servir como base para a desenvolução de outros estudos correlatos no campo da engenharia de reabilitação.
GÊNNISSON BATISTA CARNEIRO DESENVOLVIMENTO DE UM CONTROLADOR INTELIGENTE EM SISTEMA EMBARCADO PARA CONTROLE DINÂMICO DE VEÍCULO ELÉTRICO DE DUAS RODAS Data: 23/04/2021 Hora: 15:00 Mostrar Resumo A crescente necessidade de mobilidade em ambientes empresariais, com espaços e corredores reduzidos, tem levado as empresas ao desafio de proporcionar uma locomoção mais ágil para alguns funcionários para promover menor desgaste físico e consequentemente, aumento da produtividade. Para atender a essas necessidades do segmento de transporte pessoal, foi criado o Segway. O Segway é um sistema dinâmico,semelhante ao sistema de pêndulo invertido,formado basicamente por uma plataforma apoiada por duas rodas com um guidão. Este trabalho trata do desenvolvimento de um veículo elétrico de transporte pessoal de duas rodas, tipo Segway. O protótipo foi desenvolvido usando Raspberry, Arduino e outros componentes eletrônicos para controlar dois motores de corrente contínua mediante informações de um giroscópio MPU 6090. Um controlador Fuzzy Incremental foi desenvolvido com intuito de promover a estabilidade dinâmica do veículo durante a locomoção feitas pelo usuário. Foram realizados experimentos com diversas manobras objetivando avaliar o comportamento do sistema em relação ao equilíbrio e manobrabilidade. Os resultados mostraram que o controlador Fuzzy foi capaz de transportar,satisfatoriamente,um usuário de 90kg conservando o equilíbrio do mesmo durante diferentes manobras.
RAFAEL MARROCOS MAGALHAES Aplicação de algoritmos de Deep Learning como modelos substitutos de simuladores de reservatórios de hidrocarbonetos. Data: 31/03/2021 Hora: 09:00 Mostrar Resumo Com a demanda recorrente de metodologias, técnicas e processos de otimização das estratégias de exploração e recuperação de Petróleo e Gás Natural em campos e reservatórios de hidrocarbonetos, esta pesquisa propõe a utilização de algoritmos e arquiteturas de aprendizagem de máquinas do tipo Deep Learning como modelos substitutos (surrogate models) de simuladores de reservatórios convencionais no intuito de agilizar e viabilizar a aplicação de estratégias de otimização exigentes computacionalmente, sejam elas determinísticas, heurísticas ou estocásticas. São apresentados o estado da arte, fundamentação teórica e propostas de experimentos para alcance dos objetivos especificados.
ALLAN GIUSEPPE DE ARAUJO CALDAS DESENVOLVIMENTO DE UMA TÉCNICA DE MEDIÇÃO DE CONCENTRAÇÃO E VAZÃO MÁSSICA EM SOLUÇÕES SALINAS Data: 30/03/2021 Hora: 10:00 Mostrar Resumo O presente trabalho traz como proposta o desenvolvimento de técnica de medição de concentração e vazão mássica em soluções salinas, em especial em sistemas de refrigeração que usam a mistura do par água-brometo de lítio. A bancada experimental que subsidiará a pesquisa está sendo desenvolvida na Universidade Federal da Paraíba - UFPB nas dependências do prédio da Rede Cooperativa de Pesquisa Norte/Nordeste do Gás Natural RECOGÁS-N/NE, presente no Instituto de Energia Sustentável (IES). Tal bancada simulará um dos trechos de uma unidade de refrigeração por absorção que foi desenvolvida pelo nosso grupo de pesquisa. Tal técnica visa sanar dificuldades encontradas em se medir concentração (por meio de um sensor capacitivo não invasivo) e da vazão mássica de fluídos (líquidos) em sistemas de absorção visto que, o fluído de trabalho é um sal cristalino que pode apresentar formação de fase sólida cristalizando a valores moderados de concentração, como também, baixos valores de pressão de trabalho e altos valores de viscosidade da solução. Este estudo descreverá todos os aspectos que culminará com o propósito do trabalho evidenciando sua construção, seu funcionamento e como consequência analisar todos os aspectos encontrados ao longo dessa pesquisa para a obtenção do objetivo do presente trabalho.
SABRINA ALVES DE FREITAS Modulação PWM Vetorial multidimensional paraconversores de dois níveis com número ímpar de fases Data: 25/03/2021 Hora: 09:00 Mostrar Resumo No presente trabalho é proposto um algoritmo geral para modulação vetorial por largura depulso (SVPWM) multidimensional aplicado a inversores de dois níveis com um número ímparde fases acionando máquinas elétricas com distribuição simétrica entre os seus enrolamentos.De uma maneira geral, o SVPWM consiste da escolha apropriada dos vetores espaciais de ten-são ativos e nulos e na determinação dos intervalos de tempo de aplicação para cada um dessesvetores, de modo que um dado vetor de referência seja sintetizado pelo inversor. Nos sistemasde acionamento com máquinas trifásicas, os vetores ativos de tensão mais apropriados parasintetizar um determinado vetor de referência são facilmente observados graficamente, já queos vetores são de dimensão dois, consequentemente, são facilmente visualizados no plano.Porém, para máquinas com mais de três fases, o espaço vetorial no qual os vetores estão loca-lizados são de dimensões maiores, o que dificulta uma visualização gráfica dos vetores. Comoexemplo, num acionamento com cinco fases, o espaço vetorial é de dimensão quatro e emboraa projeção destes vetores de dimensão quatro em dois planos ainda permitam uma visuali-zação gráfica interessante para acionamento senoidal, quando do acionamento com injeção harmônica, o que é o caso em máquinas com enrolamentos concentrados, esta projeção nos planos não permite uma fácil identificação dos vetores ativos mais adequados ao SVPWM.Neste trabalho é proposto um algoritmo para simples identificação dos vetores ativos mais adequados a serem aplicados para sintetizar um determinado vetor de referência com base nas tensões de fase de referência. Tal abordagem permite uma simples identificação dos vetores ativos que definem um determinado setor. Este método além de simples, requer baixo poder de processamento e armazenamento, o que o torna ideal para operação em tempo real.Além disso, o SVPWM requer inversão de matrizes quadradas de ordem igual à dimensão do espaço vetorial em questão para o cálculo do tempo de aplicação dos vetores. Embora no caso trifásico seja simples, pois se trata da inversão de uma matriz quadrada de ordem dois,nas máquinas com número de fases maior, esta inversão requer tempo de processamento, oque pode se tornar inviável em tempo real. Neste trabalho, mostra-se que devido a simetriaexistente em todos os setores do SVPWM, é possível evitar-se a inversão de matrizes. Com oalgoritmo proposto também evita-se a necessidade de armazenar as informações dos setoresem tabelas para operação em tempo real, pois a identificação dos vetores ativos que formamo setor é decorrência direta do ordenamento das tensões de fase de referência.
IVANILDA AGUSTINHO FERREIRA Influência da adição de Zn e Mg nos parâmetros térmicos e microestruturais da liga AlSn solidificada unidirecionalmente descendente Data: 25/02/2021 Hora: 08:00 Mostrar Resumo As ligas do sistema Al-Sn são bastante utilizadas em elementos de máquinas, como mancais de deslizamento, sujeitos a esforços mecânicos, possibilitando ao produto final um baixo desgaste e coeficiente de atrito. Apesar da distribuição das partículas de Sn na matriz de Alumínio atuar como sólido lubrificante e reduzir tanto o desgate no alumínio do mancal como o atrito, sendo também necessidade reforçar a matriz rica em Al. Para tanto, busca-se adicionar terceiros elementos, Mg e Zn, que possa melhorar as propriedades mecânicas, e tribológicas, quanto a resistência à corrosão e ser benéfica essa inserção desses elelementos em aplicações em componentes da indústria quando for relevante a razão entre resitência mecânica e peso em ligas. Na literatura, estudos sobre os parâmetros térmicos e microestruturais são escassos para as ligas dos sistemas ternários Al-Sn-(Mg-Zn), sendo de fundamental importância para a pré-programação das propriedades finais de componentes obtidos por fundição. Este estudo possui como objetivo contribuir no entendimento das modificações na liga Al-Sn causadas pela adição da composição, 2%Mg e 2%Zn, na evolução microestrutural. As ligas estudadas Al-1%Sn-2%Mg e Al-1%Sn-2%Zn foram submetidas ao processo de solidificação unidirecional vertical descendente, sob regime transitório de fluxo de calor, que representam a realidade industrial. Foram desenvolvidas abordagens experimentais para determinar de forma quantitativa os efeitos dos elementos de liga sobre as variáveis térmicas de solidificação, tais como velocidade da isoterma líquidus (VL), taxa de resfriamento (TR) e gradriente térmico (GL), tomando como referência a distância da interface câmera de refrigeração/metal para cada posição alocada aos termopares ao longo dos lingotes metálicos solidificados. Foram propostos correlações experimentais entre os parâmetros microestruturais - espaçamentos interfásicos (λG), diâmetro das partículas (DG), espaçamento dendrítico secundário (λ2) e as variáveis térmicas, do tipo potência (DG,λG,λ2)=Constante(VL,TR,GL) n . Para os resultados obtidos notam-se menores valores de DG, λG, e λ2 para as posições mais próximas à base refrigerada, aumentando de forma progressiva à medida que ocorre o afastamento da interface câmera de refrigeração/metal, isto é, para maiores valores de VL, TR e GL resultam em estruturas com partículas de menor diâmetro e com menores espaçamentos interfásicos e secundários entre elas.
RENATA PORTELA DE ABREU ANÁLISE TERMOECONÔMICA E DE EMISSÕES DE GASES DE EFEITO ESTUFA DO SISTEMA DE ÁGUA GELADA DE UM SHOPPING CENTER Data: 24/02/2021 Hora: 14:00 Mostrar Resumo A demanda por refrigeração para conforto térmico está aumentando mais rápido que qualquer outro tipo de demanda, e preocupa o fato de que esta poderá mais do que triplicar até 2050. À vista disto, se não forem estudadas alternativas sustentáveis pelo setor de refrigeração, as emissões de gases de efeito estufa deverão disparar. Assim, a crescente conscientização mundial sobre a redução dos impactos ambientais de sistemas térmicos está levando ao aumento da demanda por equipamentos mais eficientes e ambientalmente amigáveis. Neste contexto, a Termoeconomia desempenha um papel importante, já que torna possível investigar como a energia e os recursos se degradam, como minimizar o consumo energético e evitar a degradação ambiental por meio da redução de resíduos. Esta disciplina tem sido combinada com a Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) para proporcionar informações cruciais sobre formação de impactos ambientais em sistemas produtivos. Desta forma, este trabalho aplica o método UFS e a ACV para uma análise termoeconômica e de emissões de gases de efeito estufa, de um sistema de água gelada destinado à climatização de um shopping center. Inicialmente o objeto de estudo foi descrito, por meio de visitas de coletas de dados em suas instalações. Em seguida, uma análise termodinâmica foi realizada, para avaliar o comportamento do sistema e validar os dados coletados. A análise termoeconômica teve início com a determinação dos fluxos internos, definição de insumos e produtos e descrição da estrutura produtiva. Em seguida, os custos exergéticos e monetários foram determinados. Também foi possível obter os balanços de custos ambientais, avaliados em emissões de gases de efeito estufa. Para isso, foi necessário determinar as emissões totais ao longo do ciclo de vida dos componentes, por meio de uma ACV. Os resultados foram avaliados e confrontados com dados obtidos na literatura. Consistência foi verificada na análise termoeconômica, uma vez que seus resultados condizem com a Segunda Lei da Termodinâmica. Os trocadores de calor (condensador, evaporador e torre de resfriamento), apresentaram comportamento termoeconômico eficiente. Além disso, considerações interessantes foram possíveis a respeito do compressor e do dispositivo de expansão. E então, observou-se um custo monetário total de R$ 0,9072, e ambiental de 0,8113 kg CO2-eq, para cada MJ de energia térmica retirada da água que é armazenada no tanque. Por fim, destaca-se a importância de se desenvolver análises integradas e abrangentes, por meio das quais é possível se obter um panorama amplo acerca do sistema em análise.
ELAINE CRISTINA HENRIQUE DO NASCIMENTO INFLUÊNCIA DO Si E QUASICRISTAL (Al-25,5Cu-12 Fe) NA MICROESTRUTURA DE LIGAS DE ALUMINIO RECICLADO SOLIDIFICADOS SOB PRESSÃO Data: 24/02/2021 Hora: 08:00 Mostrar Resumo Com o desenvolvimento de novas ligas multicomponentes visando melhorias nas propriedades mecânicas, o uso de alumínio reciclado para produzir novas ligas vai se tornando uma nova alternativa para o mercado industrial, além de contribuir para o reaproveitamento desses materiais são de baixo custo. Para o melhoramento das propriedades mecânicas se faz necessário entender o comportamento microestrutural das ligas. Diante disto, este trabalho buscou compreender os efeitos da adição do Si e de um material quasicristalino (Al-25,5Cu-12Fe) na variação microestrutural do alumínio reciclado, bem como seus efeitos na velocidade da isoterma liquidus (VL) e na taxa de resfriamento (TR) solidificado sob pressão. Foram produzidas ligas de Aluminio reciclados (AlRec) com varrições de 5% Si e 5%Quasicristal, em molde cilíndrico sob pressão de 100Mpa com tempo de prensagem de 10 segundos. Observou-se que com a adição dos elementos (Si e Quasicristal) promoveu um aumento nos valores dos parâmetros térmicos (VL, Tr) comparado com a liga de Al reciclado. Identificaram-se diferenças das microestruturas das ligas: a liga de Al reciclado apresentou uma morfologia celular, entretanto para as ligas Alrec-5%Si e Alrec-5%Quasicristal a microestrutura predominantemente foi a dendrítica ao longo de todo lingote. Além disso, na liga Alrec-5%Quasicristal notou-se a presença de intermetálicos predominantemente na região central do lingote.
VICTOR HUGO LOBO CORREIA SÍNTESE E OTIMIZAÇÃO DE UM SISTEMA DE POLIGERAÇÃO PARA UMA INDÚSTRIA DE LATICÍNIOS Data: 23/02/2021 Hora: 14:00 Mostrar Resumo O segmento de alimentos e bebidas apresenta o maior consumo energético no setor industrial brasileiro. Dentro deste setor, pode-se destacar a indústria de laticínios, que representa uma atividade de grande importância para a economia nacional e possui uma alta demanda energética. Em vista disso, o presente trabalho tem o objetivo de realizar a síntese e otimização de um sistema de poligeração para uma indústria de laticínios localizada em João Pessoa/PB a fim de melhorar a eficiência energética e os indicadores econômicos da mesma. Inicialmente, para cada utilidade foram determinados os perfis de demanda mensal, diária e hora a hora ao longo de um ano representativo. As demandas energéticas da indústria são eletricidade, vapor, água gelada e água quente. Com base nas demandas, uma superestrutura foi construída para representar todas as alternativas possíveis para o fornecimento de energia, utilizando equipamentos comercialmente disponíveis e fontes energéticas disponíveis localmente. Para a otimização, foi utilizado um modelo de programação linear inteira mista com a função objetivo de minimizar o custo anual total do sistema de poligeração. O modelo de otimização determinou a combinação ótima de equipamentos, conexões e fontes energéticas dentro da superestrutura. Também foram realizadas análises de sensibilidade para avaliar o comportamento do sistema em relação a variações nas demandas energéticas, custo dos combustíveis e no fator de recuperação do capital. O sistema ótimo apresentou uma redução de 25,38% no custo anual quando comparado com o sistema tradicional. Essa redução ocorreu devido à combinação de geradores (a gás natural e diesel) com a compra de eletricidade da concessionária local para atender a demanda de eletricidade e refrigeração. Por meio das análises de sensibilidade, foi possível verificar que o sistema ótimo apresentou um bom desempenho diante das variações no preço dos combustíveis, mantendo sua configuração original na maioria dos cenários.
LIGIA DA COSTA GARCIA ANÁLISE DAS EMISSÕES DE GASES DE EFEITO ESTUFA DE UM SISTEMA SOLAR DE CLIMATIZAÇÃO POR ABSORÇÃO EM UM EDIFÍCIO UNIVERSITÁRIO Data: 10/02/2021 Hora: 14:00 Mostrar Resumo A sustentabilidade ambiental transformou-se em uma luta necessária e imperiosa, gerando demandas por estudos que forneçam uma visão das consequências geradas pela ação antrópica. Soma-se a isso, a primazia por fontes confiáveis para a tomada de decisões por alternativas que mitiguem os danos à natureza. Este trabalho desenvolve uma análise ambiental comparativa aplicando a metodologia da Avaliação do Ciclo de Vida - ACV. De modo que, as emissões de gases de efeito estufa são quantificadas para dois sistemas de climatização situados na Escola de Ciências e Tecnologia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Os objetos em análise são um sistema de climatização convencional por compressão de vapor e outro por absorção com uso de energia solar. Em uma abordagem do berço ao túmulo, os projetos possuem potência de 1.735 kW. Foram contabilizados os equipamentos e materiais utilizados na instalação, manutenção, transporte e descarte. Também se contabilizou a energia elétrica necessária para o funcionamento de ambos os sistemas. Como resultado da ACV, obteve-se 267.128 kg CO2-eq/ano para o sistema de climatização por compressão de vapor e 67.043,19 kg CO2-eq/ano para o sistema de climatização por absorção com aporte solar. Com isso, houve aproximadamente 75 % menos emissões totais do sistema por absorção sugerido. A diferença mais significativa foi em relação a etapa da operação, o que ratifica a necessidade de se utilizar energias que gerem menos emissões, como por exemplo, aquelas oriundas de painéis solares. A metodologia da ACV mostrou-se capaz de nortear diversas decisões importantes acerca dos sistemas em estudo comprovando o ganho ambiental na escolha pelo sistema de climatização por absorção solar.

2020
Descrição
ENRIQUE DOUGLAS CASADO DA SILVA EFICIENTIZAÇÃO ENERGÉTICA PARA UM SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUACOM LIMITAÇÃO DE DADOS Data: 29/12/2020 Hora: 15:00 Mostrar Resumo Os sistemas de abastecimento de água têm um impacto ambiental e energético significativo, devido à grande quantidade de energia consumida para o bombeamento e às elevadas perdas de água. A operação segura e eficiente desses sistemas é crucial, pois em termos de qualidade e quantidade os recursos são escassos e, paralelamente, o custo da energia para transpor as águas até os consumidores finais é bastante elevado. Este trabalho tem como objetivo analisar indicadores operacionais e hidroenergéticos de uma estação elevatória de um sistema de abastecimento urbano de água, buscando a eficiência energética do sistema, levando-se em consideração a limitada disponibilidade de dados do sistema. Como estudo de caso, o trabalho foi aplicado em parte do sistema de abastecimento de água da cidade de Guarabira, PB, com limitações de dados operacionais. Através de dados armazenados no sistema supervisório SCADA, pela companhia de água e esgoto do estado da Paraíba CAGEPA -, foi possível desenvolver um modelo hidráulico da estação elevatória no software EPANET, possibilitando, dessa forma, as análises de eficiência energética em diferentes cenários dinâmicos de operação. Os resultados alcançados demostraram que investir no aumento do rendimento do conjunto motobomba estudado é bastante atrativo, podendo resultar numa economia de mais de 50% no custo com a energia elétrica consumida no bombeamento. Não obstante, a manobra de paralisação da bomba no horário de ponta mostrou-se inviável para as configurações atuais do sistema.
ROBSON CÉSAR ALVES DE AQUINO MICROESTRUTURA E RESISTÊNCIA A CORROSÃO DE LIGAS Cu-Al-Ni COM ADIÇÃO DE SILÍCIO PASSÍVEIS DO EFEITO MEMÓRIA DE FORMA Data: 17/12/2020 Hora: 09:00 Mostrar Resumo Neste trabalho foi investigado o efeito da adição de 1.5% (peso) silício na microestrutura e na resistência a corrosão de ligas CuAlNi passíveis do efeito memória de forma. Também foram analisados a influência do tempo de tratamento de homogeneização na microestrutura final após temperara em água gelada. As análises microestruturais foram realizadas através de microscopia eletrônica de varredura, microscopia ótica e difratômetria de raios-x. A resistência à corrosão foi estudada nos meios de água do mar natural e solução de NaCl 3% (pH = 8.0), ambos na temperatura ambiente de 25oC, através de medidas eletroquímicas e medidas de perfilometria. Os resultados mostram que adição de silício tem um efeito bastante pronunciado no sentido de baixar as temperaturas de transformação da fase martensíticas. Esta redução é da ordem de 100oC. Ou seja, uma liga que é originalmente martensíticas a temperatura ambiente, com a adição de 1.5% de silício torna a liga totalmente austenítica. A resistência a corrosão também é substancialmente melhorada com a adição de silício.
RAFAELA RAMOS BARBOSA ANÁLISE ECONÔMICA E AMBIENTAL DE UM SISTEMA INDUSTRIAL DE AQUECIMENTO SOLAR DE ÁGUA Data: 14/12/2020 Hora: 14:00 Mostrar Resumo O Brasil é um país privilegiado quando se trata do potencial de exploração de energias renováveis, com destaque para o potencial solar da região nordeste. Porém, ainda é pequena a expressividade da energia solar na matriz energética brasileira. Uma das formas mais disseminadas da energia solar é a sua utilização para aquecimento de água doméstica a partir do uso de coletores solares planos. Existe clara necessidade de diversificação da matriz energética nacional, da racionalização do uso da eletricidade, e da busca de eficiência energéticas nos vários setores de atividade. Reconhecendo o alto consumo energético do setor industrial para geração de calor de processo, o objetivo desta dissertação é desenvolver análises econômicas e ambientais para um sistema de aquecimento solar proposto para uma indústria têxtil localizada em João Pessoa, Paraíba. A análise econômica utiliza os parâmetros de tempo do retorno do investimento, taxa interna de retorno e valor presente líquido. A análise ambiental utiliza a metodologia da Avaliação de Ciclo de Vida para quantificar os potenciais impactos ambientais associados ao sistema de aquecimento solar, e verificará o potencial de mitigação de mudanças climáticas em comparação a um sistema tradicional. A análise econômica verifica que o sistema de aquecimento solar de água é viável e apresenta taxa de lucratividade de 29,46, o que o torna um investimento atrativo. A análise ambiental confirma a sustentabilidade associada a exploração da energia solar térmica, pois a não utilização de combustíveis fosseis contribui significativamente para isso. A realização de análises diferentes, sob perspectivas diferentes e considerando-se aspectos diferentes, proporciona uma visão global do sistema de aquecimento solar proposto, reafirmando o interesse de sua instalação e seus benefícios associados.
ESTANISLAU ANANIAS DE BRITO NETO EFEITO DA CICLAGEM TÉRMICA NA RESISTÊNCIA À CORROSÃO EM LIGAS Cu-Al-Be-Cr Orientador : RODINEI MEDEIROS GOMES Data: 11/12/2020 Hora: 08:00 Mostrar Resumo Neste trabalho foram estudados os efeitos da ciclagem térmica de longos ciclos na histerese térmica, nas temperaturas de transformação de fase e na microestrutura de uma liga de policristalina Cu-13.82Al-0.51Be-0.28Cr (% em peso) com memória de forma. As amostras foram submetidas a até 1000 ciclos usando um equipamento de ciclagem térmica com dois banhos, sendo um mantido a -40oC e outro a +50oC. Calorimetria diferencial de varredura (DSC) e difratômetria de raios-X foram usados para determinar as temperaturas de transformação e as fases que estão presentes após diferentes ciclos térmicos. Os resultados mostram que a ciclagem térmica tem impacto bastante moderado nas temperaturas transformação (As, Af, Ms e Mf) da liga. Acima de 100 ciclos, a temperatura Ms se desloca levemente para mais altos, de aproximadamente ΔT=5oC, permanece nesta variação de 5oC ate 1000 ciclos. A temperatura de final de transformação Af também sofre uma variação de ~ ΔT=5oC. Istgo indica que a martensita tem uma leve tendencia a estabilização. Porém estes valores são muito baixos quando comparados com outras ligas tipo CuAlZn e CuAlNi. Os resultados de raios-X mostram que a fase martensítica é do tipo monoclínica tipo 18R. Por outro lado, a resistência a corrosão diminui com aumento do número de ciclos. Isto se deve ao fato da presença da fase martensita. A alta energia de interfase austenita-martensita provavelmente atua como sites preferencial de corrosão.
JOAO PAULO DE LACERDA ALBUQUERQUE ANÁLISE PARAMÉTRICA DA CONVECÇÃO FORÇADA LAMINAR DE FLUIDOS PARTICIPANTES COM CONDIÇÕES DE CONTORNO NÃO-AXISSIMÉTRICAS Orientador : CARLOS ANTONIO CABRAL DOS SANTOS Data: 30/10/2020 Hora: 10:00 Mostrar Resumo Fluidos participantes desempenham um importante papel nos estudos de transferência simultânea de calor por radiação, convecção e/ou condução; suas aplicações na engenharia são extremamente amplas e relevantes, como por exemplo em fornalhas, linhas de transporte de gases oriundos de turbinas à gás e trocadores de calor que operam em altas temperaturas, câmaras de combustão, geradores de vapor, geração de potência, coletores solares, etc. Na literatura especializada é um fato bem conhecido que a transferência de calor considerando o acoplamento da radiação térmica e da convecção forçada é um problema bastante complexo e de difícil resolução. O presente trabalho visa analisar a transferência de calor não-axissimétrica no escoamento de um fluido participante no interior de um canal de placas planas paralelas, hidrodinamicamente desenvolvido e termicamente em desenvolvimento. Na modelagem matemática do problema físico são impostas condições de assimetria ao campo térmico, sendo o campo de velocidade considerado simétrico em relação ao eixo central do canal e avaliados escoamentos do tipo Poiseuille (parabólico) e uniforme (tipo pistão). Nesta dissertação utiliza-se um método híbrido, analítico-numérico, denominado Técnica de Transformação Integral Generalizada (GITT) para resolver simultaneamente as equações governantes do fenômeno de transporte, a saber: a equação da energia e a equação da transferência radiativa. Os resultados, apresentados na forma de tabelas e gráficos, permitem analisar a influência que os parâmetros condução-radiação, espessura óptica e emissividades da superfície de contorno exercem no campo de temperatura e nos números de Nusselt Convectivo, Radiativo e Total. Investiga-se a significância da radiação térmica e o comportamento do processo convectivo com e sem a inclusão da radiação. Em limites assintóticos, os resultados obtidos foram confrontados com existentes na literatura aberta de forma a validar o modelo apresentado.
KAMILLA HENRIQUE MENDONCA OTIMIZAÇÃO DO CONSUMO ENERGÉTICO DE UM SISTEMA AUTOMATIZADO DE IRRIGAÇÃO PRESSURIZADO UTILIZANDO CONTROLE FUZZY Data: 14/10/2020 Hora: 16:00 Mostrar Resumo No setor da agricultura irrigada, para o aumento da produtividade e da rentabilidade faz-se necessário o aumento da eficiência no uso da água e da energia elétrica. Com isso, o uso de processos operacionais que maximizam a produtividade no setor, reduzindo o consumo de água e energia elétrica, vem ganhando cada vez mais espaço. Essa tese propôs o desenvolvimento de um sistema de controle inteligente com base na Lógica Fuzzy, para controlar a pressão e a vazão nas entradas das parcelas de um sistema coletivo de irrigação pressurizada. Os testes desenvolvidos para validação da proposta foram aplicados em uma bancada experimental que emula um sistema automatizado de distribuição de água (SADA), instalado no Laboratório de Eficiência Energética e Hidráulica em Saneamento da Universidade Federal da Paraíba (LENHS/UFPB). O controle da pressão foi feito pela variação da frequência do conjunto motobomba, enquanto a vazão foi controlada a partir da variação da abertura das válvulas de controle a montante da entrada de cada uma das parcelas. Com a aplicação da metodologia prop osta, o sistema de bombeamento registrou uma redução de até 27% em sua frequência de operação. A partir da redução da lâmina bruta de irrigação, o sistema apresentou uma redução de até 34% no consumo de água. Por fim, através da análise energética realizada, após a aplicação do controlador, o sistema foi capaz de reduzir em até 52%, o consumo de energia elétrica. Os resultados encontrados validam o uso do controlador em diferentes cenários de irrigação, mostrando que a rede foi capaz de controlar as vazões e pressões de projeto com diferentes set points.
HIGO BRAGA DA SILVA RASTREIO DA ÁGUA DA REDE DE ABASTECIMENTO DA CIDADE DE GUARABIRA-PB Data: 30/07/2020 Hora: 15:00 Mostrar Resumo O presente trabalho tem por objetivo realizar o rastreio da água distribuída em uma rede de distribuição abastecida por quatro fontes mediante o modelo EPANET de simulação hidráulica. O estudo de caso compreende o sistema de abastecimento de água da cidade de Guarabira PB.Após a execução da modelagem hidráulica em EPANET foi possível utilizar a ferramenta de rastreio tracerpara identificação dos percentuais de água originados em cada reservatório para cada nó na rede nos horários de máxima e mínima demanda.Com os resultados gerados,a partir das tabelas extraídas do programa EPANET, foi possível traçar um novo mapa de influência dos reservatórios na rede de distribuição de água da cidade de Guarabira para estes horários. Coma definição dos setores, dentre outros benefícios, será possível à empresa concessionária de água do município aprimorar este modelo e utilizá-lo quando houver necessidade de intervenção em qualquer parte da rede.Os resultados conclusivos deste trabalho demonstraram, através da ferramenta computacional empregada, o que os operadores do sistema de abastecimento da cidade de Guarabira já observavam na prática. Ficaram comprovadas as influências de cada reservatório no abastecimento dos principais nós da rede de abastecimento.
HUGO AUGUSTO MARINHO MOREIRA CONTROLE NEURO-FUZZY PARA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA COM DEMANDA VARIÁVEL Data: 22/07/2020 Hora: 15:00 Mostrar Resumo Este trabalho tem como objetivo aplicar a técnica Neuro-Fuzzy para o controle da pressão de um sistema de bombeamento de água com demanda variável.O controle atua na variação de velocidade do conjunto motobomba(CMB)e tem como principal objetivo elevar a eficiência energética do sistema. O controlador é testado em um sistema experimental de abastecimento de água instalado no Laboratório de Eficiência Energética e Hidráulica em Saneamento da Universidade Federal da Paraíba (LENHS/UFPB). O controlador é analisado com relação à performance (regime permanente,transiente e à distúrbios) e à economia de energia. Para tanto,a curva de demanda horária de água é implementada e indicadores hidroenergéticos (rendimento do CMBe o coeficiente de consumo específico de energia) são utilizados para mensurar o ganho de eficiência energética. Para validar o seu desempenho, o controlador projetado é comparado a outros dois controladores, sendo um Neural (redes neurais artificiais) e um Fuzzy.Como forma de analisar e interpretar as condições de operação é realizada,também,a modelagem computacional multivariável não-linear via técnicas de inteligência artificial.Os modelos desenvolvidos contemplam como variáveis de saída o rendimento do CMB, a pressão e a vazão do sistema.Os resultados mostram um ganho energético significativo do sistema de bombeamento, indicado pelos indicadores hidroenergéticos. As pressões foram mantidas próximas aos set-points,com baixo transiente hidráulico(ts<7 segundos) e sem overshoot;além da ótima estabilidade (erro<8%)em situações severas de variação de demanda. Conclui-se que a técnica Neuro-Fuzzy garantiu resultados superiores aos demais controladores analisados.
JOSÉ RIBEIRO FARIAS NETO CARACTERIZAÇÃO E TENDÊNCIAS CLIMÁTICAS DA CIDADE DE PATOS (PARAÍBA) E CONSEQUÊNCIAS PARA A ENERGIA FOTOVOLTAICA Data: 08/07/2020 Hora: 10:00 Mostrar Resumo Entre as principais fontes renováveis, a energia fotovoltaica tem alcançado cada vez mais posição de destaque no Brasil, devido ao alto potencial solar do país, especialmente na região Nordeste. A produção energética por meio de fontes de energias renováveis é vulnerável às mudanças climáticas, porém os impactos dessas mudanças não possuem um comportamento padrão. Neste contexto, o presente estudo buscou identificar alterações na produção fotovoltaica na cidade de Patos-PB. Por meio dos testes estatísticos não- paramétricos de Mann-Kendall e Sen obteve-se informação sobre as tendências nos parâmetros climáticos e na produção elétrica fotovoltaica durante o período de estudo. A temperatura média apresentou tendências de aumento significativo em maio e junho (p<0,10). Já a nebulosidade apresentou uma tendência significativa de diminuição em março e setembro (p<0,05). As séries de dados disponíveis de radiação solar foram curtas e insuficientes para obtenção de tendências significativas. Os registros desse elemento climático em Patos só iniciaram a partir da instalação da estação automática do INMET, em 2007. Na comparação entre os primeiros 10 anos (1975-1984) e os últimos 10 anos (2005-2014) da série, houve uma redução de 0,2059% na produção de energia elétrica. Os meses mais desfavoráveis para a produção foram junho e julho, e os mais promissores outubro e novembro. Conclui-se que estudos de tendências climáticas estabelecem parâmetros importantes que podem evidenciar alterações regionais e seus impactos nos sistemas energéticos de origem renovável.
PEDRO GRANVILLE GONCALVES ANÁLISE DO CAMPO DE TEMPERATURA PARA CARACTERIZAÇÃO EXPERIMENTAL DA CONCENTRAÇÃO DA MISTURA ÁGUA-ÁLCOOL Orientador : FRANCISCO ANTONIO BELO Data: 30/06/2020 Hora: 09:00 Mostrar Resumo A caracterização de misturas contendo água e um soluto anfifílico e/ou hidrofóbico tem sido amplamente estudada nos últimos anos. As aplicações deste estudo desempenham um papel importante em muitas aplicações biológicas, químicas e de engenharia. Este trabalho tem como proposta a determinação da concentração água-álcool utilizando um campo de temperatura periódico. Para isto, foi construído um dispositivo experimental com princípio de funcionamento no método de Angstrom, o qual faz uso de um fluxo de calor periódico de uma fonte controlada, gerando assim, um campo de temperatura periódico na amostra de teste. Termopares foram instalados na amostra e num ponto de referência para captar o sinal de temperatura gerado pelo fluxo de calor periódico. A amplitude e a fase destes sinais serão obtidas por meio de um sistema de aquisição de dados. O termopar posicionado na parede do tubo foi adotado como referência em relação ao sinal térmico adquirido pelo termopar da amostra. Foram realizadas simulações computacionais com base no modelo matemático teórico, considerando a condução de calor unidimensional para obter a resposta periódica da temperatura medida no centro do tubo cilíndrico. A Técnica da Transformada Integral Generalizada foi utilizada para resolver o problema de difusão de calor e determinar o campo de temperatura, gerando resultados de teóricos. As amostras utilizadas neste trabalho foram preparadas com frações volumétricas de 0,3, 4,2, 8,2, 12,1, 16,2 e 19,7 % de álcool etílico misturadas com água destilada. O modelo teórico desenvolvido foi utilizado como referência para construção do dispositivo experimental. Os resultados obtidos mostram a viabilidade do sistema proposto.
GENILTON DE FRANCA BARROS FILHO OBTENÇÃO DE MEDIDAS DE VALVAS MITRAIS A PARTIR DE ECOCARDIOGRAMA UTILIZANDO PROCESSAMENTO DE IMAGENS Data: 29/06/2020 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Os átrios e os ventrículos do coração humano são separados por meio de valvas atrioventriculares. Elas são importantes para o controle do fluxo sanguíneo. Logo, a detecção de valvopatias (doenças relacionadas as valvas) é de fundamental importância para a saúde humana. Atualmente, o médico a partir do vídeo obtido no exame de ecocardiograma, executa um congelamento da imagem e mede de forma manual a área da valva mitral e então finaliza o diagnóstico. Esse procedimento leva tempo e pode conter alguns valores de áreas que não são os reais, pois o vídeo pode ser congelado em um momento não adequado. Assim, este trabalho tem como objetivo a detecção da área de máxima abertura das valvas mitrais, de maneira automatizada, por meio de processamento digital de imagens, que consiste, de maneira resumida, no processamento de sinais no formato de matrizes. Esse valor é de grande importância para a identificação da presença ou não de estenose (incapacidade da valva de se abrir completamente devido a um processo de alteração histológica que a faz perder elasticidade e altera a sua forma). Portanto, a partir dos vídeos advindos de exames de ecocardiograma transesofágico 3D (ETE 3D), foi possível desenvolver uma interface gráfica, em linguagem Python, capaz de carregar o arquivo, realizar o processamento digital, fornecer o valor da área de máxima abertura valvar e estabelecer o seguinte diagnóstico: HÁ ESTENOSE ou NÃO HÁ ESTENOSE. Comparou-se os valores obtidos manualmente, por cardiologistas, e os valores do sistema criado e concluiu-se que o sistema obteve êxito, quanto a sua proposta. Além disso, testou-se a aplicação da impressão 3D a partir de exames de ETE 3D. Constatou-se que é possível obter protótipos de valvas mitrais a partir deste exame, mantendo suas características anatômicas e imprimindo no seu tamanho real. Palavras-Chave: Ecocardiograma; valva mitral; processamento digital de imagens; estenose; impressão 3D.
ANDRÉ FILIPE MENDES ALVES ANÁLISE DE DESEMPENHO, EXERGOECONÔMICA E EXERGOAMBIENTAL DE UM SISTEMA DE TRIGERAÇÃO USANDO GÁS NATURAL E BIOGÁS DO ATERRO SANITÁRIO DE JOÃO PESSOA PB Data: 26/06/2020 Hora: 14:00 Mostrar Resumo O principal sistema gerador de energia elétrica do Brasil as hidrelétricas sofrem com a irregularidade das precipitações nas principais bacias dos rios geradores do país. Tal cenário força o uso de termelétricas a óleo pesado para suprir a demanda defasada de energia, o que eleva o custo de produção da energia elétrica e aumenta a poluição ambiental. Dessa forma, torna-se imprescindível para o Brasil diversificar seus recursos energéticos e, ao mesmo tempo, desenvolver novas tecnologias de geração não-poluentes. O biogás oriundo de aterros sanitários surge como uma possível fonte de energia para o Brasil devido ao seu potencial energético e por atender, também, aos apelos ecológicos ambientais. A forma mais econômica de usar o biogás na geração de energia elétrica é através de grupos geradores do ciclo Otto que são sistemas compostos por um motor de combustão interna, do ciclo Otto, acoplado um gerador elétrico. Além da produção de energia elétrica, os grupos geradores liberam grandes quantidades de calor através dos gases de escape do motor, as quais, por meio de um sistema de trigeração, podem ser recuperadas para gerar frio e calor. Este trabalho tem por objetivo comparar a estimativa teórica e experimental da capacidade de produção de um sistema de trigeração a biogás oriundo do aterro sanitário de João Pessoa e realizar uma análise exergoeconômica e exergoambiental do mesmo sistema. Para predizer a produção de biogás pelo aterro estudado usou-se o software LandGem 3.02. A simulação mostrou que a produção máxima de biogás e metano pelo aterro sanitário de João Pessoa acontecerá no ano de 2029, quando será atingido a geração de 84,25 milhões de m3 e 42 milhões de m3, respectivamente. As projeções variaram entre 9,94 e 7,46 MW/h para produção de eletricidade, 7,27 e 5,45 MW/h para produção de frio e 7,79 e 5,45 MW/h para produção de calor, ao considerar 60 e 80% como eficiências de coletas do biogás, 26,11% como rendimento térmico do grupo gerador, 19,10% para eficiência do recuperador de calor do refrigerador por absorção e 20,45% como eficiência do recuperador de calor da usina de biodiesel.
PRISCILLA PERUSSOLO CUNICO CONRADO IDENTIFICAÇÃO DO COMPORTAMENTO TIPICO DO ESCOAMENTO EM GOLFADAS PARA RECONHECIMENTO DESSE PADRÃO EM RISERS DE EXTRAÇÃO DE PETRÓLEO Data: 05/06/2020 Hora: 14:00 Mostrar Resumo extração de petróleo está ocorrendo em ambientes progressivamente inóspitos, o que caracteriza um desafio de engenharia em várias frentes. Um desses desafios é a estabilização do escoamento em risers marinhos, tanto para minimização de riscos como também para o aumento da produtividade. O efeito das golfadas em particular, geradas pelo escoamento multifásico nos risers, em determinadas situações é potencialmente problemático. Isso se dá devido ao fato dele representar uma variação na taxa de vazão e na pressão em seu regime usual. Quando o regime de escoamento assume o padrão de golfadas extremas, qualifica um risco de hold ups impedindo a passagem do liquido. O escoamento de extração de petróleo pode ser definido genericamente como um escoamento multifásico liquido/gás e o padrão de golfadas é distinguido pela sua qualidade intermitente de bolhas de Taylor (fase gasosa) seguidas por uma fase liquida. Esse trabalho busca definir o comportamento típico do escoamento em golfadas dentro de toda a sua extensão de ocorrência obtida por análise numérica Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) para, utilizando técnica de inteligência artificial do tipo Rede Neural (RNA), desenvolver o reconhecimento do padrão de golfadas com os equipamentos já típicos de uma operação de extração de petróleo. Considera-se que o primeiro passo para o controle efetivo de um escoamento é a capacidade de diagnostica-lo com acurácia.
YURI LAIO TEIXEIRA VERAS SILVA CLUSTERIZAÇÃO AUTOMÁTICA EM SELEÇÃO DE MATERIAIS E PROCESSOS DE FABRICAÇÃO UTILIZANDO PSO-PARTICLE SWARM OPTIMIZATION Data: 27/05/2020 Hora: 09:00 Mostrar Resumo O volume de informações a serem coletadas e tratadas nos dias atuais é maior que a capacidade humana. A quantidade enorme de dados é uma realidade nas diversas áreas das ciências, nas engenharias, setores industriais, tanto de manufatura, como de prestação de serviços. A dinâmica de aumento exponencial na quantidade de informação necessitando serem tratadas motivou a implementação de abordagens e ferramentas computacionais ao longo das últimas décadas, objetivando desenvolver a capacidade de tratar dados de forma automática e eficiente nas organizações. Neste sentido, o campo da ciência de mineração de dados aborda métodos e algoritmos de diferentes áreas das ciências, como pesquisa operacional, metaheurísticas e inteligência artificial. O campo das ciências e engenharia dos materiais, os materiais compósitos, tais como os concretos, possuem diversas características que podem ser levadas em consideração em um método de clusterização, de modo a tornar possível a obtenção dos melhores agrupamentos possíveis por conjunto de características, conforme as métricas de desempenho estipuladas. Tais resultados podem trazer inúmeros benefícios e aplicações em decisões industriais, principalmente relacionadas aos processos produtivos e problemas de seleção de matérias-primas, podendo melhorar significativa o desempenho operacional, reduzir custos de produção ou até mesmo impactos ambientais causados, conforme os objetivos da organização. Neste sentido, o presente estudo objetiva desenvolver uma abordagem de otimização de clusterização automática que permita a determinação de misturas ótimas de componentes e seus respectivos atributos, de modo que atenderem a múltiplos critérios de otimização. Nesse trabalho, os critérios estudados são as composições químicas e minerológicas de rochas utilizadas como agregados para concreto na região Nordeste do Brasil. Para tanto, desenvolveu-se uma metaheurística híbrida evolucionária visando realizar um agrupamento ótimo de dados relacionados as composições químicas e minerológicas de tais materiais, objetivando otimizar o agrupamento conforme as propriedades/características escolhidas, considerando ainda as restrições e os objetivos envolvidos na problemática. Em paralelo, o trabalho objetiva também, em posse dos resultados alcançados, avaliar e otimizar as configurações de atributos que possibilitaram uma clusterização mais eficiente em sua solução ótima. O método de otimização proposto foi executado nos conjuntos de instâncias de dados, e os resultados obtidos demonstraram alta qualidade e eficiência de clusterização dos dados, bem como possibilitaram análises sistêmicas e analíticas acerca dos materiais coletados sob o ponto de vista econômico e operacional na tomada de decisão industrial.
ITHYARA DHEYLLE MACHADO DE MEDEIROS OBTENÇÃO DE FILMES ABSORVEDORES SOLARES A BASE DE CROMO: CARACTERIZAÇÃO ÓPTICA E MORFOLÓGICA Data: 20/05/2020 Hora: 09:00 Mostrar Resumo A energia solar é a fonte de energia mais promissora, devido à sua grande disponibilidade e funcionalidade em aplicações de energia térmica. No entanto, os pesquisadores ainda enfrentam desafios tecnológicos e econômicos, uma vez que em muitos sistemas, a energia ainda tem baixa eficiência e alto custo. O desenvolvimento de novas tecnologias de energia solar é considerado uma das muitas soluções-chave para atender a uma crescente demanda mundial por energia. No entanto, o rápido crescimento no campo da energia solar enfrenta várias barreiras técnicas. Dessa forma, o desenvolvimento de novos materiais e tecnologias para aumentar a eficiência dos coletores solares térmicos é um desafio e uma necessidade. Diante do exposto, o presente estudo procurou produzir filmes absorvedores solares a base de cromo por meio da variação de quatro parâmetros de eletrodeposição (composição química, tensão entre os terminais, distância de trabalho ânodo-cátodo e tempo de permanência no banho). Após sua fabricação, os revestimentos foram recobertos por uma camada antirreflexiva (AR) a base de cinza residual da cana-de-açúcar. Os revestimentos sem e com a camada AR foram caracterizados opticamente nas faixas ultravioleta, visível e infravermelho próximo, sendo também realizada a avaliação morfológica por perfilometria óptica. Por fim, o trabalho procurou desenvolver um novo tipo de filme absorvedor em multicamadas, composto por cromo e silício através da técnica de pulverização catódica, as quais tiveram seu nível de absorção avaliados. Os resultados mostraram que os revestimentos produzidos apresentaram médias de absorção elevadas (a nível comercial). Além disso, a cobertura AR ampliou a eficiência dos revestimentos, principalmente naqueles depositados sobre substrato de cobre. Por meio da análise estatística foi determinado que a composição do banho e a tensão entre os terminais foram os dois parâmetros mais significativos para a obtenção de filmes com elevados níveis de absorção através da técnica de eletrodeposição. Destaca-se também que o controle da morfologia dos filmes interfere na absorção do mesmo.
JOSÉ MOREIRA DA SILVA JÚNIOR VARIABILIDADE CLIMÁTICA E PRODUÇÃO DE ÁGUA QUENTE POR UM COLETOR SOLAR EM JOÃO PESSOA - PB Data: 07/05/2020 Hora: 10:00 Mostrar Resumo A atividade humana já é entendida como fator que influencia o sistema terrestre como um todo, provocando alterações na atmosfera e oceanos, que levam a alterações climáticas. A principal responsável por isso é a presença exagerada de dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa na atmosfera, proveniente, em sua maior parte, da queima de combustíveis fósseis. Isso acarreta em mudanças climáticas, alterando o comportamento de parâmetros climáticos, como temperatura do ar, velocidade do vento, radiação global, nebulosidade e etc. Por esse motivo, há décadas estudos vêm sendo desenvolvidos de maneira a garantir acesso a combustíveis e energias que não agridam o globo. O presente trabalho se insere nesse contexto, verificando como as alterações climáticas podem afetar o funcionamento e produção de água quente em um coletor solar. Dados históricos do clima de João Pessoa, Paraíba, foram compilados, tratados e analisados, estabelecendo-se tendências climáticas, utilizando os testes estatísticos não-paramétricos de Mann-Kendall. Esses dados foram aplicados a um modelo de funcionamento de um coletor solar plano, baseado na norma NBR 15569, para que se possa avaliar seu desempenho em ao longo da série histórica dos dados climáticos utilizados. Assim foi possível identificar o nível de impacto das mudanças climáticas na produção de energia deste tipo de sistema de energia renovável. As tendências crescentes identificadas na temperatura média do ar de João Pessoa resultam em um impacto positivo de 5% na produção de água quente na cidade de João Pessoa, quando comparados os períodos 1961-1970, 2009-2018 e 1961-2018.
LUIZ BONFIM VIEIRA COSTA NETO MODELAGEM TERMODINÂMICA DE UMA USINA HÍBRIDA CONCENTRADORA SOLAR (CSP)-BIOMASSANO SEMIÁRIDO DA PARAÍBA Data: 15/04/2020 Hora: 09:30 Mostrar Resumo A necessidade da diversificação da matriz energética brasileira, associada ao apelo mundial pela mitigação das fontes poluidoras e a consequente preservação do meio ambiente, tornam as fontes renováveis de energia uma alternativa interessante, considerando o quantitativo de recursos naturais que o país possui. Apesar do grande potencial solar brasileiro, esta fonte de energia representa apenas 1,35% da potência energética instalada atualmente no Brasil, sendo em sua totalidade,usinas fotovoltaicas. As usinas de concentração solar apresentam uma enorme vantagem frente às outras fontes renováveis de energia, devido à possibilidade do armazenamento térmico, o que permite a geração de energia elétrica em horários de baixa ou nenhuma incidência de radiação solar, possuindo assim uma maior eficiência, fator de capacidade e confiabilidade. O uso de biomassa para geração de energia elétrica já é uma tecnologia mais difundida no Brasil, principalmente devido aos sistemas de cogeração nas indústrias sucroalcooleiras, representando 8,46% da potência energética instalada no Brasil.O presente trabalho tem como objetivo realizar a modelagem termodinâmica de uma usina híbrida concentradora solar (CSP) e biomassa, com potência de projeto de 50 MWe, coletores de calhas parabólicas e armazenamento térmico de energia, a ser instalada na região semiárida do estado da Paraíba, realizando um comparativo entre uma usina com superaquecimento e reaquecimento realizados através da combustão direta de biomassa, com uma usina que utilize biomassa apenas como fonte energética do sistema de backup. Tal modificação na estrutura da usina promoveu uma maior eficiência do ciclo de potência e do campo solar, bem como causou uma redução na área de superfície coletora requerida, e do montante de sal fundido necessário no sistema de armazenamento térmico.
DAVID DOMINGOS SOARES DA SILVA Avaliação da Precipitação da Fase Sigma em Aço Inoxidável Duplex por Ensaios Não Destrutivos Data: 14/04/2020 Hora: 09:00 Mostrar Resumo Os aços inoxidáveis duplex (AID) têm uma estrutura composta de α-Fe e γ-Fe em frações de volume aproximadamente iguais. O que proporciona uma excelente integração entre propriedades mecânicas e resistência à corrosão. No entanto, a precipitação da fase sigma (σ), pode causar uma deterioração severa dessas propriedades, fenômeno conhecido como fragilização da fase sigma. No presente trabalho, investigou-se o efeito do tratamento de envelhecimento isotérmico a 800 °C (temperatura na qual a fase σ pode ser formada) nas propriedades metalúrgicas, corrosão, magnéticas e mecânicas no AID UNS S31803. Além disso, dois novos métodos não destrutivos para monitorar a fragilização da fase sigma no AID foram propostos e avaliados. O primeiro método é baseado na impedância eletromecânica (EMI), usando sensores piezoelétricos. A ideia básica desse método é que o aumento da rigidez mecânica, devido à fragilidade da fase sigma, levará à variação nas assinaturas EMI. O segundo método, designado como análise magnética de baixos campos (LFMA) é baseado na medição da densidade do fluxo magnético. Uma vez que a precipitação da fase σ causa uma mudança na fração volumétrica das fases α-Fe/γ-Fe devido a decomposição da α-Fe (fase ferromagnética), para precipitar σ (fase paramagnética). As técnicas desenvolvidas apresentam resultados precisos com alta sensibilidade e confiabilidade.
ALFREDO DE ANDRADE ALBUQUERQUE NETO PARÂMETROS TÉRMICOS DA SOLIDIFICAÇÃO TRANSITÓRIA SOB PRESSÃO DE LIGAS Al-10Sn-5(Cu,Si) E CORRELAÇÃO COM A MICROESTRUTURA E A MICRODUREZA Data: 21/02/2020 Hora: 09:00 Mostrar Resumo Ligas Al-Sn são amplamente utilizadas em componentes da indústria automotiva, como, por exemplo, em rolamentos e componentes internos de motores à combustão. No entanto, o projeto de motores para cargas e temperaturas mais elevadas vão exigir componentes com maior resistência mecânica e boas propriedades tribológicas. A adição de terceiros elementos para ligas de Al-Sn pode ser uma alternativa. Neste trabalho buscou-se compreender como a adição de Cu e Si influenciam nas taxas de resfriamento e velocidades da isoterma liquidus, bem como na formação microestrutural, microdureza de ligas Al-10%Sn, Al-10%Sn-5%Cu e Al-10%Sn-5%Si em uma solidificação radial sob uma pressão de 100 MPa. Os resultados mostraram que para a liga Al-10%Sn obteve-se maiores taxas de resfriamento quando comparada com as ligas ternarias, o que originou uma microestrutura celular, com a adição de um terceiro elemento no sistema Al-Sn (Cu/Si), verificou-se uma diminuição nos valores de VL e TR bem como uma microestrutura dendrítica e o surgimento de intermetálicos (Al2Cu e partículas de Si) nos espaços interdendríticos, observou-se uma diminuição nos espaçamentos microestruturais (celular e dendrítico) com o distanciamento da interface metal/molde. Para as ligas ternarias ocorreu uma reversão nos valores de VL e TR ocasionada por meio do efeito terminal de solidificação devido ao crescimento de metal solido fazendo assim que ocorresse uma melhor extração de calor por condução. Com a diminuição dos espaçamentos verificou-se um aumento na microdureza das ligas ternarias, fato que não ocorreu com a liga Al-10%Sn, que teve uma dureza de 28,5HV decorrente da ductilidade do Sn presente nos espaços intercelulares; observou-se que a diminuição das velocidades e os altos valores de taxas de resfriamento influenciaram diretamente da formação microestrutural das ligas.
ANGELO EMILIAVACA PROTÓTIPO DE ASA ADAPTATIVA ACIONADA POR ATUADORES DE LIGA COM MEMÓRIA DE FORMA Data: 17/02/2020 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O desenvolvimento da indústria aeronáutica tem provocado alterações significativas nos conceitos atualmente aplicados em aeronaves, sejam elas para fins civis ou militares. O impacto destas mudanças sobre o projeto e construção de aeronaves é a busca incessante por conceitos que aumentem a eficiência das aeronaves em um maior espectro de voo sem impactar na segurança e confiabilidade destes sistemas. Neste contexto surge o conceito de aeronaves adaptativas, capazes de se adaptar ao fluxo por mudanças aerodinâmicas sem comprometer a segurança do voo. Um dos conceitos usados em aeronaves adaptativas é o de asa adaptativa, com possibilidade de variação do arqueamento do perfil aerodinâmico, o qual é adotado neste trabalho. Estas estruturas apresentam algumas limitações que ainda precisam ser desenvolvidas, como o sistema de atuação, sistema de controle e mecânica estrutural associada à mudança de forma. Baseado nestes aspectos, este trabalho descreve o desenvolvimento de um novo conceito de asa adaptativa, acionada por atuadores do tipo micro molas de liga com memória de forma (LMF). O protótipo desenvolvido, denominado de SMArt Morphing Wing, aborda o projeto do mecanismo de reconfiguração, sistema de acionamento, projeto da pele e sistema de controle da asa. Serão avaliados os limites de deflexão do protótipo, resposta do sistema ao controlador desenvolvido e a performance aerodinâmica em função da reconfiguração geométrica da asa.
RONNY PETERSON DA NÓBREGA GONÇALVES AVALIAÇÃO DOS EFEITOS DO ENVELHECIMENTO EM SUPERFÍCIES SELETIVAS SOLARES DE CrXOY OBTIDAS A PARTIR DE PROCESSO DE ELETRODEPOSIÇÃO Data: 10/02/2020 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A energia solar é abundante, limpa e que apresenta o maior potencial de ser a principal fonte energética de toda a sociedade. Apesar de alguns países já incluírem as conversões solares em suas matrizes energéticas, esta tecnologia ainda é pouco acessível, principalmente em países em desenvolvimento como o Brasil. Um dos principais itens utilizados na conversão solar térmica é o Coletor Solar. O barateamento deste, visando sua maior disseminação, depende principalmente do aumento de sua vida útil e sua eficiência, que pode ser conseguida através das Superfícies Seletivas Solares (SSS). As SSS são revestimentos com boa absortância da radiação solar e boa refletividade no infravermelho médio, evitando perdas energéticas provenientes do fenômeno de emissão. A eletrodeposição de cromo negro é um processo de baixo custo que possibilita a obtenção de SSS com boas características ópticas e estabilidade térmica no início de sua vida-útil. Entretanto, pouco se tem discutido sobre o envelhecimento dessas superfícies e como suas propriedades são afetadas ao longo de sua vida. Este estudo buscou avaliar o comportamento dessas superfícies quando submetidas a processos de envelhecimento acelerado. Foram depositados 128 filmes sobre substratos de aço inoxidável que sofreram 4 tratamentos superficiais diferentes utilizando diferentes parâmetros de eletrodeposição. As amostras foram submetidas a um teste de envelhecimento customizado e caracterizadas utilizando as técnicas de Espectrofotometria no UV-Vis e Infravermelho, Perfilometria Óptica, Microscopia Eletrônica de Varredura e Difração de Raios-X. Para as amostras não-envelhecidas, observou-se que o filme E6 (substrato eletropolido, 60s, 30mm) apresentou o melhor resultado de absortância (97,76%). Observou-se que os maiores tempos de eletrodeposição e a menor distância de trabalho possibilitaram a obtenção das melhores características ópticas e morfológicas. Notou-se que as propriedades absortivas foram melhoradas após envelhecimento a 300ºC, proveniente da formação do Cr2O3 cristalino nos filmes. Foram encontradas evidências de que armadilhas ópticas foram formadas uma vez que os filmes mais rugosos apresentaram, em geral, maiores absortâncias.
DANUSA ARAÚJO DE MOURA CORRELAÇÃO ENTRE PARÂMETROS TÉRMICOS E ESTRUTURAIS NA SOLIDIFICAÇÃO TRANSITÓRIA DE LIGAS HIPOMONOTÉTICAS DO SISTEMA AL-BI-CU Data: 10/02/2020 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo As ligas de Alumínio apresentam significativo potencial de aplicação como material para mancais de deslizamento devido as suas características, principalmente seu baixo peso e possibilidade de composições com elementos de propriedades lubrificantes dispersos em sua matriz. De acordo com estudos realizados em ligas binárias (Al-Bi, Al-Pb e Al-In), os valores obtidos para resistências mecânicas são baixos, dessa forma, a adição de um terceiro elemento de liga é vista como positiva com o objetivo de elevar a capacidade de suportar carga desses materiais. O Cobre (Cu) é apontado como um elemento de liga que pode ser adicionado às ligas Al-Bi com o objetivo de melhorar o comportamento mecânico dessas ligas e também conferir ganhos nas propriedades tribológicas. São escassos os estudos que relacionam os parâmetros térmicos com a microestrutura/morfologia em ligas ternárias, principalmente em condições transitórias de extração de calor. O presente estudo objetiva contribuir para o desenvolvimento de correlação entre parâmetros térmicos e estruturais das ligas hipomonotéticas do sistema AlBi-Cu (Al-2%Bi-3%Cu e Al-2%Bi-5%Cu). Para o desenvolvimento do presente estudo, foi utilizado um dispositivo de solidificação unidirecional vertical descendente. Os parâmetros térmicos como velocidade de solidificação, taxa de resfriamento e gradiente térmico foram determinados experimentalmente por curvas de resfriamento adquiridas ao longo do comprimento do lingote e, em seguida, correlacionados com os parâmetros microestruturais: espaçamentos interfásicos e dendríticos secundários como também o diâmetro das partículas de bismuto. A partir dos resultados obtidos, nota-se que a presença do cobre promove a formação de uma microestrutura dendrítica e que os espaçamentos dendríticos secundários, os espaçamentos interfásicos e o diâmetro das partículas de bismuto aumentam em função do aumento da posição relativa metal/câmara refrigerada, o que pode ser justificado pela variação tanto da taxa de resfriamento como do gradiente térmico.
ALAN GONÇALVES PAULO E SILVA CONCEPÇÃO DE UM AEROGERADOR DE FORMA NUMÉRICA E EXPERIMENTAL UTILIZANDO TRANSDUTORES PIEZOELÉTRICOS BASEADOS NO CONCEITO DE ENERGY HARVESTING Data: 07/02/2020 Hora: 09:00 Mostrar Resumo Desde o início da história da civilização tem-se buscado formas de obtenção de energia cada vez mais eficientes, e que graças ao advento da eletrônica, os meios convencionais de conversão de energia vem sendo substituídos por novas formas renováveis e limpas. Uma delas é a aplicação de materiais inteligentes para energy harvesting, especificamente, os materiais piezoelétricos. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo a concepção, a caracterização e a análise de um aerogerador composto por transdutores piezoelétricos baseados no conceito de energy harvesting de forma numérica e experimental, utilizando a teoria do Método dos Elementos Finitos (MEF) aplicados ao ANSYS®. O protótipo sugerido é composto por três vigas monoengastadas espaçadas 120º entre si, com elementos piezoelétricos colados a suas superfícies, possuindo dimensões aproximadas de 84,5 x 87 x 20 mm³, e excitada por ímãs permanentes de neodímio colados a sua extremidade livre. Após a realização das simulações, a configuração que apresentou os melhores resultados foi o Modelo 11 de viga trapezoidal, com um piezoelétrico de 5 mm de comprimento colado em ambas as suas superfícies, utilizando o piezo C-64 e uma massa em forma de ímã (16 x 10 x 4 mm³) colada a extremidade livre da viga com 4,80 g. Apresentando uma potência máxima, para um piezoelétrico apenas, de 0,08 mW em circuito aberto e de 5,6 mW em circuito fechado, com uma carga de 1 MΩ. Utilizando essa configuração para realização dos experimentos, sem a ponte retificadora, foi obtida uma potência máxima de 2,06 mW para o Piezo 12 e de 3,78 mW para o APP, a uma frequência de 13,76 Hz e 13,71 Hz, respectivamente. Levando em consideração apenas o volume das vigas, foram obtidas as densidades de potência para esses dois casos de 18,8 mW/mm³ e de 11,5 mW/mm³. Para a aplicação sugerida, houve um incremento na autonomia do sistema de 1h44min05s para o caso Ideal e de 06min04s para o caso Real. Embora seja um ganho relativamente pequeno, esse desempenho pode ser melhorado através da adoção de processadores mais eficientes. Comparando-se a proposta da pesquisa com os resultados que foram obtidos, é possível afirmar que os objetivos do trabalho foram executados com êxito.
MÁRCIO ANDRADE ROCHA ESTUDO DO AVANÇO DE INJEÇÃO DE BIODIESEL EM UM MOTOR DUAL DE IGNIÇÃO POR COMPRESSÃO UTILIZANDO GÁS NATURAL E BIODIESEL Data: 31/01/2020 Hora: 10:00 Mostrar Resumo O presente de trabalho objetiva estudar o avanço de injeção de biodiesel em um motor dual de ignição por compressão utilizando gás natural e Diesel/biodiesel a ser realizado no Laboratório de Ensaios de Motores e Emissões-LEME da RECOGÁS na Universidade Federal da Paraíba-UFPB. Esperamos que a determinação do ponto ideal de injeção do Diesel/biodiesel possa proporcionar uma combustão completa do gás natural veicular juntamente com o Diesel/biodiesel mantendo-se a máxima potência e torque do motor originalmente especificado pelo fabricante com uso exclusivo de Diesel/biodiesel, sem gerar problemas referentes ao que se conhece como knock, aumento de poluentes lançados ao meio ambiente, diminuição da autonomia e aumento de custos. Um sensor de vibração piezoelétrico, do tipo sensor de detonação automotivo utilizado em veículos com motor flex facilmente encontrado no comércio e de baixo custo, foi acoplado ao bloco do motor Diesel MWM 4.07 TCE. Os sinais por ele emitidos juntamente com o sinal de abertura do bico injetor foram captados e condicionados em circuito eletrônico confeccionado para determinação do atraso de ignição delay de ignição. A validação do código elaborado para o circuito eletrônico se deu através da comparação com os valores obtidos mediante osciloscópio. Para variação do avanço de injeção fizemos uso de um variador de avanço da Tury modelo T30 utilizado em veículos equipados com sistema de gás natural veicular (GNV). Para análise dos resultados obtidos foram elaborados gráficos e tabelas contendo informações acerca dos atrasos de ignição e variações do avanço utilizando injeção de GNV e misturas de Diesel/biodiesel em três proporções B10, B20 e B50. Também foi desenvolvido um estudo dos gases emitidos a partir das informações captadas por um analisador dos gases Optima 7 instalado no escapamento do motor.
JOSE MARQUES BASILIO SOBRINHO Projeto, modelagem e análise experimental de um motor rotativo acionado por molas de liga com memória de forma Data: 31/01/2020 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O sistema de rotação baseado no mecanismo de um excêntrico, combinado com grandes deformações proporcionadas por atuadores do tipo molas de LMF, permitiu o projeto de um dispositivo compacto com rotação contínua desenvolvido neste trabalho. O motor rotativo proposto é acionado por molas de ligas com memória de forma (LMF) de NiTi. Os acionamentos das molas são realizados por corrente elétrica utilizando como princípio físico o efeito Joule. Neste caso, o motor pode funcionar em dois sentidos de rotação dependendo apenas da inversão na sequência de acionamento. As molas de LMF quando acionadas combinam o efeito superelástico (SE) e o efeito memória de forma (EMF), podendo sofrer deformações de até 600% do seu comprimento inicial. Para a definição dos parâmetros de projeto, foi realizada uma caracterização eletro-termomecânica das molas de LMF, além de ensaios antagônicos para a avaliação da geração de trabalho após aquecimento térmico. Um modelo analítico para a avaliação prévia das respostas do motor foi implementado em função das características termomecânicas das molas de SMA. Para as simulações numéricas, foram utilizados três modelos distintos com a finalidade de definir qual deles representaria melhor o comportamento de força e deflexão dos atuadores. O modelo mais adequado foi selecionado para as análises das respostas numéricas de todo o motor com as molas acopladas. Uma bancada experimental foi montada para a obtenção das respostas de temperatura, deslocamento angular, força e torque gerados pelo motor. O funcionamento do protótipo foi demonstrado para diferentes acionamentos de corrente elétrica com relação ao tempo de ativação. Como principal contribuição científica foi obtido um índice de densidade de energia de 0,001406851 Nmm/mm³, que relaciona o máximo torque experimental gerado pelo volume do motor, superior ao de outros importantes motores de LMF na literatura.
LEDSON PEDRO E SANTOS ESTUDO DA APLICAÇÃO E DESENVOLVIMENTO DE UM GERADOR TERMOELÉTRICO PARA COGERAÇÃO EM AUTOMÓVEIS Data: 30/01/2020 Hora: 14:00 Mostrar Resumo Neste trabalho apresentam-se o estudo da aplicação e do desenvolvimento de um gerador termoelétrico para cogeração com a energia proveniente do calor liberado pelo escapamento de automóveis, através do efeito seebeck. A situação atual da demanda energética crescente tem se impulsionado busca de novas formas de geração de energia para suprir esta demanda juntamente com a preservação do meio ambiente e o Efeito Seebeck que consiste na produção de energia elétrica a partir de uma diferença de temperatura, pode ser uma solução. A aplicação desse termogerador em um automóvel convencional, gerar um aumento na eficiência global do mesmo com a utilização da energia que vem de uma fonte térmica que seria perdida e também a possível aplicação desse termogerador em carros híbridos com a energia sendo gerada durante a utilização do motor a combusta dando uma maior autonomia do motor elétrico e ambos os casos reduzindo o consumo de combustível. Neste trabalho é feita a análise da perda energética de possível aproveitamento em um termogerador juntamente com o estudo da geração termoelétrica pelo efeito seebeck em um protótipo de termogerador aplicável em um automóvel e colhendo todos os parâmetros dos resultados. Com base nas observações dos resultados obtidos para a geração elétrica no protótipo e o valor de potência possível de ser aproveitada tem-se a conclusão que é possível fazer a cogeração a partir destas perdas térmicas com pouco investimento e assim uma maior eficiência no automóvel.
DANYELSON BARROS BEZERRA DE DEUS DIAGNÓSTICO DE BARRAS QUEBRADAS EM MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS ATRAVÉS DA ANÁLISE CAÓTICA DO SINAL DE CORRENTE Orientador : ABEL CAVALCANTE LIMA FILHO Data: 30/01/2020 Hora: 09:00 Mostrar Resumo O motor de indução trifásico (MIT) está presente na maioria dos processos industriais, sendo os principais responsáveis pela conversão eletromecânica no setor. A quebra total dessas máquinas pode comprometer a produção de setores inteiros em ambiente fabril, daí a necessidade de detecção de falhas incipientes. As falhas de quebra da barra são as mais comuns no rotor de MIT. O presente trabalho analisa o comportamento caótico de um MIT, com diferentes níveis de falhas de barras quebradas de rotor. A caracterização da falha é realizada a partir da análise do comportamento da variável caótica chamada densidade de máximos. A abordagem proposta apresenta vantagens em relação às técnicas baseadas em Motor Current Signature Analysis, ao não necessitar de janelas longas de aquisição e possibilitar a detecção de falhas mesmo para o motor operando sob carga variável ou com baixíssimo escorregamento. A técnica apresenta um custo computacional inferior em relação aos métodos clássicos de detecção, utilizando pequenos intervalos de aquisição (0.035s para casos onde o carregamento é conhecido e 0.3s onde o carregamento não é conhecido). Os resultados obtidos comprovam a eficiência do método, conseguindo identificar falhas e seu nível de severidade.
THYAGO LEITE DE VASCONCELOS LIMA MÉTODOS NÃO INVASIVOS PARA DETECÇÃO E ISOLAMENTO DE FALHAS EM MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA BASEADOS EM DIMENSÕES FRACTAIS E ANÁLISE MULTIRESOLUÇÃO WAVELET Data: 28/01/2020 Hora: 09:00 Mostrar Resumo Estima-se que cerca de 6% dos acidentes automobilísticos em todo o mundo são causados por falhas mecânicas. Anualmente, são gastos no mundo mais de R$ 15 trilhões em decorrência desse tipo de acidente. Diante deste cenário, a Organização Mundial de Saúde cobra que os países tornem os veículos motorizados mais seguros. A OMS afirma que 80% dos países comercializam veículos que não atendem aos padrões básicos de segurança. Atualmente, o principal sistema para diagnóstico de falhas em veículos automotivos é o baseado no padrão OBD, o computador de bordo. Contudo, tais sistemas, na maioria das vezes não fornecem informações para se identificar o componente defeituoso. Métodos baseados em análise vibracional também são empregados, mas demandam uma grande gama de sensores para se investigar um único problema. O presente trabalho apresenta um sistema totalmente não invasivo para detecção e isolamento de falhas em motores de combustão interna através do processamento de sinais sonoros. Foi desenvolvido um sistema de aquisição cujos dados são transmitidos a um smartphone no qual o sinal é processado e o usuário tem acesso às informações. Foi realizado um estudo do comportamento caótico do veículo e foi verificada a viabilidade do uso das dimensões fractais como ferramenta para diagnosticar falhas de ignição do motor e problemas na correia do alternador. Uma rede neural artificial é usada para classificação de falhas usando os dados de dimensão fractal extraída dos sons emitidos pelo motor em funcionamento. Para fins de comparação, também foi implementada uma estratégia baseada na análise multiresolução wavelet. A solução proposta permite um diagnóstico sem contato com o veículo, com baixo custo computacional, sem a necessidade de instalação de sensores e em tempo real. O sistema e o método foram validados através de testes experimentais com uma taxa de sucesso de aproximadamente 99% para as falhas consideradas.

2019
Descrição
JOSE FABRICIO LIMA DE SOUZA CLASSIFICAÇÃO DE PADRÕES EM IMAGENS SÍSMICAS UTILIZANDO INTELIGENCIA ARTIFICIAL Data: 20/12/2019 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo This paper aims to provide alternative approaches for automatic classification of subsurface hydrocarbonbearing regions from 2D seismic images driven by multi-layer perceptron neural networks (MLPs) (a kind of artificial neural network) and convolutional neural networks (CNNs). The first approach is based on a standard MLP whose features are controlled by Haralicks textural descriptors; the second one is developed with a multiple-layer CNN. Both techniques are studied to identify geologic leads, instead of delineating other structures of the porous medium, such as salt bodies or seismic faults. The outcomes obtained from each approach are evaluated for a dataset of seismic images corresponding to the offshore SEAL Basin in Brazils northeastern. Performance indicators (accuracy, recall, precision, F-measure and loss) are computed to verify training and validation of the network learning capabilities. It is shown that for both MLP and CNN configurations, good agreement is achieved in blind testing qualitatively and quantitatively.
IASMIM CRISTINA DA SILVA FREITAS TÉCNICAS CONJUNTAS PARA RECUPERAÇÃO AVANÇADA DE ÓLEO UTILIZANDO IRRADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA E UNIDADES DE FLUXO HIDRÁULICO Data: 19/12/2019 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Este trabalho propõe um modelo para investigar o uso de uma antena cilíndrica como método térmico de recuperação por irradiação eletromagnética de petróleo de alta viscosidade, associada com a técnica da unidade de fluxo hidráulico (HFU) para determinar as melhores zonas produtoras no reservatório. A antena apresenta uma geometria simples, do tipo dipolo adaptada, a distribuição de energia e temperatura produzidas pelo campo elétrico é cuidadosamente calculada para análise da antena como aquecedor eletromagnético. A produção será analisada a partir de simulações termo fluidodinâmicas em escala de campo utilizando um modelo sintético heterogêneo construído a partir de conjuntos de dados do campo petrolífero do SE-AL para óleo ultrapesado, cujo modelo de viscosidade corresponde ao encontrado nas areias betuminosas do Canadá. O estudo paramétrico avalia melhor frequência de operação, configuração de poços, distância da antena em relação ao poço produtor, e análise econômica para produção líquida acumulada, com energia elétrica, fazendo uso de simulações numéricas, através da adaptação no software STARS® (CMG). Palavras-Chave - Aquecimento eletromagnético, unidade de fluxo hidráulico, posicionamento de poços, método avançado de recuperação, antena eletromagnética.
MARLON DE BARROS CAVALCANTI AVALIAÇÃO DE MODELOS REOLÓGICOS PARA CONCRETO SUBMETIDO A REAÇÃO ÁLCALI AGREGADO BASEADA EM ANÁLISE NUMÉRICA DE AMORTECIMENTO Data: 16/12/2019 Hora: 14:00 Mostrar Resumo Parâmetros estruturais podem ser elucidativos quanto aos efeitos da Reação Álcali Agregado (RAA) em concretos, sendo os componentes elásticos e viscosos deste material, sob tal patologia, obtidos por análise do espectro vibracional na frequência de ressonância dos esforços dinâmicos longitudinais. Os parâmetros encontrados nas barras de concreto ensaiadas por ressonância são: amortecimento, fator de perda e módulo de elasticidade. Tais parâmetros advêm da análise de dados dos ensaios no domínio da frequência (amplitude vs. frequência), onde se emprega equivalência entre amortecimento viscoso e de histerese. Para obter o fator de perda se utiliza o método dos mínimos quadrados com minimização do erro entre os dados da curva experimental e aqueles da curva teórica de ressonância no espectro da frequência. A frequência de ressonância usada nas análises é identificada comparando a frequência natural teórica com as frequências obtidas nos ensaios, sendo fundamental a aderência de comportamento da função de resposta de frequência dos ensaios com a teórica. Dentre os parâmetros oriundos da análise de ressonância o amortecimento é ponto-chave em abordagem numérica sugerida para avaliar modelos reológicos, a serem adotados na predição dos efeitos da RAA sobre o concreto no tempo, onde amortecimento faz-se dependente da frequência na consideração da matriz global de amortecimento, definida como combinação linear de matrizes globais de massa e rigidez (amortecimento de Rayleigh), sendo possível assim determinar valores para parâmetros mecânicos de elementos como mola e amortecedor, os quais podem ser associados de várias formas.
RÔMULO DE SOUZA DAMIÃO UTILIZAÇÃO DA LÓGICA FUZZY NO CONTROLE DE VIBRAÇÃO POR EXCITADOR ELETROMAGNÉTICO Data: 16/12/2019 Hora: 14:00 Mostrar Resumo As vibrações ou oscilações mecânicas são movimentos que se repetem após um determinado período de tempo. Estas oscilações são utilizadas para caracterizar sistemas dinâmicos quanto as suas propriedades. Estas caracterizações são fundamentais nas áreas de construção civil e mecânica, sendo amplamente utilizadas para testar a resistência de estruturas, na prevenção ao surgimento de fadigas, quando submetidos a uma determinada vibração. Nesse trabalho foram realizados ensaios de vibrações e controle Fuzzy em um sistema dinâmico composto por um oscilador eletromagnético e um transdutor de aceleração. Os parâmetros utilizados para o controle do sistema foram: varredura do sinal de controle para frequências de 100 a 1 kHz; controle mediante as cargas de 100 a 500 gramas; implementação de 49 regras difusas distribuídas entre a análise do erro e variação do erro; análise do erro percentual médio e o controle de tensão de pico em 1 volt de amplitude que equivale à aceleração de 61,730 m/s² sem carga. Os resultados deste trabalho apresentaram o controle do sistema com erros médios variando de 0,35% a 1,51%. Em que foram adicionadas cargas entre zero e 500 gramas. A conclusão desse estudo consistiu na correção da amplitude de vibração, pela técnica de controle Fuzzy por meio da programação em LabVIEWTM para uma determinada frequência, em que possibilitou a análise mais precisa de estruturas a impactos e vibrações mecânicas.
DIEGO VILAR DA SILVA ESTUDO DO EFEITO TERMODINÂMICO DA PRESSÃO NA SOLIDIFICAÇÃO DE LIGAS DE ALUMÍNIO Data: 16/12/2019 Hora: 08:00 Mostrar Resumo A idealização do uso da pressão na fundição foi originalmente introduzida em uma patente britânica em 1819 e imaginada pelo russo D. K. Chernov que a citou em um relatório em 1878, entretanto o primeiro experimento científico sobre o assunto só foi realizado na Alemanha em 1931 por V. G. Welter. Desde então esta prática se desenvolveu rapidamente em todo o mundo e atualmente já existem mais de 500 artigos publicados em várias revistas sobre este assunto. Entre os artigos publicados sobre a fundição sob pressão estão relatados diversos efeitos onde alguns são benéficos e podem ser explorados pela indústria como, o refino dos grãos, rearranjo da macroestrutura, refino da microestrutura, eliminação de porosidade; e outros efeitos que prejudicam as propriedades da peça, e devem ser minimizados ou eliminados como defeito de shrinkage e de segregação. Entretanto a grande maioria dos trabalhos publicados sobre a fundição sob pressão não proporcionam uma explicação satisfatória para esses efeitos se limitando apenas à descrição dos mesmos, seguida por uma explicação qualitativa e superficial. O presente trabalho tem por objetivo a formulação de um modelo teórico qualitativo e quantitativo que descreva o efeito da pressão nas etapas da solidificação de modo a explicar os efeitos da pressão relatados na literatura. Para isso foi discutido o efeito da pressão na energia livre de Gibbs, que é o potencial termodinâmico usado para descrever o equilíbrio térmico entre as diversas transformações que ocorrem ao longo do processo. Partindo desse modelo foi possível demonstrar que a pressão produz um efeito equivalente ao super-resfriamento durante a nucleação dos grãos e cristais, o que produz uma diminuição na energia de ativação promovendo a nucleação e, portanto, causando o refino das estruturas. Foi possível demonstrar também que a pressão produz um efeito que estabiliza a interface de crescimento colunar, inibindo a sua formação, e promove a desestabilização da interface de crescimento equiaxial, promovendo assim o seu desenvolvimento.
GEMIERSON VALOIS DA MOTA CÂNDIDO EFEITO DA LAMINAÇÃO A QUENTE EM LIGAS Cu-Al-Be-Cr SUPERELÁSTICAS Data: 29/11/2019 Hora: 08:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A versatilidade das propriedades das ligas com memória de forma, ocupam um importante espaço no desenvolvimento tecnológico em diversos setores da indústria. Geralmente são produzidas por processos de fundição sendo, posteriormente, homogeneizadas. No entanto, para obtenção de produtos semiacabados em escala industrial, os lingotes oriundos do processo de fundição devem ser trabalhados a quente. Durante o intenso processo, a oxidação da superfície do material e mudanças microestruturais podem ocasionar modificações nas suas propriedades termomecânicas originais. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo estudar a correlação do comportamento da superelasticidade em ligas Cu-Al-Be-Cr antes e após submeter esta, ao processo termomecânico de laminação a quente. As ligas foram produzidas em forno de resistência sem atmosfera controlada e caracterizadas microestruturalmente via microscopia óptica, DRX, DSC, as propriedades termomecânicas foram avaliadas através de ensaios de quantificação da superelasticidade e tração. Em nossos resultados foi observado que as ligas laminadas com redução de 30% apresentaram um crescimento anormal dos grãos. Este crescimento anormal, em relação a ligas não laminadas, provocaram um aumento nas temperaturas de transformação de fase, uma redução nas tensões críticas para indução da martensita e das deformações residuais e um aumento significativo na superelasticidade da liga
FÁBIO ARAÚJO DE LIMA DESENVOLVIMENTO E CONSTRUÇÃO DE APARATO EXPERIMENTAL PARA CARACTERIZAÇÃO DA CAMADA LIMITE TÉRMICA LAMINAR COM BASE EM MODELAGEM VIA GITT Data: 01/11/2019 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O presente trabalho, tem por objetivo resolver o modelo matemático para caracterização da camada limite térmica laminar utilizando GITT (Técnica da Transformada Integral Generalizada) e a partir dos resultados obtidos dessa modelagem desenvolver e construir um aparato experimental capaz de realizar esta caracterização. A camada limite térmica, corresponde a uma variação no campo de temperatura, que ocorre numa estreita região junto à parede de um corpo sólido, quando o mesmo é exposto a um escoamento de um fluido a uma temperatura distinta da sua. Seu estudo é importante para diversas aplicações industriais, como em projeto de sistemas de arrefecimento para componentes eletrônicos, na captação de energia solar, reservatórios geotérmicos e recuperação avançada de petróleo. Os resultados de simulação apresentados serão confrontados com resultados encontrados na literatura especializada. Atualmente, as técnicas utilizadas para a verificação da camada limite térmica têm sido aplicadas por métodos invasivos. O protótipo desenvolvido para caracterização da camada limite térmica laminar será feito com base em um método não invasivo a partir do modelo do campo eletromagnético de um sensor capacitivo. Este sensor é constituído de duas placas semicilíndricas de cobre em posições opostas de um tubo de vidro borossilicato. O líquido que preenche o interior de um tubo em formato circular em conjunto com o tubo de vidro borossilicato, torna-se o dielétrico do capacitor constituído pelas placas, fazendo com que a resposta do sensor seja variável de acordo com as características do líquido que está presente no seu interior. Utilizou-se módulos termoelétricos para resfriamento do líquido no tubo e sensores do tipo PT-1000 para verificação da temperatura que foi controlada por controladores PID (Proporcional, Integral e Derivativo) sintonizados utilizando a técnica de Ziegler-Nichols.
JOSÉ ANSELMO DE LUCENA JÚNIOR ANÁLISE DE FALHA EM ROLAMENTOS DE MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICO ATRAVÉSDO SOM UTILIZANDO DENSIDADE DE MÁXIMOS Data: 30/09/2019 Hora: 14:00 Mostrar Resumo Motores de inducao sao as maquinas eletricas mais utilizadas em aplicacoes comerciais e industriais, 90% sao constituidos por motores de inducao trifasico (MIT). Falhas em MIT podem ocasionar a parada de setores importantes de uma industria, refletindo em prejuizos financeiros e de seguranca operacional. As falhas mais frequentes nesses motores sao de rolamentos e a maioria das tecnicas de analise de falhas em rolamentos sao baseadas em transformada rapida de Fourier, Wavelet e algoritmos de treinamento, cujos classificadores demandam esforco computacional elevado. Aliado a este fato, grande parcela dos estudos desenvolvidos na analise de falhas em rolamentos atraves do som utilizam a combinacao de multisensores para fins de comparacao e sincronizacao entre os sinais adquiridos. Este trabalhoapresenta uma abordagem baseada na quantificacao do comportamento caotico para a caracterizacao de falhas em rolamento rigido de esferas de um motor de inducao trifasico atraves do metodo designado por Signal Analysis based on Chaos using Density of Maxima (SAC-DM), utilizando o som emitido pelo motor. Essa tecnica baseia-se em um algoritmo que realiza a contagem de picos do sinal sonoro do motor no dominio do tempo a fim de detectar falhas, utilizando apenas um sensor e um algoritmo com baixo custo computacional. Para validacao da tecnica foram realizados experimentos com rolamento saudavel, com falha na pista interna e externasob tres condicoes de carga (0%, 50% e 100%). Os resultados demonstraram que o SAC-DM foi capaz de detectar a presenca de falhas no rolamento mesmo com o motor sob carga variavel.
WANDERSON GOMES DE SOUZA OTIMIZAÇÃO DE TÉCNICAS DE VISÃO COMPUTACIONAL PARA ESTIMATIVA DO FLUXO MULTIDIRECIONAL DE PEDESTRES ATRAVÉS DE DISPOSITIVOS EMBARCADOS Data: 06/09/2019 Hora: 15:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A falta de monitoramento adequado para controle de fluxo de pedestres em áreas públicas, configura-se como um dos grandes problemas decorrentes da ausência de políticas de planejamento urbano. O controle do tráfego de pedestres em ambientes aglomerados tornou-se essencial para promover estratégias de segurança e o provimento adequado de recursos, visto que o uso dos métodos estimativos convencionais como catracas eletrônicas ou por contagem de quadrantes podem não ser suficientes para garantir a fluidez na aquisição dos dados e na tomada de decisão em tempo real. Este trabalho tem como objetivo elaborar um sistema estimativo para controle do fluxo multidirecional de pedestres através de técnicas otimizadas de visão computacional. A utilização destas técnicas, em um sistema de transporte metroferroviário, permite que o controlador de tráfego monitore de forma contínua, automática e em tempo real, gerando dados precisos, de forma eficiente, robusta e com custo benefício favorável, sem interferir diretamente no funcionamento dos trens. Como estudo de caso, os testes foram realizados na Companhia Brasileira de Trens Urbanos de João Pessoa. Para isso, montou-se uma rede ethernet composta por três dispositivos embarcados acoplados a três câmeras IP instaladas no pé direito da plataforma de embarque, próximo a porta dos trens. Um conjunto de técnicas de visão computacional foi utilizado, sendo dividido em duas etapas: a primeira etapa consiste na aquisição da imagem, normalização e treinamento; na segunda etapa foi realizada a classificação, delimitação por ROI, rastreamento e cruzamento da linha de julgamento. Para treinamento e classificação das imagens, foi utilizada a rede neural convolucional SSD agregada ao descritor MobileNet. Entretanto, a implementação de redes neurais profundas em dispositivos embarcados pode comprometer a execução de tarefas que requerem um alto poder de processamento, incluindo a capacidade de processamento em tempo real. Para isso, um dispositivo de hardware, conhecido como VPU, foi adicionado para suplementar a capacidade de processamento das imagens e, dessa forma, foi possível alcançar taxas de 22,98 quadros por segundo, precisão de 94,36%, com erro médio absoluto e quadrático em 7,8 e 8,0, respectivamente. A pesquisa também contribuiu com o compartilhamento de um conjunto de dados com mais de 10.000 amostras para treinamento, incluindo anotações com imagens organizadas em baixa, média e alta densidade de usuários. Após os testes e análise dos dados coletados, foi possível detectar níveis de densidade passageiros presentes na estação, bem como identificar, através de gráficos, os horários de pico em ambos os sentidos da via de tráfego.
IGOR CAVALCANTI DA SILVEIRA Estudo Teórico-Experimental de Tubos de Calor Assistidos por Gravidade para Aplicações em Coletores Solares Data: 29/08/2019 Hora: 10:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo As fontes alternativas e renovaveis de energia tais como energia solar, eolica e da biomassa, tem ganhado destaque, inclusive com o crescimento e o fortalecimento de pesquisas envolvendo a utilizacao destas formas de energia a nivel mundial. A maneira mais simples e direta de aproveitamento da energia solar e atraves de sua conversao termica. A conversao solar termica consiste no aproveitamento do calor transmitido pela radiacao solar. Dentre os varios tipos de coletores solares existentes no mercado, o mais amplamente utilizado e o de placas planas. Apesar de sua fama, o coletor solar de placas planas acaba por ocupar um espaco relativamente grande no telhado das residencias. Um tipo de coletor solar termicamente mais eficiente que o de placas planas e o coletor solar com tubos evacuados ou coletor solar assistido por tubos de calor. Sua eficiencia e dada justamente por utilizar tubos de calor, os quais operam com mudanca de fase, com o objetivo de aumentar a transferencia de calor para o aquecimento da agua. Contudo, ainda existem poucas aplicacoes de coletores solares assistidos por tubos calor no Brasil e algumas empresas ainda nao dominam sua tecnologia de construcao. Logo, este trabalho propoe-se a estudar e desenvolver os tubos de calor para aplicacao dos coletores solares de tubos evacuados.
FELIPE MARASCHIN PEREIRA DE SOUZA APLICAÇÃO DE UMA RNA NARX PARA OBTENÇÃO DO COMPORTAMENTO DINÂMICO DE UM ATENUADOR DE IMPACTO DE ALUMÍNIO DO TIPO HONEYCOMB Data: 26/08/2019 Hora: 08:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Na indústria automobilística, uma das maiores preocupações gira em torno da segurança dos ocupantes. Em virtude disso, em automóveis, existem vários equipamentos que são usados com o objetivo de torna-los cada vez mais seguro. Entre eles, um importante equipamento é o atenuador de impacto, que têm o propósito de absorver a energia do impacto no caso de uma colisão. Vários projetos de atenuadores de impactos empregados em carros de competição utilizam o honeycomb como matéria prima. Este trabalho propõe uma metodologia que avalia a aceleração, a energia absorvida e a deformação em função da dimensão do atenuador utilizando uma Rede Neural Artificial, uma rede neural recorrente (feedback) e uma rede neural alimentada diretamente com múltiplas camadas (feedforward). Para treinamento e validação da metodologia proposta foram utilizados os dados de aceleração, deformação e energia absorvida obtidos de análises numéricas realizadas por meio do Método dos Elementos Finitos (MEF) do atenuador de impacto. Os parâmetros de entrada das RNAs se basearam nas regras do Formula SAE, no que se refere à velocidade, massa de impacto e a dimensão mínima do atenuador. Os resultados obtidos foram satisfatórios, mostrando que os dois tipos de redes neurais foram capazes de aprender o comportamento dinâmico do atenuador de impacto, sendo a rede recorrente com a melhor performance para aceleração, possuindo uma média absoluta percentual dos erros (MAPE) de 3,9%, e a rede feedforward com os melhores resultados para deformação e absorção de energia, MAPE de 6,3% e 2,29% respectivamente.
REGINALDO FLORENCIO DE PAIVA FILHO API 5L X65: INFLUÊNCIA DO PROCESSO DE SOLDAGEM MIG TÉRMICO SOBRE A DUREZA E A MUDANÇA DE FASES NA ZGG Data: 12/08/2019 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O desenvolvimento do processo de soldagem MIG Térmico buscou alinhar a qualidade da solda, o melhor aspecto visual do cordão e a alta eficiência do processo MIG pulsado; com a capacidade de controle da poça de fusão do processo de soldagem TIG pulsado. No entanto, a soldagem MIG Térmico também faz com que a ZTA sofra um rápido ciclo térmico de aquecimento e resfriamento que resulta em mudanças metalúrgicas e de propriedades mecânicas. Nesta região, embora o material não tenha se fundido, pode ainda ocorrer transformações de fase no estado sólido, recristalização e crescimento de grãos. O crescimento de grãos na zona de grãos grosseiros (ZGG) pode causar degradação nas propriedades mecânicas dos materiais, fragilizando a junta soldada. Este crescimento está relacionado com os altos valores de energia de soldagem, as condições de soldagem e a variante do processo de soldagem utilizada. O presente trabalho investiga a influência da variante MIG Térmico sobre o refinamento de grãos da microestrutura na ZGG do aço API 5L X65. A variante MIG Térmico foi comparada aos processos MIG Convencional e MIG Pulsado com dois níveis de energia: 0,65 kJ/mm e 1,3kJ/mm na soldagem por simples deposição de cordões na posição 1G. Como variáveis de resposta foram analisadas a microestrutura (fases e tamanho de grãos) e a dureza da ZTA. Foram analisados: geometria do cordão, microdureza, tamanho de grão e fases presentes por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados mostraram que a variante MIG Duplo Pulsado (Térmico) apresentou um maior refinamento de grãos da ZTA, maior dureza e foram encontradas fases que indicam possivelmente, melhores propriedades mecânicas na região de grãos grosseiros (ZGG) se comparado às outras variantes (Convencional e Pulsado). Palavras chave: Soldagem, aço API X65, microestrutura, dureza, MIG Térmico
ROBSON ANDRADE DE LIMA A INFLUÊNCIA DA VARIAÇÃO DA COMPOSIÇÃO E PRESSÃO NAS LIGAS Al-Fe E Al-Si SOLIDIFICADAS SOB PRESSÃO: TAXA DE RESFRIAMENTO, MICROESTRUTURA, RESISTÊNCIA MECÂNICA E CORROSÂO Orientador : DANIELLE GUEDES DE LIMA CAVALCANTE Data: 31/07/2019 Hora: 09:00 Mostrar Resumo O Squeeze Casting e um processo que consiste em vazar um material liquido e introduzir uma pressao no sistema, e um dos processos de fundicao que pode resultar nas mais altas propriedades mecanicas atingiveis. O objetivo deste trabalho e analisar a influencia do parametro termico taxa de resfriamento para o processo de Squeeze Casting nas ligas hipoteticas do sistema Al-Fe, e ternarias Al-Fe-Si, e correlacionar com parametros estruturais como pressao e composicao, alem de correlacionar com a macroestrutura e microestrutura de solidificacao, propriedades mecanicas como dureza e ensaio de tracao . Esses parametros termicos foram obtidos com o mapeamento experimental atraves de termopares devidamente inseridos tanto no metal como no molde, atraves destes dados podemos tracar as curvas e taxas de resfriamento. O experimento foi realizado com as ligas diluidas do sistema aluminio ferro com as seguintes composicoes Al-1%Fe; Al-1,5%Fe, Al-1,8%Fe, Al-1,0%Fe1,0%Si com as pressoes variando de ambiente 50, 100 e 150 MPa. Os resultados obtidos mostraram de uma forma geral que com o aumento da pressao ocorre uma diminuicao dos defeitos e um aumento da taxa de resfriamento, assim como uma estrutura basicamente celular diferenciando dos trabalhos de solidificacao unidirecional, e que ocorre uma diminuicao dos espacamentos celulares com o aumento da pressao e composicao. Para o processo regime transiente de extracao de calor pode proporcionar condicoes que favorecam a formacao de fases nao previstas pelos respectivos diagramas de fases desses sistemas.
FRANK CÉSAR LOPES VERAS DETECÇÃO DE VELOCIDADE E DE FALHA DE EXCENTRICIDADE EM MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA SEM ESCOVAS A PARTIR DE SINAIS SONOROS UTILIZANDO DENSIDADE DE MÁXIMOS Data: 30/07/2019 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Os motores Brushless Direct Current (BLDC) tem sido utilizados em uma larga faixa de setores de atividades. Em algumas aplicacoes criticas, falhas nessas maquinas podem causar desastres operacionais e custar vidas, caso elas nao sejam diagnosticadas com antecedencia. Os metodos classicos para deteccao de falhas incipientes em motores BLDC realizam processamento do sinal de corrente de armadura para se obter a informacao requerida. Neste trabalho, a tecnica SAC-DM (Signal Analysis based on Caos using Density of Maxima) e aplicada pela primeira vez no diagnostico de falhas de sistemas eletromecanicos a partir de sinais sonoros. Analise wavelet multiresolucao e utilizada para separar uma componente caotica do sinal do som emitido pelo motor, a partir da qual e calculado o Coeficiente de Comprimento de Correlacao (CLC) usando a tecnica SAC-DM. Este trabalho demonstra que e factivel realizar diagnostico de excentricidade dinamica em motores BLDC identificando variacoes do SAC-DM do sinal de som. A tecnica exposta nesse trabalho possui baixo custo computacional e alto indice de acerto. Para validar o metodo, foram realizados testes em um pequeno motor BLDC normalmente utilizado em Veiculo Aereo Nao Tripulado (VANT), demonstrando a capacidade do metodo em detectar a velocidade do motor em 95,89% dos casos, e detectar problemas de excentricidade a uma velocidade fixa em 88,34% dos casos, empregando a Transformada de Wavelet. Para os casos analisados semWavelet, foram alcancados 98,38% de acuracia na deteccao de velocidade e 88,65% na deteccao de excentricidade, com uma velocidade fixa.
MARCIANO MARINHO DE SOUZA Formulação do Método dos Elementos de Contorno para placas delgadas apoiadas em bases elásticas de Kerr Data: 26/07/2019 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo As equacoes integrais sao formas equivalentes as das equacoes que regem o problema a ser estudado. Em nosso estudo analisaremos uma placa sobre a base elastica de Kerr. A base elastica de Kerr e baseada no modelo de Pasternak (1964), Kerr propos uma modificacao no modelo da equacao da foram de interacao proposto por Pasternak, no intuito de resolver as ocorrencias de reacoes de linhas concentradas ao longo das bordas livres de uma determinada estrutura. O presente trabalho tem por objetivo desenvolver as equacoes integrais do modelo de Kerr e encontrar todas as solucoes fundamentais da placa e da camada de cisalhamento utilizando o metodo de Hormander. A partir das equacoes integrais e das solucoes fundamentais sera encontrada a solucao numerica para este modelo, aplicando o MEC (metodo dos elementos de contorno). A resolucao do problema proposto pode ser aplicada para placas delgadas e espessas. Para verificacao do modelo em andamento sao apresentadas resolucoes de modelos sem base elastica, e sobre a base elastica de Winkler (base concentrada em determinada regiao). Com as analises realizadas ate o presente momento, verifica-se a eficiencia do modelo proposto por Kerr, quando comparado aos modelos de Winkler e Pasternak. Para prosseguimento do trabalho, pretende-se implementar o modelo proposto, utilizando o software Mathcad, mostrando numericamente a sua eficiencia para as bases delgadas e espessas
THIAGO DE SOUZA FIGUEREDO ANÁLISE EXERGOECONÔMICA DE UM SISTEMA DE TRIGERAÇÃO DE ENERGIA OPERANDO SOB UM CICLO DE RANKINE ORGÂNICO, ACOPLADO A UM CHILLER DE ABSORÇÃO DE SIMPLES EFEITO Data: 22/07/2019 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Neste trabalho, são realizadas análises energética, exergética e exergoeconômica de um sistema de Trigeração de energia. O sistema é composto por um Ciclo Rankine orgânico (ORC), que opera com um expansor do tipo parafuso duplo e fluido orgânico, um Chiller de Absorção do tipo Simples Efeito (SRA) e um Boiler para aquecimento de chuveiros. A fonte de calor considerada para o sistema proposto é o calor residual de algum processo dentro de uma unidade industrial, com temperaturas abaixo de 100°C. Foi desenvolvido um código computacional, na plataforma Engeneering Equation Solver (EES), que permite, através da análise termodinâmica, com aplicação dos conceitos associados à primeira e à segunda lei, obter os parâmetros e os custos exergéticos dos fluxos. É, também, implementado às avaliações exergoeconômicas associadas a cada componente, utilizando o método SPECO. Pela análise exergética é possível calcular os parâmetros térmicos de todos os fluxos, bem como as eficiências energéticas e exergéticas dos componentes do sistema e as respectivas irreversibilidades ou perdas associadas aos processos. A análise exergoeconômica permite descobrir quais componentes precisam de otimização. A aplicação da metodologia pelo uso do método SPECO permite a quantificação de custos exergéticos e monetários para os resíduos, que poderão gerar novos insumos. Comparando os resultados das eficiências energéticas, é possível observar o comportamento da eficiência global, com relação às eficiências dos componentes. Os resultados obtidos das análises são apresentados na forma de gráficos e tabelas.
GABRIELA JORDÃO LYRA SISTEMA INTELIGENTE PARA DIAGNÓSTICO DE FALHA EM ROLAMENTO DE MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS VIA ANÁLISE SONORA Data: 28/06/2019 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Os motores de indução trifásicos estão presentes em praticamente todos os processos industriais, sendo considerados a espinha dorsal da indústria moderna, mas, como qualquer outro equipamento, são vulneráveis a falhas, as quais, se não forem devidamente monitoradas, podem comprometer a produção e causar acidentes. As técnicas convencionais de detecção de falhas em motores de indução, por exemplo, análise da vibração e análise da corrente de armadura possuem certo grau de invasividade. A proposta desse trabalho é o desenvolvimento de um método totalmente não-invasivo para detecção e diagnóstico de falhas em rolamentos de motores de indução trifásicos através da análise do som emitido pelo motor em funcionamento, usando rede neural artificial e processamento Wavelet. A metodologia proposta baseia-se na aquisição da emissão sonora por um dispositivo eletrônico, na decomposição desse sinal adquirido em detalhes e aproximações utilizando a técnica Análise Wavelet Multiresolução (AWM) e por fim, o levantamento dos resultados estatísticos desses detalhes que servirão como entrada de dados para um sistema de redes neurais artificiais que serão do tipo Perceptron Multicamadas (PMC) e Rede de Função de Base Radial (RBF). A técnica proposta foi testada, validada e treinada experimentalmente usando uma bancada de testes. Como resultado a PMC apresentou uma média de 97% de acerto na detecção e a RBF apresentou uma média de 90% de acerto. Palavras chaves: Motor de Indução Trifásico, Rede Neural Artificial, Processamento de Sinal De Som, Análise Multiresolução Wavelet.
CAIO FERNANDO LIRA CORREIA ARAUJO IDENTIFICAÇÃO DO COMPORTAMENTO DE ATUADORES ATIVOS COM MOLAS LMF UTILIZANDO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS NÃO-LINEARES AUTORREGRESSIVAS COM ENTRADA EXÓGENA (RNA NARX) Data: 27/06/2019 Hora: 14:00 Mostrar Resumo As Ligas Memoria de Forma (LMF) sao um dos Novos Materiais (NM) que vem ganhando cada vez mais notoriedade nas ultimas decadas, gracas as suas novas caracteristicas e flexibilidade de comportamento, que possibilitam a mudanca de sua estrutura interna sob condicoes de temperatura e tensao. Pesquisas utilizam-se deste tipo de material para o desenvolvimento de atuadores, tanto ativos quanto passivos, porem, existindo limitacoes para aplicacoes dos atuadores ativos, uma vez que, suas propriedades nao-lineares limitam a previsibilidade do comportamento. A utilizacao de sistemas inteligentes pode viabilizar as aplicacoes desses atuadores. Muitas pesquisas tem empregado materiais LMF a sistemas de controle ou monitoramento de elementos de fios. Assim, este trabalho propoe a utilizacao de redes neurais artificiais nao-lineares autoregressivas com entrada exogena (RNA tipo NARX), para a previsao do comportamento histeretico de molas LMF e atuadores, compostos por associacoes de molas LMF, utilizando dados experimentais para treinamento e validacao da RNA. Foram utilizados dados de forca e temperatura obtidos em ensaios sob condicoes de deformacoes de 150%, 200% e 300% para as molas, e 100% e 150% para os atuadores. Apos a deformacao, aplicou-se corrente eletrica para o aquecimento dos elementos, para assim, obter a variacao da forca gerada pelo material. Foram obtidos resultados satisfatorios, onde a RNA apresentou a capacidade de aprendizado do comportamento dos dados dos ensaios e obteve as medias percentuais absolutas dos erros em torno de 0,4 % no teste de validacao.
CAIO FERNANDO LIRA CORREIA ARAUJO IDENTIFICAÇÃO DO COMPORTAMENTO DE ATUADORES ATIVOS COM MOLAS LMF UTILIZANDO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS NÃO-LINEAR AUTORREGRESSIVAS COM ENTRADA EXÓGENA (RNA NARX) Data: 27/06/2019 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo As Ligas Memória de Forma (LMF) são um dos Novos Materiais (NM) que vêm ganhando cada vez mais notoriedade nas últimas décadas, graças às suas novas características e flexibilidade de comportamento, que possibilitam a mudança de sua estrutura interna sob condições de temperatura e tensão. Pesquisas utilizam-se deste tipo de material para o desenvolvimento de atuadores, tanto ativos quanto passivos, porém, existindo limitações para aplicações dos atuadores ativos, uma vez que, suas propriedades não-lineares limitam a previsibilidade do comportamento. A utilização de sistemas inteligentes pode viabilizar as aplicações desses atuadores. Muitas pesquisas têm empregado materiais LMF a sistemas de controle ou monitoramento de elementos de fios. Assim, este trabalho propõe a utilização de redes neurais artificiais não-lineares autorregressivas com entrada exógena (RNA tipo NARX), para a previsão do comportamento histerético de molas LMF e atuadores, compostos por associações de molas LMF, utilizando dados experimentais para treinamento e validação da RNA. Foram utilizados dados de força e temperatura obtidos em ensaios sob condições de deformações de 150%, 200% e 300% para as molas, e 100% e 150% para os atuadores. Após a deformação, aplicou-se corrente elétrica para o aquecimento dos elementos, para assim, obter a variação da força gerada pelo material. Foram obtidos resultados satisfatórios, onde a RNA apresentou a capacidade de aprendizado do comportamento dos dados dos ensaios e obteve as médias percentuais absolutas dos erros em torno de 0,4 % no teste de validação.
SAMUEL DE OLIVEIRA ESTUDO E DESENVOLVIMENTO DE PRÓTESE DE TORNOZELO USANDO ATUADOR COM MEMÓRIA DE FORMA Data: 27/06/2019 Hora: 08:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Este trabalho de pesquisa apresenta o estudo e desenvolvimento de um protótipo de prótese de tornozelo usando atuadores de liga com memória de forma. Os atuadores, montados como atuadores linear série, possibilitaram alterar características de torque sobre o tornozelo para complementação do movimento da caminhada. Com a sua atuação as molas mecânicas existentes no protótipo armazenam energia durante a segunda fase de apoio da caminhada devolvendo a energia na terceira fase impulsionando o amputado. Para o projeto da estrutura foram utilizadas as dimensões antropométricas a partir das medições feitas em um esqueleto humano normalizadas para um tamanho médio de um pé humano brasileiro. Foram desenvolvidos cálculos dinâmicos e cinemáticos do protótipo com o objetivo de dimensionar a estrutura da prótese, as molas mecânicas de aço inoxidável e as molas de liga com memória de forma (atuadores). O protótipo foi fabricado em plástico ABS através da prototipagem rápida com algumas peças fabricadas de aço inoxidável. Uma vez que o padrão de torque sobre o tornozelo tem seus valores normalizados na literatura, foi possível calcular o torque no tornozelo com a estrutura proposta, realizar testes experimentais e comparar os valores obtidos. Os resultados experimentais se mostraram promissores quanto ao fato de se obter o torque característico e a capacidade do protótipo em armazenar e devolver a energia durante a caminhada. Como contribuição científica o gráfico da caminhada da prótese foi comparado com o padrão humano e com alguns resultados de outros autores. Palavras-chaves: Prótese de Tornozelo, Prótese de Membro Inferior, Materiais Inteligentes, Ligas com Memória de Forma, Atuador Linear Série.
RENATO FRANKLIN RANGEL DESENVOLVIMENTO TEÓRICO E EXPERIMENTAL DE UM GERADOR DE ENERGIA ELÉTRICA UTILIZANDO A ENERGIA VIBRATÓRIA DE SISTEMAS MECÂNICOS COM BASE NOS MATERIAIS PIEZOELÉTRICOS Data: 31/05/2019 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O desenvolvimento de tecnicas para o aproveitamento de energia presente no ambiente apresenta-se atualmente como forma de contribuir com a geracao de energia eletrica,de forma limpa,a partir de fontes renovaveis, viabilizando o funcionamento de dispositivos eletronicos de baixa potencia autoalimentados. Assim, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento e a avaliacao do desempenho de um dispositivo que transforma as vibracoes mecanicas presentes no ambiente em energia eletrica, utilizando ceramicas piezoeletricas a base de Titanato Zirconato de Chumbo (PZT).O gerador foi construido como uma estrutura mecanica capaz de fornecer deformacoes ciclicas a oito celulas piezeletricas de formato retangular, atraves de cargas de tracao/compressao.Antes da construcao do dispositivo,suas dimensoes geometricas foram estabelecidas por meio de uma analise utilizando elementos finitos.Para aquisicao dos resultados experimentais foi utilizado um sistema de medicao devidamente instrumentado, onde foi possivel obter os dados referentes a aceleracao, a tensao e a potencia eletrica geradas pelo dispositivo. Os resultados obtidos atraves das analises numericas e experimentais -relativos a dinamica do dispositivo e a tensao eletrica gerada, sao apresentados e comparados.O gerador foi avaliado para diferentes valores de amplitude de vibracao e gerou uma potencia maxima de 9,6 mW quando operando em sua primeira frequencia natural(60 Hz), considerando uma carga resistiva de 15 kΩ.Por fim, o desempenho do gerador foi avaliado sob duas condicoes diferentes de excitacao ambiente, quando acoplado a um condensador de ar condicionador e quando acoplado a um motor de inducao trifasico.
RENATO FRANKLIN RANGEL DESENVOLVIMENTO TEÓRICO E EXPERIMENTAL DE UM GERADOR DE ENERGIA ELÉTRICA UTILIZANDO A ENERGIA VIBRATÓRIA DE SISTEMAS MECÂNICOS COM BASE NOS MATERIAIS PIEZOELÉTRICOS Data: 31/05/2019 Hora: 09:00 Mostrar Resumo Atualmente tem sido alvo de interesse de muitos pesquisadores estudos que apresentem possiveis solucoes para geracao de energia eletrica alternativa. Muitas dessas pesquisas se concentram na utilizacao de recursos naturais, teoricamente inesgotaveis, para preservar outras fontes de energias esgotaveis. Mais recentemente, tem sido estudada a possibilidade de geracao de energia eletrica de baixa potencia, mas que sejam suficientes para suprir a demanda de alguns sistemas eletronicos. Sistemas como sensores sem fio ou comunicacao remota que tem baixo consumo de potencia podem ser beneficiados. Dentre as varias tecnologias de producao de energia eletrica alternativa, o uso da energia vibratoria e de deformacao de estruturas pode ser utilizada para gerar energia eletrica. Para essa conversao se tem os materiais piezoeletricos que convertem a energia de deformacao mecanica em energia eletrica. Assim, neste trabalho, e apresentada a proposta de desenvolvimento e caracterizacao de um dispositivo gerador de energia eletrica por meio de um material piezoeletrica de Zirconato Titanato de Chumbo (PZT). Para a caracterizacao experimental foi desenvolvida uma estrutura mecanica dinamica na qual foram acopladas oito celulas piezoeletricas, submetidas a tracao e compressao de forma ciclica, que funcionam como gerador de eletricidade. Um aparato experimental foi criado e instrumentado para a captacao da aceleracao e tensao eletrica gerada. Inicialmente simulacoes foram desenvolvidas no sentido de nortear o conjunto de acoes experimentais. Resultados simulados e experimentais da dinamica do gerador e da tensao eletrica gerada sao apresentados.
THAYZA PACHECO DOS SANTOS BARROS OTIMIZAÇÃO DOS PARÂMETROS DE FUNDIÇÃO VIA SOLIDIFICAÇÃO UNIDIRECIONAL NA OBTENÇÃO DE LIGAS METÁLICAS COMPLEXAS QUASICRISTALINAS DE BASE ALUMÍNIO Data: 30/05/2019 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O desenvolvimento de processos de fabricacao que aliem baixo custo e eficiencia na producao de ligas metalicas complexas quasicristalinas, tornou-se um desafio para pesquisadores e engenheiros de modo a tornar sua producao viavel em aplicacoes industriais. As ligas quasicristalinas, recem-descobertas, apresentam caracteristicas microestruturais singulares e propriedades diferenciadas que as tornam candidatas a usos potenciais em revestimentos e compositos de matrizes ducteis, catalizadores, entre outros. Apesar das caracteristicas especiais destas ligas, atreladas ao baixo custo das materias-primas, a metalurgia para sua obtencao necessita de condicoes adequadas de processamento. Varias tecnicas convencionais de fabricacao sao usadas na obtencao de ligas quasicristalinas, tais como: fundicao convencional em forno de inducao, fundicao por resfriamento rapido, metalurgia do po, entre outras. Em todas essas tecnicas, via de regra, as ligas possuem uma microestrutura composta por uma mistura de fase quasicristalina e fases cristalinas ditas aproximantes. Fazem-se necessarios, tratamentos termicos, posteriores, as vezes longos, que de condicoes termodinamicas suficientes para promover a formacao de uma microestrutura formada predominantemente por fase quasicristalina. Os processos de fabricacao que usam resfriamento rapido mostraram-se eficientes na producao destes materiais com uma maior fracao de fases quasicristalinas, ja na primeira etapa do processamento. A maioria destas tecnicas, porem, apresenta como principais inconvenientes altos custos para producao em larga escala. Neste sentido, propoe-se uma rota de processamento de fundicao via solidificacao unidirecional, onde se podera aumentar a severidade do resfriamento de modo a maximizar a quantidade de fase quasicristalina. Para tanto, sera testada a liga AlCuFe atraves de diferentes temperaturas de resfriamento e moldes, de modo a prever condicoes ideais para solidificacao desta liga.
SOFIA BARBOSA DOS REIS GERENCIAMENTO DE GERAÇÃO DE ENERGIA FOTOVOLTAICA RESIDENCIAL: Uma análise de viabilidade Data: 30/04/2019 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O Brasil tem privilégios em razão de seu extenso território, somado ao alto e vasto nível de irradiação solar. Em virtude das variações climáticas e prolongados períodos de secas, tem-se como consequência o comprometimento da produção de eletricidade pelas unidades hidroelétricas do Brasil. Esta realidade tem chamado a atenção de especialistas e estudiosos em produção de energia elétrica alternativa pelas características de sustentabilidade e alta produção de energia limpa. A energia solar fotovoltaica está em uma situação crescente de custo favorável, pois tem os insumos que mais baixaram nos últimos anos. Os investimentos em materiais e métodos necessários à sua implementação aumentam sua viabilidade. Apresenta-se os tópicos gerais acerca da energia solar, sua aplicação e um estudo de caso específico. Verifica-se as inconsistencias do gerenciamento de materiais e métodos para essa aplicação e a viabilidade da energia solar neste sistema analisado de produção de eletricidade. E por fim as recomendações para maior eficiencia do sistema.
JANDEMARQUES ALEXANDRE SOARES DA SILVA USO DE UM SISTEMA QUE CONTRIBUI PARA A ADMISSÃO CONTÍNUA DO COMBURENTE EM UM GASEIFICADOR DE BIOMASSA Data: 26/04/2019 Hora: 14:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O objetivo desta pesquisa é investigar os efeitos de um mecanismo de perfuração de cinzas no comportamento de um sistema formado por um gaseificador de biomassa e um grupo gerador, composto por um motor ottolizado. Esse gaseificador fora projetado para alimentar um motor dual (gás pobre/diesel), com capacidade máxima de geração de 20 kW elétrico. A conversão deste motor para operar apenas com gás pobre sem prejudicar sua capacidade de geração de potência elétrica, exigiu muitas modificações. Foi observado, que a estrutura original modificada permitia a ampliação de potência gerada. Todavia, à medida que se fazia adaptações para ampliar sua capacidade térmica, tinha-se como resultado, durante o funcionamento do sistema, aumento significativo de produção de cinzas. As cinzas passaram a bloquear a grelha e interromper o funcionamento do sistema como um todo, por falta de oxigenação. Assim, um aparato mecânico foi projetado, construído, instalado e avaliado, levando-se em conta o comportamento do gaseificador, nos aspectos, físico, químico e mecânico, e o funcionamento do sistema, examinando-se os resultados produzidos. Para se avaliar a extensão das possíveis interferências do novo aparato no próprio funcionamento do sistema, fez-se comparação dos resultados deste trabalho com os resultados obtidos por Luna (2018), que utilizou o mesmo gaseificador, porém sem fazer uso do Perfurador de Cinzas. O consumo específico do gás pobre em função da potência gerada do presente trabalho variou entre 1,2 e 3,6 %. No caso do gaseificador, foi visto que a eficiência, em função da potência, ficou entre 75 e 82 %. A eficiência do grupo gerador, em termos da potência gerada, oscilou entre 11 e 23 %. A variação da eficiência do sistema formado pelo gaseificador/grupo gerador, foi quase linear xiv em função da potência gerada e se situou entre 8 e 19 %. O mais significativo, todavia, foi perceber que ao se comparar as curvas construídas com os dados do presente trabalho e aquelas advindas de Luna (2018), em várias situações, houve grande similaridade em seus aspectos e na distribuição de seus valores. Por sua vez, o uso do Perfurador vem a operação continuada do gaseificador, evitando o tamponamento de sua grelha.
JANDEMARQUES ALEXANDRE SOARES DA SILVA SISTEMA MECÂNICO EMPREGADO PARA EVITAR O BLOQEIO DA GRELHA DE UM GASEIFICADOR DE BIOMASSA USADO PARA PRODUZIR ENERGIA ELÉTRICA Data: 26/04/2019 Hora: 14:00 Mostrar Resumo O objetivo desta pesquisa e investigar os efeitos de um sistema de oxigenacao, durante o funcionamento de um gaseificador de biomassa de leito fixo de topo aberto, do tipo co-corrente, importado da india e um motor MWM 229/6 a diesel, de seis cilindros, convertido para gas, um gerador Negrine, com potencia nominal de 150 kVa, e potencia ativa de 120 kW. Este gaseificador foi inicialmente projetado para alimentar um motor dual, com capacidade maxima de geracao de 20 kWe. Foi observado que a medida que se progredia ao longo do tempo, aumentando-se as faixas de potencia eletrica produzida, um fato natural ocorreu, o aumento no nivel de cinzas produzidas pelo gaseificador. Quando estas cinzas se acumulam sobre a grelha do gaseificador, ocorre uma descontinuidade na gaseificacao. Para solucionar este problema, um sistema de oxigenacao foi instalado, este sistema e acionado manualmente a cada mudanca de faixa de potencia, desobstruindo a passagem do gas produzido dando continuidade ao processo. Desta forma, a fim de se mensurar a influencia deste sistema na qualidade do gas produzido, bem como, em suas eficiencias, serao realizados testes comparando os resultados obtidos com a utilizacao do sistema e sem a utilizacao do mesmo.
GABRIEL DE SA TELES E LIMA EFEITO DA CARBONATAÇÃO NA MICROESTRUTURA E NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE MATERIAL ALCALINAMENTE ATIVADO À BASE DE METACAULINITA Data: 25/04/2019 Hora: 14:00 Mostrar Resumo Estudos tem buscado compreender os mecanismos de desenvolvimento das diversas patologias inerentes as estruturas a base de Cimento Portland que compromete seu desempenho mecanico nas estruturas de concreto. Neste sentido, varias pesquisas vem sendo desenvolvidas no tocante a materiais alternativos que venham a substituir ou serem incorporados nos concretos tradicionais visando a mitigacao dessas patologias. Desta forma, surgem os Materiais Alcalinamente Ativados (MAA) que apresentam boas propriedades, em especial no tocante a seu desempenho em ambientes agressivos, tais como os de carbonatacao supercritica como as atmosferas saturadas de CO2. Este trabalho tem como proposta avaliar os efeitos da carbonatacao nos MAA de metacaulinita atraves das analises de microestrutura e das propriedades termomecanicas. Para tanto, foi desenvolvida uma camara de carbonatacao a partir de um vaso de pressao metalico, onde manometros e sensores foram acoplados para realizar o monitoramento da atmosfera no interior da camara durante os testes. Foram utilizadas duas formas de obtencao da atmosfera de CO2 (gas e gelo seco), bem como tres razoes diferentes de Si/Al com o objetivo de identificar a formulacao que apresentasse melhor desempenho sob atmosferas saturadas de CO2. Finalmente, as amostras com melhor desempenho foram submetidas a cinco atmosferas de carbonatacao acelerada (4 horas de teste), com a pressao atingindo valores maximos proximos de 7,76 MPa. Para efeitos comparativos, foram realizados testes em amostras de Cimento Portland sob as mesmas condicoes. Os resultados das analises microestruturais apontaram a formacao crescente de fases de carbonatos a medida em que a pressao de CO2 no interior da camara era elevado. Esse comportamento foi identificado nas amostras de MAA e de Cimento Portland. Desta forma, constatou-se que o uso da camara possibilitou replicar condicoes de carbonatacao em um periodo reduzido, contribuindo com os estudos de patologias inerentes a exposicao a atmosferas saturadas de Dioxido de Carbono.
VICENTE DE VASCONCELOS CLAUDINO FILHO USO DE BIOMASSA E DE CARVÃO VEGETAL EM GASEIFICADORES PARA PRODUZIR GÁS ADEQUADO A MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA Data: 24/04/2019 Hora: 09:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Nos dias atuais suprir a demanda por energia é um dos grandes desafios da sociedade. A cada dia a curva que demonstra o quanto de energia é consumido em todo o mundo tem ascendido em uma velocidade maior do que as fontes podem gerar. O desenvolvimento da indústria e o consumo residencial são os principais fatores para que isso ocorra. Um meio encontrado para tentar suprir essa demanda é a utilização de fontes renováveis de energia. O problema de muitas dessas fontes renováveis é que elas dependem exclusivamente de fatores climáticos como o vento e o sol. Uma opção para evitar essa dependência é a utilização da gaseificação de biomassa. A biomassa é um recurso disponível durante todo o ano, sem que seja prejudicada por fatores climáticos. Por sua vez, a utilização da biomassa residual evita a poluição do meio ambiente, ao mesmo tempo em que a transforma em fonte alternativa de energia. Este trabalho tem por objetivo demonstrar que é possível tornar a operacionalização de um sistema formado por um gaseificador de biomassa de um grupo gerador, ao tempo em que se aumenta a sua eficiência energética a partir da substituição da biomassa in natura pelo carvão vegetal. O gaseificador utilizado tem a capacidade de produzir 8 kW térmicos e o grupo gerador pode gerar 2,2 kW de potência elétrica. Durante os experimentos foi utilizado um simulador de carga do tipo resistivo, constituído por oito lâmpadas de bulbo com potências que variaram de 150 a 280 W, perfazendo um total de 2,04 kW. Ao se substituir a biomassa in natura pelo carvão vegetal foi possível se elevar a eficiência do sistema gaseificador/grupo gerador de 5,21 % para 9,71 %. Constatou-se, ainda, a redução no consumo específico de biomassa (carvão vegetal) do gaseificador, que operando na potência máxima, provoca um consumo específico de 3,89 kg/kWh com a biomassa in natura, e esse valor foi reduzido para 1,18 kg/kWh com o uso do carvão vegetal. O simulador de carga resistivo funcionou conforme o esperado, tendo sido possível se acionar as oito lâmpadas de bulbo, obtendo-se, desta maneira, a potência máxima de trabalho motor. Comprovou-se, por outro lado, que a substituição da biomassa in natura pelo carvão vegetal foi conveniente ao estado de conservação do sistema, quando eliminou os efeitos nocivos que o alcatrão causa às tubulações do aparato. E essa importância torna-se mais notória, quando deixa de provocar aderência e imobilização de peças do motor de combustão interna, tais como válvulas e pistões. Dá- se, assim, mais um passo para a demonstração da viabilização da gaseificação da biomassa como fonte de energia alternativa, dentre as existentes no cenário nacional.
FRANCISCO JOSÉ ARAUJO MELO DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE CLIMATIZAÇÃO HÍBRIDO: DESSECANTE E POR COMPRESSÃO DE VAPOR Data: 28/02/2019 Hora: 08:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Em tempos que se deve cuidar do presente pensando no futuro, e de fundamental importancia que No presente trabalho foi desenvolvido em caráter experimental um sistema de climatização artificial híbrido a partir das tecnologias de climatização dessecante e de climatização por compressão de vapor (CCV). Sua estrutura foi dividida em dois estágios, o primeiro para reduzir as cargas latentes do ar de climatização a partir do processo de desumidificação em rotores adsortivos, e o segundo para reduzir as cargas sensíveis do ar de climatização a partir da transferência de calor em um trocador de calor rotativo e em um trocador de calor compacto. Os rotores adsortivos usados foram, um rotor dessecante (RD) e um rotor entálpico (RE), o trocador de calor rotativo foi um trocador de calor regenerativo (rotor sensível), e o trocador de calor compacto foi o evaporador constituinte de um sistema CCV residencial de janela. O rotor entálpico foi inserido no sistema para atuar em conjunto com o rotor dessecante e apresentouse como um excelente meio para alcançar maiores níveis de desumidificação e também reduções no consumo da fonte de calor usada para reativar o adsorvente do rotor dessecante. Como forma de reduzir ainda mais o consumo da fonte de calor, foram aproveitados os resíduos térmicos dissipados a partir do condensador constituinte do sistema CCV. O sistema híbrido em modo de ventilação aberto foi avaliado a partir de dois blocos de testes, o primeiro usando vazões de ar de 909 m³/h, e o segundo usando vazões de 1204 m³/h. Foram observados os desempenhos, Térmico (𝛽𝑇), Elétrico (𝛽𝐸) e Geral (𝛽𝐺). Em cada bloco de testes foram usadas temperaturas de reativação mantidas em torno de 50, 65 e 80℃. No bloco de testes com vazões de 909 m³/h, os coeficientes de desempenho máximos foram, βT_ 52.0°C= 2.2, βE_80.5°C= 3.4, βG_52.0°C= 0.9. No bloco de testes com vazões de 1204 m³/h, os coeficientes de desempenho máximos foram, βT_49.8°C= 2.5, βE_80.1°C= 4.2, βG_49.8°C= 1.1. A partir de estudos de casos foram comparadas a atuação do RD com a atuação do conjunto RD+RE. Observou-se nas vazões de 909 e 1204 m³/h, que por meio da atuação conjunta dos rotores, foram obtidas reduções do consumo da fonte de calor de 57.6% e 61.8%, respectivamente. Em cada bloco de testes foi observado também que, na menor temperatura de reativação a atuação conjunta dos rotores promoveu níveis de desumidificação equivalentes àqueles alcançados pelo RD reativado com a maior temperatura estabelecida. Devido ao aproveitamento dos resíduos térmicos dissipados no condensador, no bloco de testes com vazões de 909 m³/h e temperaturas de reativação de 52.0°C, 65.9°C e 80.5°C, o consumo da fonte de calor foi poupado em, 100%, 71.9% e 51.1%, respectivamente. De forma análoga, no bloco de testes com vazões de 1204 m³/h e com temperaturas de reativação de 49.8°C, 66.0°C e 80.1°C, o consumo da fonte de calor foi poupado em, 100%, 71.8% e 52.5%, respectivamente. Palavras-chave: Climatização híbrida, rotor dessecante, rotor entálpico, rotor regenerativo, compressão de vapor.
FRANKLIN LACERDA DE ARAÚJO FONSÊCA JÚNIOR Obtenção da liga quasicristalina Al-Cu-Fe a partir dos elementos reciclados Data: 25/02/2019 Hora: 08:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Com o avanco tecnologico das ultimas decadas e as crescentes pesquisas de novos materiais e processo, a ciencia dos materiais vem assumindo papel importante na inovacao tecnologica a nivel mundial. Neste ambito, as ligas quasicristalinas vem assumindo papel importante devido as suas caracteristicas singulares, o que impulsiona estudos e pesquisas para avaliar a estabilidade desse material sob condicoes severas, desenvolvimento de novas ligas, novas tecnicas de processamento, uso de novos materiais precursores, dentre outras. Nos dias atuais, existe uma necessidade intensa em diminuir os impactos ao meio ambiente e a sociedade. Partindo dessa premissa, nesse trabalho foi desenvolvida uma liga quasicristalina Al-Cu-Fe, sendo utilizado como materia prima o aluminio reciclado para producao da liga Al(Rec.)CuFe; e aluminio, cobre e ferro reciclados para producao da liga AlCuFe(Rec.). Nesse contexto, o aluminio foi obtido a partir da reciclagem de latinhas de refrigerante/cerveja, o cobre de tubulacao de trocadores de calor de ar condicionado e o ferro da sucata de acos da UFPB. Os resultados de Difracao de Raios-X demonstram que houve a formacao da fase quasicristalina ainda no estado bruto, com homogeneizacao desta fase a medida que se realizou os tratamentos termicos a 750 ºC (1 hora) e 750 ºC (8 horas), ficando evidente a influencia do tempo de tratamento termico na formacao da fase quasicristalina. Os resultados tambem mostraram um pequeno resquicio de fases cristalinas na amostra com materia prima toda reciclada, em decorrencia de algum contaminante proveniente do aco de baixo carbono. As Imagens de MEV mostraram a presenca de couve-flor caracteristica de materiais quasicristalinos para ambas as ligas. As amostras AlCuFe(Rec.) apresentaram dureza de 694 HV, para a amostra de tratada por 8h. A amostra de Al(Rec.)CuFe apresentou dureza de 668 HV, para as mesmas condicoes. As analises de polarizacao potenciodinamica para PH=7 mostraram uma tendencia de passivacao de ambas as ligas; A metodologia se mostrou eficiente para producao de ligas quasicristalinas de elevada pureza, tanto nas amostras apenas com aluminio reciclado quanto nas amostras contendo AlCuFe reciclados.
ANA LÍVIA FORMIGA LEITE ANÁLISE EXERGOECONÔMICA DE UM SISTEMA DE TRIGERAÇÃO NO SETOR TERCIÁRIO: UM ESTUDO DE CASO EM UM RESORT Data: 22/02/2019 Hora: 10:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Neste trabalho, é realizada a análise energética, exergética e exergoeconômica pelo método SPECO de um sistema de trigeração composto por trocadores de calor e por dois chillers de refrigeração por absorção, sendo um de simples efeito e um de duplo efeito. Este sistema foi proposto para um resort localizado no litoral do estado do Piauí. A fonte primária de energia foi o rejeito térmico de um motor de combustão interna movido a diesel já existente no resort. Pela análise termodinâmica, foi calculada a carga térmica que os dois chillers de absorção fornecem e o quanto os trocadores de calor para aquecimento de água. Com a análise exergética, verificou-se quais equipamentos possuem o maior valor de exergia destruída do sistema. Na análise exergoeconômica, observou-se também quais componentes que agregam a maior parcela de custo da instalação e devem ser otimizados. Por meio da análise econômica, constatou-se que o sistema funcionaria durante duas horas no horário de ponta, quando a taxa de ocupação do resort fosse de 50% ou mais. Com este estudo, concluiu-se que o sistema de trigeração proposto possui um bom desempenho energético e exergético, mas que alguns componentes devem ser otimizados e uma análise econômica mais detalhada deve ser realizada.
Merques do Nascimento Freitas PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA E CARVÃO ATIVADO A PARTIR DE UM GASEIFICADOR DE BIOMASSA Data: 20/02/2019 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A gaseificação é na prática o processo mais eficiente para se extrair a energia química contida na Biomassa. No que concerne à geração de energia elétrica vem demonstrando grandes resultados, seja do ponto de vista econômico, seja do ponto de vista do meio ambiente. Diversas pesquisas vêm sendo desenvolvidas buscando aperfeiçoar o processo de gaseificação e suas tecnologias; dentre elas, esta, que tem por objetivo a produção de energia elétrica e de carvão ativado, concomitantemente, a partir da biomassa residual. Para os experimentos, utilizou-se um gaseificador com capacidade para 8 kW térmicos; um motor de combustão interna VANGUARD V-twin de 18 HP (13,5 kW), do ciclo Otto, adaptado para funcionar a gás; um gerador TOYAMA, com potência nominal de 2 kW elétricos; um simulador de cargas resistivo e diversos instrumentos de mediçao e de análise. Um sistema perfurador de cinzas foi implementado no cinzeiro do gaseificador, também, com a função de extrair a biomassa já transformada em carvão vegetal. Os resultados mostraram que: o consumo específico de biomassa (kg/kW.h) decresceu com o aumento da potência; a eficiência do sistema Gaseificador/Grupo Gerador aumentou com a elevação da potência; o teor de carbono fixo do carvão oscilou entre 65,22 % e 70,86 %; e a área de BET permaneceu entre 354 e 444 m²/g. A gaseificação demonstra ser uma alternativa viável para a produção tanto de energia elétrica, quanto de carvão vegetal com características de carvão ativado ( por apresentar relevante área superficial específica) e com alto teor de carbono fixo. Palavras chave: Biomassa, Carvão ativado, Energia Elétrica, Gaseificação
HEITOR ABDIAS DA SILVA PEREIRA IMPLEMENTAÇÃO DE PADRÕES DE TECIMENTO NA SIMULAÇÃO DE OPERAÇÕES DE SOLDAGEM PELO MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS Data: 18/02/2019 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Um dos fatores mais relevantes quanto ao comportamento adequado de um componente soldado quando em serviço é o seu histórico térmico, haja vista o alto aporte de calor envolvido na união das partes, bem como os defeitos relacionados ao ajuste inadequado dos parâmetros de soldagem. Uma das práticas mais comuns para a obtenção de soldas de alta qualidade, e com maior eficiência, é a realização dos movimentos de tecimento durante o processo, uma vez que podem proporcionar um cordão mais largo, a fusão adequada das bordas da junta, entre outros benefícios. Ainda que métodos numéricos, tais como o Método dos Elementos Finitos MEF , sejam amplamente utilizados na simulação de processos de soldagem, os modelos matemáticos das fontes de calor que representam a ação do arco elétrico na peça não abrangem os movimentos de tecimento, sendo, portanto, necessárias modificações na descrição matemática do aquecimento durante a soldagem. Nesse contexto, o presente trabalho propõe a implementação do movimento de tecimento na simulação da soldagem a partir da parametrização do caminho percorrido pela fonte de calor durante a execução dos movimentos, com a realização de dois estudos de caso, nos quais são estabelecidas a comparação entre o método proposto e o método de transformação de coordenadas, mais utilizado atualmente, a partir de dados numéricos e experimentais da literatura, bem como a realização de uma análise experimental para observar o ciclo térmico em pontos de uma chapa soldada. Os resultados mostraram que, apesar de ser um método mais simples que a transformação de coordenadas, a parametrização do caminho é capaz de representar com boa exatidão o movimento de tecimento nas simulações de soldagem, fornecendo assim informações relevantes quanto à distribuição de temperaturas e ao ciclo térmico da soldagem.
MARIA ALINE MARTINS DO NASCIMENTO ESTUDO DA OBTENÇÃO DE COMPÓSITOS ALUMÍNIO/QUASICRISTAL VIA SINTERIZAÇÃO POR SUPERAQUECIMENTO Data: 14/02/2019 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A exigência contínua de materiais leves e de alto desempenho, para as indústrias aeroespaciais e do setor automotivo, levou ao desenvolvimento de materiais compósitos com matriz metálica (CMM). Os tipos mais populares de CMM são as ligas de alumínio reforçadas com partículas cerâmicas, porém, partículas de reforço metálico de quasicristais vêm ganhando espaço devido ao baixo custo, fácil acesso, reciclabilidade e não-toxicidade dos componentes, além de fornecerem propriedades comparáveis ou até melhores que os CMM com reforço cerâmico já existentes. Este trabalho visa desenvolver um novo processo que viabilize a formação de compósitos de matriz de alumínio com adição do reforço de partículas quasicristalinas. Na obtenção dos compósitos, foi empregada a técnica da Metalurgia do Pó em combinação com uma nova rota de sinterização dos pós de alumínio e quasicristal, através de um banho de metal líquido. Foram introduzidas partículas quasicristalinas micrométricas da liga Al62,2Cu25,5Fe12,3, nas proporções em volume de 2,5%, 5% e 10%, em uma matriz de alumínio. A liga quasicritalina foi obtida via fusão e tratada termicamente por 8h à 750°C. Em seguida, foram produzidos compactados a frio dos compósitos e colocados em um molde de aço aquecido, para então, receber um banho de alumínio reciclado fundido, a fim de promover a sinterização. Através da nova rota de processamento utilizada, foi possível obter compactados sinterizados de Al/QC, resultando em compósitos com uma boa distribuição das partículas quasicristalinas na matriz de alumínio. A larga distribuição de tamanho de partículas de reforço promoveu a formação de regiões de poros e aglomerados. Pôde-se observar a tendência do aumento da dureza dos compósitos sinterizados com o aumento da fração volumétrica do reforço quasicristalino na matriz de alumínio.
DHIEGO LUIZ DE ANDRADE VELOSO ANÁLISE TEÓRICA DA CONVECÇÃO FORÇADA NA ENTRADA TÉRMICA DE FLUIDOS PARTICIPANTES EM DUTOS, CONSIDERANDO OS EFEITOS SIMULTÂNEOS DA RADIAÇÃO E DA CONDUÇÃO AXIAL Data: 31/01/2019 Hora: 15:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Muitas aplicações de engenharia são capazes de produzir gases de escape com alta temperatura, tornando a análise do escoamento de fluidos participantes relevante e necessária em diversas situações, tais como: caldeiras flamotubulares, sistemas de propulsão, motores turboalimentados, entre outros. O presente trabalho visa analisar a transferência de calor no escoamento laminar e turbulento de fluidos participantes no interior de dutos circulares e retangulares. Trata-se de um problema de transferência simultânea de calor por convecção e radiação, hidrodinamicamente desenvolvido e termicamente em desenvolvimento. O fluido é tratado como cinzento, puramente absorvedor e emissor de radiação térmica. A parede do duto é considerada cinza e perfeitamente difusa, sendo mantida à temperatura constante. Utiliza-se, no presente estudo, uma aproximação diferencial para modelar a transferência radiativa, baseada no método dos momentos, em conformidade com alguns trabalhos encontrados na literatura especializada. Aplica-se um método híbrido, numérico-analítico, denominado Técnica de Transformada Integral Generalizada (GITT), para resolver simultaneamente a equação da energia e a equação de transferência radiativa. Os resultados, apresentados na forma de tabelas e gráficos, permitem analisar a influência que os parâmetros condução-radiação, espessura óptica, emissividades da superfície de contorno, número de Peclet, número de Prandtl e número de Reynolds exercem no campo de temperatura e nos números de Nusselt Convectivo, Radiativo e Total. Investiga-se a significância da radiação térmica e o comportamento do processo convectivo com e sem a inclusão da radiação. No estudo do escoamento laminar, utilizam-se três modelagens matemáticas distintas para a solução do problema, que são comparadas entre si e demonstram a versatilidade da GITT. Na análise do escoamento turbulento, diferentes modelos de turbulência são adotados, com diferentes formulações para a distribuição de velocidade e para a difusividade turbulenta dinâmica; quatro situações são analisadas, baseadas em expressões analíticas propostas para o perfil universal de velocidade Lei da Parede. Os resultados obtidos no presente trabalho foram confrontados com existentes na literatura aberta, de forma a validar o modelo apresentado.
LUDMILA MARTINS DE ARAUJO ANÁLISE DO DESEMPENHO E EMISSÕES DE UM MOTOR DE IGNIÇÃO POR COMPRESSÃO UTILIZANDO VÁRIAS PROPORÇÕES DE BIODIESEL Data: 31/01/2019 Hora: 10:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Atualmente, a preocupação com emissões geradas por motores de combustão interna, e em particular motores utilizando óleo diesel, é um pré-requisito ligado aos seus projetos. Busca-se cada vez mais alternativas praticáveis e que apresentem resultados significativos na redução de poluentes. A previsível escassez de petróleo aliada à consciência ecológica está levando pesquisadores a procurar novas fontes de energia e processos de combustão mais eficientes e menos poluentes. Uma das possíveis soluções para este fim é a utilização de biodiesel nos motores de combustão interna por compressão (ICE), por ser capaz de reduzir os efeitos maléficos causados pelo óleo diesel. Para isto, foram realizados testes em dinamômetro de rolo com um veículo Chevrolet S10 LT, ano e modelo 2016, totalmente original, usando-se como combustíveis óleo diesel comum S10 (que possui originalmente 10% de biodiesel), óleo diesel B15 (com 15% de biodiesel) e biodiesel B100 (100% de biodiesel). Com a finalidade de avaliar a se esta alteração é útil para atender às necessidades da sociedade e o uso em transportes urbanos de cargas e passageiros, foram medidos a opacidade, o torque máximo, a potência máxima e feita a análise dos gases de escape. Através deste estudo foi possível analisar os efeitos do aumento da concentração do biodiesel nos parâmetros citados e concluir que o uso deste combustível de fonte renovável trouxe benefícios, como a redução da opacidade e de emissões de NOx e o aumento de 7 hp na potência medida na roda. Palavras-chave: Motores do ciclo diesel, biodiesel, dinamômetro, emissões, análise de desempenho.
ADELAIDE COSTA DE MÉLO ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DINÂMICO DE UMA COLUNA DE HASTE DE BOMBEIO MECÂNICO DE POÇOS DE PETRÓLEO Data: 30/01/2019 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Foi observado que as hastes de bombeio, componentes mecanicos utilizados no metodo de elevacao artificial por bombeio mecanico de petroleo estao sujeitas a grandes esforcos ciclicos e tem sofrido falhas que levaram as sucessivas rupturas causando danos fisicos e financeiros a empresa produtora. Determinar e analisar essas causas sao importantes para evitar futuras quebras de hastes. Uma forma seria utilizar uma analogia com pendulos multiplos para modelar os deslocamentos transversais no sistema e encontrar as hastes mais suscetiveis a falha. Os deslocamentos transversais podem ocasionar batidas/choques da coluna de hastes com a parede interna da tubulacao de producao, essas batidas podem ocasionar danos a coluna de hastes prejudicando o funcionamento do sistema, e consequentemente paradas de producao e aumento de intervencao nos pocos. Neste trabalho de dissertacao, procura-se atraves de um experimento (analogia com pendulos multiplos), no qual utiliza-se uma corrente de bicicleta que simula a dinamica da coluna de hastes atraves do movimento vertical de bombeio, obter os deslocamentos transversais para comparacao com uma analise numerica. Os resultados experimentais e numericos mostram a regiao da haste em relacao a profundidade do poco com maiores deslocamentos transversal. No trabalho realizam-se duas simulacoes, uma de uma coluna de haste de um poco de petroleo e outra do experimento com a corrente de bicicleta e mostra-se que e possivel simular o comportamento dinamico de uma coluna de haste em poco petroleo por bombeio mecanico. Palavras chaves: - Hastes de Bombeio, pendulos multiplos, falhas.
RONELLY JOSE DE SOUZA ANÁLISE EXERGOECONÔMICA DE UM SISTEMA CCP COMPOSTO POR UM CICLO RANKINE ORGÂNICO E UM SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO POR ABSORÇÃO Data: 15/01/2019 Hora: 10:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O objetivo desta dissertação é efetuar uma análise exergoeconômica em um Ciclo Rankine Orgânico (ORC) com a introdução de um Sistema de Refrigeração por Absorção (SRA) no resfriamento do condensador. Além disso, este trabalho também visa melhorar a eficiência do aproveitamento da fonte de energia térmica e apresentar as análises paramétricas de desempenho sob os pontos de vista termodinâmico e econômico. Para avaliar o aumento relativo de eficiência foram analisadas duas configurações: Ciclo Rankine Orgânico Simples (ORC-S) e Ciclo Rankine Orgânico Combinado (ORC-C). A diferença essencial entre as duas é que o ORC-S rejeita calor para uma torre de resfriamento e tem como único produto a potência produzida pelo expansor, enquanto o ORC-C trabalha de forma combinada com um SRA e tem como produtos a potência produzida pelo expansor, a retirada de calor do condensador ORC e a climatização de um ambiente. A combinação dos sistemas é feita através da conexão entre o condensador do sistema ORC e um tanque de estocagem de água gelada que realiza trocas térmicas com o evaporador do SRA. A junção dos dois sistemas tem por objetivo permitir a diminuição da temperatura de condensação do ORC e a busca pelo aumento da potência e da eficiência no aproveitamento da energia disponibilizada pela fonte térmica. O sistema ORC em estudo utiliza um expansor do tipo scroll e opera com R- 134a como fluido de trabalho. O SRA considerado foi de simples efeito utilizando o par água-brometo de lítio. As análises termodinâmicas foram realizadas através de um estudo energético e exergético das duas configurações, obtido através da aplicação dos princípios da primeira e da segunda lei da termodinâmica. O estudo econômico foi realizado através de uma análise exergoeconômica, desenvolvida por meio da aplicação do método SPECO (Custo Exergético Específico). O equacionamento exergoeconômico foi realizado através da especificação de dados de entrada como os custos específicos da energia, proveniente da fonte térmica, da água gelada e da tarifa da energia elétrica. Palavras-chave: Sistema ORC, Sistema de Refrigeração por Absorção, exergia, exergoeconomia, SPECO.

2018
Descrição
MARCOS CEZAR LIMA CORDEIRO AVALIAÇÃO TERMODINÂMICA, EXERGOECONÔMICA E EXERGOAMBIENTAL DE UM SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO POR ABSORÇÃO DE DUPLO EFEITO EM SÉRIE UTILIZANDO O PAR ÁGUA-BROMETO DE LÍTIO Data: 28/09/2018 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O estudo desenvolvido trata de uma modelagem termodinâmica, exergoeconômica e exergoambiental de um de refrigerador por absorção de duplo efeito em série utilizando par água brometo de lítio como fluido de trabalho e que utiliza gás natural como fonte energética para o gerador de vapor, visando a simulação de cogeração de rejeitos térmicos. Tal estudo serve como suporte e parâmetro de otimização do protótipo deste sistema, que vem sendo desenvolvido e constantemente aperfeiçoado nos Laboratórios de Energia Sustentável (LABES), presentes no prédio da Rede Cooperativa de Pesquisa Norte/Nordeste do Gás Natural RECOGÁS-N/NE, no Instituto de Energia Sustentável (IES) da Universidade Federal da Paraíba. No estudo termodinâmico apresentado são feitas análises de cunho energético e exergético (que visam apresentar de forma quantitativa e qualitativa as propriedades, irreversibilidades e eficiência dos componentes,), análise exergoeconômica pelo método SPECO Specific Exergy Costing (que atribui custos às taxas exergéticas, apontando quais os componentes com maior custo atrelado e, por consequência, quais os que devem ter enfoque no aprimoramento do desempenho econômico), e, subsequentemente, a análise exergoambiental (que tem por finalidade atrelar os fluxos exergéticos a impactos ambientais de cada produto, incorporando critérios de sustentabilidade aos processos de conversão de energia, determinando assim quais componentes e processos devem ser melhorados a fim de reduzir a degradação ambiental). Para efeito de validação dos resultados foi utilizado o software Engineering Equation Solver (EES) para a resolução das iterações no processo de modelamento matemático dos processos analisados, e o SIMAPRO ® que faz a Análise do Ciclo de Vida (ACV) necessária para a análise exergoambiental. As análises aplicadas mostram, respectivamente, gerador de alta temperatura, gerador de baixa e evaporador como os maiores destruidores de exergia; os mesmos 3 componentes como aqueles com maior custo atrelado e, por fim, gerador de alta, evaporador e gerador de baixa como aqueles que mais degradam ambientalmente a atmosfera.
MARCELLE BATISTA MARTINS DOS SANTOS UM MODELO COMPUTACIONAL PARA A OTIMIZAÇÃO DA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE UM SISTEMA METROFERROVIÁRIO UTILIZANDO ALGORITMOS GENÉTICOS Data: 31/08/2018 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Os motores eletricos dos trens e vagoes de um Sistema Metroferroviario sao alimentados pela energia eletrica, necessitando de uma demanda elevada de energia. Alem disso, este sistema de transporte sobre trilhos tem crescido cada dia mais e com isto, atualmente buscam-se solucoes para otimizar o consumo da energia eletrica. Este trabalho tem como objetivo apresentar uma analise da conducao manual dos TUEs (Trens Unidade Eletricos) da CBTU (Companhia Brasileira de Trens Urbanos) - Recife, bem como demostrar uma analise sobre a utilizacao da energia eletrica disponibilizada pelos motores nos processos de aceleracao e frenagem. Para este fim sera proposto um modelo geral que engloba a analise dos perfis de velocidade, onde chamamos aqui tambem de Modelo para a Otimizacao de Speed Profile. Este modelo inclui simulacoes empiricas com os dados reais colhidos atraves de sensores nas estacoes do METROREC e demonstracao do desenvolvimento de um Algoritmo Genetico da Inteligencia Artificial apropriado para o contexto. Assim, apos apresentacao deste modelo, o mesmo sera validado com o auxilio de um software onde o modelo proposto foi implementado, utilizando a linguagem de programacao Java. Atraves das simulacoes com os dados reais, pretende-se demonstrar que controlando os perfis de velocidade dos trens, considerando alguns limites, restricoes e parametros, ocorrera a reducao do consumo de energia na malha metroferroviaria, o que ira favorecer um transporte mais sustentavel e uma reducao monetaria dos gastos. O modelo pode ser adaptado para outras malhas metroferroviarias, como tambem pode servir de prototipo para a academia e industria.
BRENO HENRIQUE DA SILVA ANDRADE ESTUDO DA HISTERESE TÉRMICA DE LIGAS Cu-Al-Mn-Ti-B COM EFEITO MEMÓRIA DE FORMA Data: 31/08/2018 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Nos últimos anos, tem sido crescente o interesse pelas ligas com efeito memória de forma de baixa superelasticidade. O percentual de martensita induzida por tensão, não recuperada após a liberação do carregamento mecânico, tem sido convertido termicamente para concretizar aplicações industriais. Neste trabalho, avaliou-se a influência da velocidade de deformação e da temperatura na deformação residual de ligas Cu-Al-Mn, modificadas com a adição de Ti-B, passíveis do efeito memória de forma, visando sua utilização em dispositivos de união de baixo custo de processamento. As ligas foram elaboradas sem controle de atmosfera e caracterizadas microestruturalmente via microscopia óptica, calorimetria diferencial de varredura, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X. As propriedades termomecânicas foram avaliadas através de ensaios de tração estáticos e cíclicos de carregamento/descarregamento. Os resultados mostraram que a liga possui sua fase totalmente austenítica em temperatura ambiente, apresentando uma estrutura do tipo L21. Verificou-se que as tensões de transformação martensítica aumentaram com velocidades maiores de carregamento, assim como a deformação residual. O valor médio de deformação de ruptura foi de 13% aproximadamente. Com relação à variação do percentual de deformação imposto, a superelasticidade diminuiu conforme aumentou-se o percentual e a deformação residual aumentou. Os resultados apresentados indicam viabilidade da liga Cu-8,15Al-10,71Mn-0,43Ti-0,086B para aplicações que exigem ligas com elevada histerese térmica. Palavras chave: deformação residual, histerese, superelasticidade, manganês.
RONELES DE SANTANA SILVA INFLUÊNCIA DO HIDROGÊNIO NA TENACIDADE À FRATURA QUASE ESTÁTICA DE JUNTAS DISSIMILARES AMANTEIGADAS E SOLDADAS COM LIGAS DE NÍQUEL Data: 31/08/2018 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Uma sequência de falhas em juntas soldadas dissimilares em componentes de estruturas offshore submetidas a proteção catódica foi verificada nos últimos anos. As falhas ocorreram na interface do amanteigamento do flange de aços ARBL com a liga de níquel Inconel 625. Este fato tem gerado muitas pesquisas, que buscam as prováveis causas e soluções para o fenômeno. O presente trabalho tem como objetivo analisar a suscetibilidade das juntas soldadas dissimilares à fragilização pelo hidrogênio proveniente do sistema de proteção catódica através de ensaios de tenacidade à fratura quase-estática (CTOD), assim como o comportamento mecânico e microestrutural da interface dissimilar amanteigada do aço AISI 4130. O processo de soldagem MIG foi usado nas soldas de amanteigamento e fechamento da junta dissimilar. As variáveis de influência analisadas foram os modos de corrente convencional e pulsada, os tipos de metais de adição, o tratamento térmico de alivio de tensões (TTAT) e o hidrogênio proveniente do sistema de proteção catódica. As variáveis de respostas foram: a microestrutura e a microdureza na interface da solda de amanteigamento, a dureza da junta dissimilar e a tenacidade à fratura quase-estática da ZTA(Zona Termicamente Afetada) da junta amanteigada e soldada. Os resultados mostraram que o procedimento de soldagem é fundamental para o controle das Zonas Parcialmente Diluídas (ZPDs) na interface da solda de amanteigamento. Independentemente do modo de corrente e do metal de adição foi verificado que o TTAT tornou a interface mais frágil. Os resultados mostraram também que o tipo de metal de adição influenciou significativamente na resposta a tenacidade à fratura da junta dissimilar; os valores de CTOD mostraram que a tenacidade à fratura do aço AISI 4130 não foi influenciada pelo hidrogênio retido, porém mostraram que a ZTA do amanteigamento com o modo de corrente pulsada e Inconel 625 é mais susceptível a fragilização pelo hidrogênio.
FLAVIO ALVES DE ALBUQUERQUE ESTUDO DA PROPAGAÇÃO DE CONTAMINANTE EM ATERROS SANITÁRIOS VIA GITT Data: 30/08/2018 Hora: 15:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Nos dias atuais é cada vez mais frequente a preocupação com a proteção ao meio ambiente e em particular com os recursos hídricos. Deste modo, a contaminação do solo e dos lençóis freáticos provenientes dos processos de difusão e convecção da concentração de contaminantes que se acumulam com o tempo sob os aterros sanitários representa um fator extremamente importante. O presente trabalho visa estudar a propagação da concentração de contaminantes presentes no solo, a partir do vazamento contínuo e uniforme de poluentes em uma célula de armazenamento de resíduos sólidos urbanos (RSU) num aterro sanitário. A técnica da transformada integrada generalizada (GITT) é empregada para resolver o problema de transporte da espécie no aterro através do campo de concentração. As análises focam a obtenção de parâmetros para uso na prevenção da contaminação do solo e do lençol freático sob um aterro sanitário. Apresenta-se uma solução híbrida, analítico-numérica, para a equação de transporte de massa num meio poroso saturado. A GITT é usada para resolver essas equações, em regime transiente, permitindo a manipulação matemática das equações e suas condições de contorno, mesmo que sejam não lineares, para produzir sistemas de equações diferenciais ordinárias para os potenciais transformados. O modelo proposto neste trabalho é o de Ogata (1970) e Bear (1972). Um código computacional foi desenvolvido para obtenção do campo de concentração a partir de parâmetros práticos e que auxiliam na implantação de novos aterros sanitários com maior grau de proteção.
Esdras Carvalho da Costa ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA CARGA DE HIDROGENAÇÃO NA TENACIDADE À FRATURA QUASE ESTÁTICA DE JUNTAS SOLDADAS DISSIMILARES Data: 30/08/2018 Hora: 13:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O presente trabalho analisou a influencia do hidrogenio na tenacidade quase estatica de uma junta soldada dissimilar, constituida dos metais de base aco AISI 8630M e ASTM A-36, tendo como metal de adicao o arame AWS ERNiCrMo-3 (comercialmente conhecido como INCONEL 625). A referida junta, que e uma das mais utilizadas no setor petrolifero, vem apresentando fraturas frageis nas regioes da ZTA, em consequencia das transformacoes metalurgicas e tensoes residuais provocadas pelo aporte termico de soldagem. O parametro de tenacidade a fratura utilizada foi o de deslocamento de abertura da ponta da trinca, conhecido como CTOD (Crack Tip Open Displecement). Por se tratar de uma junta soldada os corpos-de-prova utilizados foram do tipo SE(B), submetidos a flexao em tres pontos e testados ao ar apos previa hidrogenacao. A hidrogenacao dos corpos de prova de CTOD foi realizada em solucao de NaCl sob cargas de 650 mV, - 850 mV e - 1100mV. Os testes eletroquimicos de permeacao utilizados na quantificacao do hidrogenio retido foram realizados tanto na ZTA quanto no MB em dois niveis de carga de -650 mV e -1100mV. Em termos do parametro CTOD, os resultados nao indicaram influencia do hidrogenio na fragilizacao da junta soldada, analisados nos tres niveis de pre cargas de hidrogenacao pre estabelecidos. Por sua vez, em termos de permeacao por hidrogenio, houve um aumento no numero de sitios intersticiais da ZTA em comparacao com o MB.
OTACILIO DE ARAUJO RAMOS NETO UMA ABORDAGEM DISTRIBUÍDA PARA A IMPLEMENTAÇÃO DE SISTEMAS DE SLAM VISUAL BASEADOS EM RECONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA Data: 30/08/2018 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Os sistemas de SLAM Visual são componentes importantes para a navegação de veículos autônomos por simplificarem o problema do planejamento de trajetória, transformando-o na verificação de todos os espaços navegáveis para o local desejado. Atualmente, existem várias soluções para o problema do SLAM, como SLAM por EKF, SLAM por filtro de partículas e o Graph SLAM. O Graph SLAM usando câmeras como sensores é um mé- todo de SLAM Visual intensamente pesquisado nos últimos anos devido à disponibilidade de câmeras de baixo custo e à quantidade significativa de informações do ambiente que elas disponibilizam. Muitos dos sistemas de SLAM Visual empregam reconstrução geométrica baseados no paradigma de processamento paralelo desenvolvido no PTAM. Este tipo de sistema não é escalável para processadores com mais de dois núcleos. Os vários métodos de SLAM baseados no PTAM também não foram projetados para escalar para todos os núcleos de processadores modernos nem para executar como um sistema distribuído. Este trabalho propõe uma modificação na arquitetura deste tipo de método de SLAM para que possa escalar para todos os núcleos de um processador ou para os processadores de um sistema multiprocessador fracamente acoplado. O sistema modificado de acordo com a técnica proposta neste trabalho mostrou uma diminuição considerável no tempo necessário para estimar a posição da câmera e a posição dos pontos de referência. Esse desempenho aprimorado resultou da capacidade adicional de escalar para todos os núcleos de processador, bem como para o sistema de multiprocessadores fracamente acoplados.
JOSÉ JARBSON SALUSTIANO DOS PASSOS UMA FORMULAÇÃO DO MÉTODO DOS ELEMENTOS DE CONTORNO DIRETO EM PROBLEMAS DE BARRAS REGIDOS POR EQUAÇÕES DIFERENCIAIS DE COEFICIENTES VARIÁVEIS Data: 28/08/2018 Hora: 14:00 Mostrar Resumo Neste trabalho, uma nova formulacao direta do Metodo dos Elementos de Contorno (MEC) para alguns problemas de engenharia governados por equacoes diferenciais lineares com coeficientes variaveis e estabelecida. Mais especificamente, os problemas de interesse estao associados a analise estatica e dinamica de vigas e arcos abatidos com dominios nao-prismaticos simetricos e/ou nao-simetricos. Todas as discussoes sobre a solucao proposta do MEC incorporando as teorias de Euler-Bernoulli e Timoshenko para vigas e arcos abatidos sao adequadamente abordadas em detalhe, tais como: a) deducao das equacoes integrais usando o Metodo dos Residuos Ponderados e/ou Teorema da Reciprocidade de Betti, b) deducao das formas explicitas de todas solucoes fundamentais e c) sistemas algebricos gerados de colocacoes de pontos-fontes no contorno e no dominio. Resultados numericos sao apresentados para diferentes casos de carregamentos e condicoes de contorno.
TASSIO ALESSANDRO BORGES DA SILVA USO DE REDE NEURAL ARTIFICIAL COM FUNÇÃO DE BASE RADIAL PARA CONTROLE DA VELOCIDADE DO ROTOR EM TURBINA EÓLICA Data: 23/08/2018 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O crescente uso da energia eólica exige que as turbinas eólicas sejam mais confiáveis e eficientes e possuam uma maior de vida útil. Os controladores das turbinas eólicas possuem um papel importante na regulação de diversos parâmetros, porém controladores tradicionais se limitam a controlar a velocidade do rotor, ignorando a dinâmica do sistema. As técnicas de projeto de controladores modernos são aplicáveis apenas em sistemas lineares, o que impossibilita sua aplicação direta nas no sistema não-linear de turbinas eólicas. A linearização do sistema fornece uma equação linear que representa o funcionamento do sistema em uma pequena faixa, de forma que quando a turbina opera fora dessa faixa, o controlador não apresenta rendimento adequado. A técnica de Gain Scheduling permite que o sistema seja controlado em uma larga região ao escolher os ganhos adequados para o regime de operação em que se encontra. A utilização de uma Rede Neural Artificial com Função de Base Radial como método para escolha dos ganhos do controlador permite que o comportamento não-linear do sistema da turbina eólica seja levado em consideração. A Rede Neural é treinada a partir dos dados de funcionamento em estado estacionário e dos ganhos calculados a partir do sistema linearizado. O seu rendimento apresenta uma melhora nas oscilações nos componentes da turbina, que por sua vez, levam a uma atenuação das cargas. Tais cargas são avaliadas a partir do perfil de vento turbulento e rajada de vento definidos na IEC 61400. Palavras chaves Turbina Eólica, Redes Neurais, Controle do ângulo das pás, Atenuação de Cargas.
SUZY KELLY DE OLIVEIRA GAMA Ligas de alta entropia AlCuCrMgZn e AlCuCrCoZn processadas através de moagem de alta energia Orientador : RODINEI MEDEIROS GOMES Data: 31/07/2018 Hora: 16:00 Mostrar Resumo Ligas de alta entropia, diferentemente das ligas convencionais que sao baseadas em um unico elemento principal, sao compostas por mais de cinco elementos em concentracoes aproximadamente equiatomicas. Nesta configuracao composicional o valor da entropia de mistura e da ordem de 1.5J/mol.K. Atraves da selecao adequada dos elementos quimicos pode-se obter uma solucao solida substitucional com uma estrutura inteiramente cubica, baseado nos criterios de Hume-Rothery. Neste trabalho, buscou-se obtencao de ligas de alta entropia usando moagem de alta energia e elementos quimicos de alta pressao de vapor tais como: Zn e Mg. Ligas compostas por estes elementos nao podem ser processadas atraves de fornos a arco, procedimento comumente usados na preparacao destas ligas. Foram selecionadas duas composicoes equiatomicas: 1) AlCuCrMgZn e 2) AlCuCrCoZn. Estes elementos foram processados usando um moinho planetario por diferentes tempos de moagem. A evolucao microestrutural foi monitorada usando as seguintes tecnicas: a) difratometria de raios-x combinado com refinamento microestrutural via Rietveld, b) microscopia eletronica de varredura e) analise termica diferencial de varredura. Os resultados mostraram que em ambos sistemas e possivel obter-se uma solucao solida cubica CCC e CFC para tempos de moagem de ate 40h. Os resultados indicam que Cu e Zn promovem a estabilizacao da fase CFC enquanto Cr, Co e Al sao estabilizadores fase CCC.
GUSTAVO ROQUE MARTORELLI ANÁLISE NUMÉRICA DE UM LEITO POROSO APLICADO EM SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO POR ADSORÇÃO Data: 31/07/2018 Hora: 14:12 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Esta dissertação tem como objetivo observar através de simulação utilizando ferramentas de dinâmica dos fluidos computacional, com o auxílio do software Ansys CFX, o comportamento da dinâmica de adsorção aplicada a um leito adsortivo que trabalha com o par carvão ativado e etanol. As simulações foram preparadas no LABRADS/CEAR/UFPB, utilizando o software gerenciador Ansys Workbench, no qual as geometrias foram desenhadas no componente Design Modeler e a malha foi criada no Meshing. Em seguida, foi inserido no software CFXPre todas as condições de contorno de acordo com a referência usada para verificação. Concluída esta etapa, ainda no CFX-Pre, foram aditados termos fontes a serem considerados nas equações da continuidade e da conservação de energia. Tais termos foram construídos através de expressões que consideravam funções geradas a partir de pontos extraídos de curvas representativas da taxa de adsorção para os domínios estudados. Outro ponto que merece ser destacado em tal estudo é que foram consideradas três geometrias diferentes (Domínios I, II e II) com variações na altura e na largura, mantendo o mesmo volume, sendo para os três casos, aplicadas as mesmas condições de contorno. Como resultados, foram encontrados para os domínios I, II e III, quedas de pressão que demonstraram que a medida em que se tem domínios mais altos e estreitos obtém-se um maior gradiente de pressão, assim como se verifica no referencial. No que tange aos gradientes de temperaturas relativos aos mesmos domínios, foi encontrada uma maior variação de temperaturas, para os domínios mais largos e baixos. Os contornos representativos do gradiente de pressão e da difusão térmica, através das partículas adsorventes, que foram obtidos para os diferentes domínios, apresentaram uma aproximação compatível, em resultados e em comportamentos, com os respectivos dados usados para verificação. Palavras-chave: Dinâmica dos fluidos computacional. Fluxos em meios porosos. Adsorção.
JOSUÉ DA SILVA SOUZA DESENVOLVIMENTO DE UMA GARRA ROBÓTICA UTILIZANDO MOLAS DE LIGA COM MEMÓRIA DE FORMA COMO ATUADOR Data: 31/07/2018 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O avanço científico e tecnológico proporcionou uma revolução em diversas áreas, entre elas encontra-se a engenharia de reabilitação, que se beneficiou dentre outras formas com a fabricação de próteses mais funcionais e leves. Entretanto, o número de rejeição de próteses por parte dos usuários para membros superiores é elevado. Os principais motivos para essa baixa aceitação está ligado diretamente a falta de antropomorfismo, peso elevado, existência de ruídos, baixa agilidade e alto custo de aquisição e manutenção. Neste contexto, este trabalho é apresentado o desenvolvimento de uma garra robótica utilizando molas de liga com memória de forma (LMF). A estrutura mecânica da garra robótica é constituída por dois dedos, o indicador com três graus de liberdade e um polegar estático em posição oponível para realização do movimento de pinçamento. O protótipo foi projetado em ambiente virtual CAD e fabricada em polímero ABS com características antropomórficas. Para acionamento da garra foi projetado um atuador com quatro molas de liga com memória de forma dispostas em paralelo fisicamente. O atuador precisou passar por um processo de caracterização termomecânica, para melhor compreensão de características como: corrente, temperatura, deslocamento, força, deformação e tempo. Para monitorar os ângulos formados no movimento do protótipo foi utilizada uma câmera. Palavras chaves Garra robótica, Molas de LMF, Caracterização termomecânica.
NAYARA FORMIGA RODRIGUES DIAGNÓSTICO DE FALHA DE IGNIÇÃO EM VEÍCULOS AUTOMOTIVOS ATRAVÉS DE VIBRAÇÃO DE SMARTPHONE Data: 31/07/2018 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Segundo dados do RENAVAM, o Brasil conta atualmente com uma frota de mais de 42 milhões de veículos automotivos. No ano de 2010 foram registrados 182.900 acidentes em vias públicas no Brasil, sendo 7.073 com vítimas fatais. Além das falhas que ocasionam acidentes, existem aquelas que fazem com que os carros percam a capacidade de locomoção, causando transtornos aos seus passageiros e submetendo-os aos perigos inerentes das estradas. Grande parte dos acidentes é causada por falhas mecânicas que podem acontecer em diferentes partes do automóvel e poderiam ser evitadas com um diagnóstico adequado. Atualmente os veículos automotivos não possuem capacidade detecção para a maioria das falhas mecânicas aos quais os mesmo estão susceptíveis. A detecção de falhas em pistões (misfire) é uma delas. Além de prejudicar o funcionamento do carro esse tipo de falha causa degradação do motor e aumenta a emissão de gases nocivos. O objetivo desse trabalho é a implementação de uma técnica de processamento para detecção de falhas em pistões de um motor automotivo, através da leitura da medição do sinal de vibração, realizada pelo sensor acelerômetro de um smartphone. Atualmente é possível programar sistemas completos para simulação de características técnicas que são encontradas em sistemas reais. No presente trabalho também foi validado o método em estudo através da análise do sinal medido através do MATLAB, utilizando como ferramentas a Transformada Rápida de Fourier e Análise Wavelet Multiresolução. Palavras-chave - acelerômetro de um smartphone, detecção, falhas, Fourier, Wavelet, pistão.
RÔMULO BORBA VICENTE OTIMIZAÇÃO DE PARÂMETROS DE SOLDAGEM POR RESISTÊNCIA PARA REDUÇÃO DE RESPINGOS EM JUNTAS SOLDADAS NA INDÚSTRIA AUTOMOTIVA Data: 31/07/2018 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A Soldagem por Resistência é um processo que permite uma grande produtividade, não utiliza material de adição e apresenta uma ótima qualidade nas uniões soldadas. Devido as suas características, é amplamente utilizado na indústria automobilística. Com a utilização de aços de alto desempenho e adesivos estruturais na união de chapas, surge um maior desafio na parametrização da solda para garantir a ausência de expulsão (respingo de solda) mantendo a qualidade da união soldada. Este trabalho tem como objetivo a caracterização de uniões soldadas por solda a ponto e otimizar a redução de respingos de solda, que afetam a segurança e qualidade do processo. A primeira etapa consiste na apresentação da formação do núcleo de solda, respingos e os parâmetros associados como: tempo, corrente, força, resistência e materiais. Como o tempo de solda é uma variável que afeta diretamente a produtividade na indústria e o material é uma imposição do projeto, este trabalho analisa as variáveis corrente e energia para avaliar os limites de formação das expulsões em uniões soldadas sem utilização de adesivos estruturais e com a utilização dos mesmos. A fim de avaliar os parâmetros, foram utilizados resultantes da energia de soldagem do processo e aspecto visual dos pontos de solda para determinar uma melhor configuração, mantendo o processo livre de expulsões e garantindo a resistência mecânica necessária para as uniões soldadas. Os resultados mostraram que existe uma parametrização capaz de reduzir a quantidade de respingos e que os adesivos estruturais influenciam diretamente na parametrização dos pontos a fim de evitar a formação de respingos. Palavras chave - Soldagem por resistência, expulsão, adesivos estruturais, parâmetros de soldagem
CAIO CEZAR RODRIGUES BRANDAO ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA TENSÃO DE CISALHAMENTO DE FLEXÃO NA TENACIDADE À FRATURA DO AÇO AISI 8630 Data: 31/07/2018 Hora: 08:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A resposta de tenacidade depende dos modos de abertura da trinca. Metais apresentam valores diferentes de tenacidade à fratura dependendo do tipo de carga que atua à frente da ponta da trinca. Embora haja 3 tipos diferentes de carregamentos, mais os modos combinados, apenas o modo I de carregamento (abertura por tração) é normalizado. Um dos ensaios mais utilizados para a obtenção do CTOD é o ensaio de flexão em 3 pontos, que, mesmo sendo considerado um ensaio de modo I, é na verdade um ensaio de modo misto I/II visto que a configuração de ensaio em 3 pontos causa tanto tração quanto cisalhamento. Vários estudos mostram que o aumento da componente de modo II em carregamentos de modo misto, causa redução no valor da tenacidade em aços. Há um interesse mundial em se desenvolver uma metodologia padronizada para a obtenção do CTOD em modo misto, já que em condições de reais de operação os componentes mecânicos estão submetidos a carregamentos que nem sempre correspondem àquelas utilizadas em testes de laboratório, se fazendo necessária a definição de uma situação de carregamento que represente mais fielmente às condições de serviço. Neste contexto, é importante entender e quantificar o efeito do cisalhamento no ensaio de modo I já normalizado para o desenvolvimento de uma metodologia para ensaio de modo misto. Para tanto, foi proposta a comparação entre os resultados de CTOD obtidos via flexão simétrica em 3 e 4 pontos, visto que a última causa apenas carregamento de tração na seção central do corpo de prova, sendo, portanto, um ensaio de modo I puro. Os valores de tenacidade obtidos mostraram pouca diferença entre os ensaios e as razões para tais resultados foram abordados.
ANNE KARYNE CUNHA MARTINS CARACTERIZAÇÃO DA INTERFACE DA SOLDA DE AMANTEIGAMENTO DO AÇO SAE 8630M COM INCONEL 725 PELO PROCESSO DE SOLDAGEM MIG Data: 30/07/2018 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A caracterização microestrutural da interface de soldas dissimilares não é um requisito analisado por normas que regem a aplicação de aços no setor de petróleo e gás. Devido ao relato de falhas ocorridas nesses componentes e atribuídas à considerável influência da microestrutura nas propriedades mecânicas do componente soldado, várias pesquisas vêm sendo desenvolvidas para determinar o melhor procedimento de soldagem que resulte em componentes com propriedades mecânicas apropriadas à aplicação em ambientes tão agressivos mecânica e quimicamente. Em virtude disto, este trabalho tem como objetivo analisar o comportamento mecânico e microestrutural da interface da solda de amanteigamento utilizada em juntas dissimilares para aplicações em estruturas offshore submetidas à proteção catódica. O processo de soldagem MIG foi utilizado no amanteigamento do aço SAE 8630M com o consumível AWS ERNiCrMo-15 (Inconel 725). Para proteção do arco e da poça de fusão foi utilizada a mistura 75% Ar + 25% He. As variáveis de influência foram o tratamento térmico de alívio de tensões (com TTAT e sem TTAT) e o modo de corrente (convencional e pulsada). As variáveis de resposta analisadas são a microestrutura, a microdureza e a dureza. Como resultados obteve-se que o uso do TTAT não se mostrou necessário às amostras, considerando que gerou nelas uma maior frequência de zonas susceptíveis a trincas e não garantiu níveis de microdureza (HV0,025) desejadas nessas zonas parcialmente diluídas (ZPDs). Palavras-chave: soldagem, amanteigamento, ligas de níquel, microestrutura.
LUAN LOPES DA SILVA ANÁLISE DE MISTURA DE BIOCOMBUSTÍVEIS ATRAVÉS DE SINAL SONORO Data: 30/07/2018 Hora: 08:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo OOs biocombustíveis hoje em dia têm se tornado alternativas viáveis para a diminuição dos gases poluentes originados da queima de combustíveis fosseis, estudos vem sendo aprofundados a fim de encontrar misturas cada vez menos poluentes, em vista disso, fiscalizar as misturas com base nos padrões nacionais e mundiais tem se tornado cada vez mais difícil devido à demanda. No Brasil, por exemplo, desde 2005 a adição do biodiesel é obrigatória no diesel fóssil. Todas as técnicas atuais que envolvem análises de misturas de combustíveis possuem um grau de invasividade e, muitas vezes, é feita através de amostras obtidas nos locais de fiscalização. O presente trabalho propõe iniciar um estudo com vistas à determinação do percentual de biodiesel em uma mistura com diesel através do processamento do sinal sonoro produzido por um motor de combustão em funcionamento. Para isso, são utilizadas abordagens no domínio da frequência através da transformada de Fourier e análise wavelet multiresolução. Os testes experimentais foram realizados em um motor de S10 4.07 TCE de quatro tempos com velocidade controlável. O método proposto é totalmente não invasivo e pode ser aplicado com o motor em pleno funcionamento. Os resultados indicam que a determinação do percentual de biodiesel na mistura com diesel é factível pelo método proposto. Palavras-chave: Biodiesel, análise wavelet multiresolução, processamento de sinal sonoro.
RAMON LEONN VICTOR MEDEIROS MÉTODO DE DETECÇÃO DE FALHAS EM MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA SEM ESCOVAS UTILIZANDO ANÁLISE DO CAOS Data: 27/07/2018 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Este trabalho propõe um método de detecção de falhas em motores de corrente contínua sem escovas, conhecidos como Brushless Direct Current (BLDC) Motor, que tem sido utilizado em diversas aplicações devido à comutação eletrônica e suas características de ruído, torque e custo. Uma das aplicações dadas aos motores BLDC são em Sistemas de Aeronaves Remotamente Pilotadas, em inglês Remotely Piloted Aircrafts (RPA), popularmente conhecidos como drones. Equipamentos que tem apresentado uma necessidade crescente de segurança e confiabilidade dada a grande variedade de usos e aplicações. Sendo assim, percebe-se que há uma demanda por desenvolver uma estratégia de diagnóstico em tempo real a ser embarcada em RPA. Este trabalho apresenta um método para o diagnóstico de motores BLDC com base na análise do comportamento caótico a partir do sinal da corrente elétrica no domínio do tempo, medido através da contagem de densidade de máximos da função. Os resultados demonstraram que é possível detectar quando o motor apresenta falhas em condição estacionária e não-estacionária, abrindo a possibilidade de aprimoramento da técnica e desenvolvimento da solução embarcada de diagnóstico de motores, que demande baixo recurso computacional e seja multiplataforma. Palavras-chave: diagnóstico, falhas, síncrono, RPA, motores
VINICIUS MAFRA MELO INFLUÊNCIA DA POTÊNCIA DO MOTOR DO GRUPO GERADOR NA LIMITAÇÃO DE PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA DE UM SISTEMA FORMADO POR UM GASEIFICADOR/GRUPO GERADOR Data: 27/07/2018 Hora: 10:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Ao longo de toda a era moderna, a humanidade vem usando combustíveis fósseis para atender às suas necessidades. O carvão, o petróleo e o gás natural têm contribuído para a iluminação e o funcionamento de máquinas, promovendo a qualidade de vida. O contínuo uso desses recursos tem evidenciado, todavia, as suas limitadas disponibilidades. Concomitantemente, tais fontes poluem, grandemente, o meio ambiente, estimulando a busca por recursos mais ecológicos. Dentre os principais combustíveis não fósseis, a biomassa, no Brasil, vem ganhando destaque, pelas grandes reservas disponíveis e sua natural vocação para os biocombustíveis. A gaseificação da biomassa fornece um meio de derivar formas mais diversas de energia a partir da conversão termoquímica, representando um processo eficiente para a produção de energia e calor. Buscando-se melhorar a produtividade dos gaseificadores de biomassa, o presente trabalho examina se a limitação da produção de energia elétrica de um sistema formado por um gaseificador de biomassa e um grupo gerador pode ser determinada pela escolha do motor do grupo gerador. O gaseificador em questão é do tipo leito fixo, co-corrente, topo aberto, importado da Índia, do Indian of Science/Combustion Gas Propulsion Laboratory, IISc/CGPL, com capacidade térmica de 80 kWt, que foi aqui adaptado para servir a motores a gás. Para a consolidação dos objetivos foi feita a substituição do grupo gerador composto por um motor MWM 229-4 e gerador de 36 kVA, por outro formado pelo motor MWM 229-6 e gerador de 150 kVA. Em ambos os casos os motores a diesel foram ottolizados para poderem funcionar com o gás pobre, operando com sistema de ignição comandada. A realização dos testes ocorreu no Laboratório de Inovação em Conversão Térmica da Universidade Federal da Paraíba-UFPB e comprovou que a utilização de um grupo gerador com capacidade maior permitiu que a potência anteriormente gerada de 29 kW passasse a 32 kW, embora a eficiência média térmica do sistema, nas potências mais altas tenha se passado de 98% para 93,65%. Palavras Chaves: Gaseificação, Biomassa, Energia Renovável, Motores de Combustão Interna.
FRANCISCO EVERTON TAVARES DE LUNA EFEITO DE UM RESERVATÓRIO DE GÁS (PULMÃO) NA MELHORIA DA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE UM GASEIFICADOR DE BIOMASSA Data: 27/07/2018 Hora: 08:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A gaseificação de biomassa, tem se destacado nos últimos anos como uma das alternativas mais promissoras na geração de energia limpa, a qual transforma a biomassa em um combustível capaz de gerar energia através de sua queima direta, ou de alimentar motores de combustão interna, para geração de potência. Muito tem sido investido em pesquisas em gaseificação, com a finalidade de torná-la mais prática e mais eficiente. Nesse sentido, o presente trabalho tem por objetivo investigar o desempenho de um gaseificador de biomassa ao qual foi incorporado um reservatório de gás (pulmão). Toda a experimentação foi realizada no Laboratório de Inovação (LI) da Universidade Federal da Paraíba UFPB. Os aparatos utilizados na realização dos testes foram um gaseificador de biomassa com capacidade para 80 kWt, um motor MWM 229/6 a diesel, de seis cilindros, convertido para gás, um gerador Negrine, com potência nominal de 150 kVa, e potência ativa de 120 kW, um tanque de armazenamento de gás pobre (pulmão), um simulador de carga e vários instrumentos de medidas. Para se avaliar a importância do pulmão no funcionamento do sistema formado pelo gaseificador/grupo gerador, vários experimentos foram levados a cabo, inicialmente sem o pulmão, e em seguida incluindo-o. Verificou-se que o pulmão influenciou na ampliação da potência elétrica gerada, e também, possibilitou a redução no tempo de partida do sistema e na estabilização do motor, em todas as potências. Impediu, ainda, que a água de lavagem do gás, fosse arrastada para o filtro de manga, e para o motor. Os resultados do presente trabalho foram comparados com os de Rumão (2013) e de Bezerra (2016), permitindo-se observar que no presente trabalho foi possível se atingir potências mais elevadas, com altas eficiências. A potência máxima obtida nos testes foi de 32 kWe, tendo a eficiência chegado a 93,65% para o gaseificador, e 19,75% para o grupo gerador. Palavras chaves: Biomassa; Gaseificador de biomassa; Pulmão; Tempo de resposta; Eficiência.
JULIO CESAR DA SILVA SISTEMA TOTALMENTE NÃO-INVASIVO PARA DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE DE ROTAÇÃO DO EIXO, TORQUE E RENDIMENTO EM MOTORES DE INDUÇÃO EM OPERAÇÃO Data: 26/07/2018 Hora: 15:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Os motores de indução trifásicos (MIT) são considerados a espinha dorsal da indústria estando presentes em praticamente todos os processos de produção e respondendo por dois terços do consumo de energia elétrica em ambiente industrial. Monitorar as grandezas do motor de indução trifásico como: torque, velocidade e eficiência são essenciais para manter um processo produtivo operante. Com um valor preciso da velocidade é possível ter maior controle sobre o processo no qual o MIT está inserido, já o monitoramento do torque possibilita evitar quebras de eixos e paradas na planta, além de reduzir custos com manutenção, o monitoramento da eficiência por sua vez, permite fazer um balanço energético do motor de indução trifásico, reduzindo o desperdício de energia elétrica. Entretanto, os equipamentos utilizados para fazer tais levantamentos são custosos e muitas vezes inviáveis devido às dificuldades de acoplá- los ao eixo do MIT, o que confere grande invasão ao motor. No presente trabalho, um novo sistema totalmente não invasivo baseado na análise do som emitido pelo MIT em funcionamento foi desenvolvido, permitindo estimar a velocidade, torque e eficiência. O torque no entreferro, devido seu baixo índice de invasão ao motor, foi utilizado como método de comparação, onde se estimou o torque e a eficiência. Para validar o novo método, foi utilizada uma bancada de torque controlável onde os valores de velocidade, torque e eficiência poderam ser medidos diretamente a partir do eixo do MIT. Os softwares Labview e Matlab foram utilizados para a aquisição dos sinais e para o processamento dos dados, respectivamente. Após a análise dos dados coletados, foi possível comparar os método implementados e validar o novo método proposto. Palavras-chave: Motor de indução. Análise sonora. Velocidade. Torque. Eficiência.
RENNAN JACKSON FERREIRA MACEDO ADAPTAÇÃO DE UM MOTOR DIESEL PARA ATUAR COMO BICOMBUSTÍVEL: DIESEL-GÁS NATURAL Data: 25/07/2018 Hora: 14:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O Brasil está entre os países mais consumidores de energia elétrica do mundo, sendo o terceiro do continente americano, superado apenas por Estados Unidos e Canadá. O maior consumidor de energia elétrica no Brasil é o setor industrial, seguido do residencial e do comercial, com 35,7%, 28,8% e 19,1%, respectivamente. Desta forma, o setor industrial é o mais afetado por problemas de abastecimento de energia. Tendo em vista a redução dos gastos e a garantia do fornecimento de energia elétrica em horários cujas tarifas são mais caras, as indústrias costumam fazer uso de grupos geradores acionados por motores a diesel. Esses motores, entretanto, contaminam o meio ambiente devido à emissão de grandes quantidades de material particulado e compostos de enxofre em seus gases de exaustão. Neste contexto, novos combustíveis vêm sendo estudados para serem empregados em motores Diesel, como por exemplo, o gás natural. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo realizar a adaptação de um motor Diesel MWM, modelo D229-4 para atuar de forma Dual com diesel e gás natural. Nesta adaptação, buscou-se, principalmente, a redução nos custos de operação do motor, assim como, a diminuição da emissão de particulados para o meio ambiente. Após a realização dos ensaios e comparando os resultados do motor original com os do motor dual, foi possível constatar uma redução no custo de operação de até 17,92 R$/h, tendo em vista que existe variação no percentual de economia, que vai de 3,49% até 48,77%, a depender da carga aplicada. Outro fator importante, foi a redução da opacidade da fumaça oriunda da combustão. Desta forma, o conjunto de resultados obtidos, certifica que a conversão de motores Diesel para funcionar de forma Dual (diesel/gás natural) é economicamente viável e proporciona uma redução considerável na poluição do meio ambiente. Palavras-Chave: Motor diesel, Motor dual, Gás natural.odelo D229-4 para atuar de forma Dual com diesel e gas natural. Nesta adaptacao, buscou-se, principalmente, a reducao nos custos de operacao do motor, assim como, a diminuicao da emissao de particulados para o meio ambiente. Apos a realizacao dos ensaios e comparando os resultados do motor original com os do motor dual, foi possivel constatar uma reducao no custo de operacao de ate 17,92 R$/h, tendo em vista que existe variacao no percentual de economia, que vai de 3,49% ate 48,77%, a depender da carga aplicada. Outro fator importante, foi a reducao da opacidade da fumaca oriunda da combustao. Desta forma, o conjunto de resultados obtidos, certifica que a conversao de motores Diesel para funcionar de forma Dual (diesel/gas natural) e economicamente viavel e proporciona uma reducao consideravel na poluicao do meio ambiente.
JUANICE HELENA DE ANDRADE ESTUDO TEÓRICO E COMPARAÇÃO EXPERIMENTAL DOS ESCOAMENTOS INTERNOS E EXTERNOS DESCENDENTES DA PELÍCULA DE SOLUÇÃO ÁGUA E BROMETO DE LÍTIO EM ABSORVEDORES DE TUBOS HORIZONTAIS E VERTICAIS Data: 25/07/2018 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Este trabalho apresenta uma solução híbrida analítica numérica para a transferência simultânea de calor e massa em absorvedores de tubos horizontais e verticais. A Técnica da Transformada Integral Generalizada é aplicada para resolver o sistema de equações diferenciais parciais, de energia e difusão de massa, em regime permanente, no escoamento da película descendente formada pela solução por cima do duto horizontal e no interior do duto vertical dos absorvedores. A técnica permite manipulações analíticas dos sistemas de equações diferenciais parciais e das condições de contorno, mesmo que sejam não lineares, para produzir sistemas de equações diferenciais ordinárias para os potenciais transformados. Os resultados numéricos encontrados com a utilização da subrotina DIVIPAG, do pacote IMSL Powerstation, da Microsoft, em linguagem Fortran, são comparados com resultados disponíveis na literatura obtidos com o uso do programa Mathematica para o absorvedor horizontal e com resultados experimentais do setup experimental existente no CREVER - Centro de Innovación Tecnológica em Revalorización Energética y Refrigeración, da Universitat Rovira i Virgili, na Espanha. Dados experimentais para uma situação de teste são utilizados para a parametrização e o estabelecimento da adimensionalização usada no problema resolvido. Resultados numérico-experimentais da simulação são utilizados para determinar os principais parâmetros de interesses práticos, tais como, temperatura média da película, concentração média, número de Nusselt e número de Sherwood para as condições do escoamento estabelecido experimentalmente. Observações finais são feitas a partir dos resultados, apresentados em tabelas e gráficos, e sugestões serão apontadas para o ajuste e a melhoria do modelo.
JOAB SOBREIRA DE ANDRADE DESENVOLVIMENTO DE UMA METODOLOGIA PARA A DETERMINAÇÃO E ANÁLISE DA INCERTEZA DE UMA MÁQUINA DE MEDIÇÃO POR COORDENADAS COM SENSOR DE CÂMERA Data: 24/07/2018 Hora: 14:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Os sistemas de medição desempenham um importante papel nos processos produtivos atuais, principalmente nas indústrias que utilizam os processos de manufatura. O controle metrológico satisfatório contribui para uma produção mais eficiente, economizando recursos e tornando a empresa mais competitiva, todavia, as exigências atuais quanto ao tempo de fabricação e a qualidade dos produtos necessitam de sistemas de medição mais confiáveis, rápidos e seguros, o que motiva o estudo e desenvolvimento de sistemas de medição que atendam essa crescente demanda. Neste contexto, a tese se aprofunda no estudo e pesquisa na área de metrologia com máquina de medição por coordenadas (MMC) integrados com visão de máquina ou sensor de câmera, explorando sua capacidade. Neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia para a determinação e análise da incerteza de medição relacionados a MMC integrados com sistema de medição por imagem ou sensor de câmera seguindo as recomendações da norma ISO 10360-7. As principais fontes de incerteza relacionados ao processo de medição via processamento e análise de imagens são discutidas, tendo como destaque as condições de iluminação e calibração de pixel. Testes para avaliar a influência da iluminação foram realizados, obtendo-se o melhor par de iluminação ring-coaxial utilizando a incerteza-padrão como fator avaliativo. Desenvolveu-se ainda um artefato utilizado para avaliar a incerteza de medição a partir de esferas de alta exatidão de 1mm de diâmetro como padrão de referência. Um sistema do tipo CAD foi utilizado para o projeto de um suporte para a fixação de tais esferas. Por fim, desenvolveu-se um programa computacional que, compondo a metodologia proposta, auxiliasse na avaliação dos resultados das incertezas através de gráficos e equações que representam a incerteza expandida da máquina de medição por coordenadas com sensor de câmera utilizada. A metodologia proposta foi confrontada com a metodologia GUM, considerando as seguintes fontes de incerteza: a repetibilidade do sistema de medição, iluminação e calibração de pixel. Os resultados mostraram que o sistema proposto apresentou ótimo desempenho, exibindo com rapidez a expressão que caracteriza a incerteza expandida da MMC com sensor de câmera.
JOÃO LUIZ DE MEDEIROS NETO ANÁLISE COMPARATIVA DAS METODOLOGIAS DE ESTUDO EXERGOECONÔMICO PARA UM SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO POR ABSORÇÃO DE VAPOR DE DUPLO EFEITO Data: 20/07/2018 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O presente trabalho tem por objetivo apresentar um estudo comparativo das metodologias exergoeconômicas: Teoria do Custo Exergético (TCE) e o Custo Exergético Específico (SPECO) aplicado na análise de um sistema de refrigeração por absorção de vapor de duplo efeito em série, com distribuição em torre, que trabalha com o par de fluidos, água (fluido refrigerante) e brometo de lítio (fluido absorvente), em desenvolvimento no Instituto de Energias Sustentáveis IES, no Centro de Tecnologia da Universidade Federal da Paraíba. A análise termodinâmica é feita levando em consideração as visões energéticas e exergéticas baseadas na primeira e segunda lei da termodinâmica, para obter informações que são usadas no estudo exergoeconômico. A aplicação do método TCE é baseada nas proposições desenvolvidas por Valero e Lozano, e o método SPECO usa como suporte os princípios de combustível (F) e produto (P) difundido pelos autores Lazaretto e Tsatsaronis. O estudo exergoeconômico aloca os custos exergéticos e monetários associados aos fluxos exergéticos da unidade, como também permite a tomada de decisão acerca da otimização de equipamentos do sistema. A partir dos resultados obtidos, através dos dois métodos citados, foi feito uma análise das diferenças e peculiaridades de ambos. O chiller de absorção em estudo é composto por: dois geradores de vapor, sistema de condensação, evaporador, absorvedor, válvulas de expansão, bomba de solução e um trocador de calor. O código computacional é desenvolvido, em plataforma EES (Solução de Equações de Engenharia), devido a facilidade de obtenção das propriedades dos fluidos de trabalho.
ADRIANO DA SILVA MARQUES AVALIAÇÃO EXERGOECONÔMICA E AMBIENTAL DE UMA UNIDADE DE MICRO-TRIGERAÇÃO Data: 16/07/2018 Hora: 10:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O presente trabalho trata da avaliação exergoeconomica e exergoambiental de uma unidade de micro-trigeração que utiliza gás natural como combustível de acionamento. A unidade proposta é composta dos seguintes equipamentos: um grupo moto-gerador, um sistema de refrigeração por absorção que utiliza água-amônia como fluido de trabalho, um recuperador de calor para pré-aquecer óleo mineral de uma usina de biodiesel. Além da demanda de calor de processo para a usina, a unidade é avaliada para atender as demandas de energia elétrica e frio do edifício onde se localiza o laboratório de energias sustentáveis (LABES) da UFPB. As análises são realizadas através da simulação em EES (Engineering Equation Solver), inicialmente pela determinação dos parâmetros energéticos e exergéticos, com o uso da primeira e segunda leis da termodinâmica. Em seguida, é feita a avaliação exergoeconômica utilizando o método SPECO, que possibilita associar valores monetários aos valores dos fluxos exergéticos. A simulação se encerra pela avaliação exergoambiental, que conta com a metodologia de análise de ciclo de vida (ACV) em cada equipamento. Ao fim das avaliações, será possível apontar os equipamentos da unidade que podem receber otimização no seu projeto, em função das perdas e irreversibilidades demonstradas pela análise exergética, em função dos custos por equipamento e em função dos impactos ambientais causados, desde os materiais de fabricação, transporte, operação, manutenção e descarte.
DANIEL FERNANDES QUEIROGA LEITE INTERAÇÃO DA TEORIA ASCENDANCY COM A TERMOECONOMIA: APLICAÇÃO A SISTEMAS INDUSTRIAIS Data: 12/07/2018 Hora: 10:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O presente trabalho aborda a interação da teoria Ascendancy com a Termoeconomia. A preocupação crescente pela economia de energia tem incentivado o desenvolvimento de técnicas de avaliação e diagnóstico de sistemas, com base na Segunda Lei da Termodinâmica e no conceito de exergia. Nesse contexto surgiu o conjunto de metodologias denominado Termoeconomia, cujo objetivo é alocar os custos e otimizar de forma econômica os sistemas térmicos, baseada em conceitos termodinâmicos da operação do sistema. A Termoeconomia se utiliza da propriedade exergia, que pode ser definida como a capacidade de se produzir um efeito útil. O crescimento e desenvolvimento dos ecossistemas está sujeito a restrições e além da exergia, outras propriedades, como por exemplo Ascendancy, podem ser descritas como uma função-objetivo que indica a saúde (estado) de ecossistemas, sintetizando informações sobre os fluxos de energia e matéria em relação a um estado teórico ideal. Esta proposta de dissertação de mestrado detalha a função-objetivo Ascendancy, que geralmente se aplica a ecologia industrial, mostrando que os sistemas vivos tendem a se auto-organizar aumentando seu Ascendancy. O Ascendancy foi descrito matematicamente, e sua formulação foi estendida para sistemas energéticos industriais, e aplicada a sistemas termodinâmicos simples. As informações proporcionadas pelo Ascendancy foram comparadas áquelas fornecidas pela análise termoeconômica de um Ciclo Rankine. Quatro configurações com diferentes graus de interconexão entre os equipamentos foram estudadas, mantendo constante o produto final do sistema, e depois o mesmo sistema foi estudado com considerações de diferentes rendimentos para a turbina, ainda com produto final constante. Os resultados demonstraram que, ao comparar configurações diferentes de igual grau de interconexão entre equipamentos e rendimentos parecidos, a configuração com o maior valor do Ascendancy tem maior possibilidade de otimização.
EUDISLEY GOMES DOS ANJOS UTILIZAÇÃO DE ACELERÔMETROS EM UMA REDE DE SENSORES SEM FIOS DE ALTA QUALIDADE PARA MONITORAMENTO DE TRENS Data: 20/06/2018 Hora: 14:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Atributos de qualidade como velocidade, confiabilidade, seguranca e conveniencia sao os fatores essenciais e decisivos para a atratividade dos servicos prestados nos trens urbanos. Atender estes criterios requer enfase em automacao ferroviaria e utilizacao otima dos recursos disponiveis. Para que a automacao seja realizada com sucesso, e necessario informacao em tempo real de todos os trens de forma a controla-los com eficiencia e seguranca. Este trabalho tem como objetivo a definicao de metodos e tecnicas de medicao de aceleracao de alta precisao e baixo custo atraves de acelerometros em uma rede ZigBee para trens urbanos e a avaliacao das informacoes destes dispositivos como forma de validar a possibilidade de criacao de modelos de classificacao. Essas tecnicas devem proporcionar uma melhoria e finalizacao do projeto RailBee. O RailBee consiste de uma RSSF baseada no padrao IEEE 802.15.4, composta de modulos remotos embutidos nos veiculos, roteadores fixos dispostos nas vias e modulos base para recepcao dos dados. A utilizacao de um acelerometro permite o acompanhamento e avaliacao de diversas medidas, entre elas: velocidade, aceleracao e posicao, alem de outras estimativas como: eficiencia energetica, perfis de maquinistas e outras tecnicas que auxiliam a manutencao preditiva. O monitoramento e realizado em tempo real atraves da Internet e abrange um grande conjunto de veiculos que circulam em vias permanentes, aumentando a eficacia e seguranca do trafego e diminuindo custos de operacao. A tecnologia utilizada garante que diversos atributos de qualidade sejam assegurados, tais como: alta disponibilidade, seguranca na transmissao de dados atraves de protocolos padronizados, modularidade da arquitetura e facilidade de manutencao. Alem disso, uma vez que este projeto apresenta uma maior autonomia, maior precisao e menor custo tanto de implantacao como de manutencao, ele surge como uma alternativa inovadora frente aos atuais metodos empregados no mundo para monitoramento de trens urbanos, geralmente baseados em GPS, transmissao por satelite ou por rede celular. Como meio de comprovacao das vantagens de tal tecnologia foram aplicadas tecnicas e algoritmos de IA para demonstrar a viabilidade de criacao de um modelo para classificacao de instancias de valores obtidos a partir do acelerometro e giroscopio.
RAIMUNDO QUINDERE CRUZ NETO ESTUDO DA EVOLUÇÃO DO PERFIL DE TENSÕES RESIDUAIS EM SOLDA MULTIPASSE DO AÇO API 5L X65 Data: 12/06/2018 Hora: 14:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O presente trabalho teve por objetivo analisar o perfil de tensoes residuais nas juntas soldadas do aco API 5L X65, nas direcoes transversais e longitudinais, identificando os pontos criticos. Para isso, as pecas foram soldadas com dois processos: passe de raiz efetuado com o processo SMAW Shield Metal Arc Welding e os passes quente, enchimento e acabamento com o processo GMAW Gas Metal Arc Welding. Apos a obtencao dos corpos de prova, as tensoes residuais foram analisadas pelo metodo da difracao de raios X. Foi observado, para a direcao transversal, uma inversao no perfil de tensoes residuais. O mesmo foi observado para a direcao longitudinal. No passe de raiz, tinha-se um perfil predominantemente trativo, com tensoes de ate 280 MPa, que foram revertidas para tensoes compressivas, na ordem de 165 MPa para a direcao transversal. Para a direcao longitudinal, tensoes de tracao da ordem de 400 MPa foram invertidas em tensoes de compressao da ordem de 125 MPa. Os pontos criticos estao predominantemente situados a uma distancia entre 4 e 8 mm da linha central de fusao.
DANIEL LIRA DA SILVA FIGUEIREDO PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA VIA GASEIFICADOR/GRUPO GERADOR: ESTUDO DE UM CASO Data: 10/05/2018 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo E notorio que a biomassa se apresenta como uma extraordinaria opcao energetica, capaz de substituir, em muitas situacoes a energia do petroleo. Ha varias formas de se aproveitar a energia quimica dessa fonte renovavel, uma delas e atraves da gaseificacao. Por gaseificacao se deve entender a queima controlada de material solido, que pode ser a biomassa ou o carvao mineral, atraves da oxidacao parcial a elevadas temperaturas, isto e, entre 800 a 1100 °C. Tem-se como resultado, a formacao de um gas combustivel nao poluente, possibilitando sua aplicacao em motores de combustao interna. Buscou-se neste trabalho o estudo de um sistema composto por um gaseificador de biomassa, de 4 kWt e um motor de 18 hp, acoplado a um gerador de 2 kW, visando a producao de energia eletrica. Para isso, foi necessario fazer uma ampliacao no sistema de lavagem e refrigeracao do gas pobre, proceder ao aumento na taxa de compressao do motor, e introduzir um misturador ar/gas pobre antes do carburador. O gaseificador com eficiencia de 87,23 % foi testado com rejeitos de madeira em formato cubico de 2 cm de aresta, produzindo gas pobre com teor volumetrico de CO entre 14 e 22%. O gerador foi submetido a cargas que variaram entre 0,27 e 1,17 kW, com auxilio de um banco de resistencias eletricas. Destaca-se que a eficiencia do sistema (gaseificador/motor Otto/gerador) se eleva com o aumento da geracao da potencia eletrica. Na maxima potencia a eficiencia global do sistema (gaseificador/motor Otto/gerador) foi de 2,23%, enquanto o consumo de biomassa chegou a 10,5 kg/h.
RICHARD SENKO ATENUAÇÃO PASSIVA DE UM SISTEMA ROTATIVO UTILIZANDO LÂMINAS DE LMF SUPERELÁSTICAS Data: 26/04/2018 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A aplicação de materiais inteligentes em sistemas rotativos para a redução das vibrações vem sendo bastante estudado, pelo fato destes serem importantes para indústria. A aplicação mais comum é a de incorporar elementos ativos denominados Liga Memória de Forma (LMF), a qual altera suas características microestruturais com a mudança de temperatura ou de tensão mecânica. As LMFs possuem dois comportamentos característicos: o efeito memória de forma (ME), que altera sua fase devido à variação de temperatura, e a superelasticidade (SE), que modifica sua fase com a mudança de tensão mecânica. Atualmente a característica ME é mais aplicada, o qual necessita de um sistema de controle ativo para fins de aquecimento e resfriamento, e na maioria das vezes utilizando elementos na forma de molas helicoidais. Também nota-se que com a incorporação deste dispositivo, alteram-se as frequências naturais do sistema, evidenciando que a redução dos níveis de vibração se deve à variação de rigidez do material. O objetivo deste trabalho é projetar e aplicar um dispositivo do tipo lâmina com material do tipo LMF SE que atue de forma passiva num sistema rotativo, mitigando as vibrações mecânicas devido à passagem pelas frequências naturais utilizando o amortecimento histerético do material. Para isso, foram idealizadas algumas concepções e realizadas simulações com variações de parâmetros do projeto, a fim de atenuar as vibrações do sistema rotativo. Após simulações foi selecionado um tipo de dispositivo para fabricação e realizado a caracterização do material. Por fim, este dispositivo foi incorporado num mancal de um sistema rotativo e a partir dos resultados obtidos, comparou-se com um sistema utilizando um mancal com molas helicoidais de LMF ME. Após as seleção da mola do Tipo lâmina de LMF SE, utilizando simulações, como resultado da aplicação da mola do tipo lâmina no sistema rotativo, obteve-se uma redução de até 66% em relação ao sistema utilizando molas helicoidais de LMF ME.
VITOR MENEGHETTI UGULINO DE ARAUJO Uma Nova Abordagem Direta e Desacoplada de SLAM Visual Data: 04/04/2018 Hora: 16:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo No SLAM (Simultaneous Localization and Mapping), um robô posicionado em uma localização desconhecida de um ambiente qualquer deve ser capaz de construir uma perspectiva deste ambiente (um mapa) e se localizar no mesmo simultaneamente, utilizando apenas informações captadas pelos sensores do robô e sinais de controle conhecidos. Recentemente, impulsionados pelo avanço computacional, trabalhos nessa área propuseram usar câmera de vídeo como sensor principal e surgiu assim o SLAM Visual. Podemos observar duas linhas de pesquisas principais em SLAM Visual: a abordagem clássica, que utiliza características extraídas do ambiente e através das correspondências das mesmas e de filtros estatísticos, estimam os parâmetros necessários e a abordagem Direta, que não utiliza correspondência de características, porém é restrita à utilização de segmentos de planos e possui um sistema totalmente acoplado de registro direto de imagem e otimização, tornando difícil o acréscimo de outras formas geométricas e métodos de otimização mais modernos. Nesse trabalho propõe-se uma nova abordagem de SLAM Visual Direto desacoplado, que utiliza métodos de otimização e registro direto de imagem independentes, tornando o sistema flexível o bastante para aceitar outras formas geométricas mais complexas. Também foi possível a utilização de diversos métodos de otimização afim de encontrar o mais adequado.
ELVES SOUSA E SILVA MODELAGEM E ACIONAMENTO DE UMA MÁQUINA DE INDUÇÃO DE SEIS FASES COM INJEÇÃO HARMÔNICA PARA GANHO DE TORQUE Data: 09/03/2018 Hora: 08:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A grande maioria dos sistemas de geração de energia elétrica, produtos e processos industriais utilizam-se de máquinas com número de fases igual a três. A predominância do sistema trifásico conduziu ao uso mais frequente de máquinas trifásicas. Porém, com o avanço das chaves semicondutoras e o desenvolvimento de conversores, o número de fases deixa de ser um fator limitador no estudo e aplicação de máquinas polifásicas. Pode-se utilizar máquinas com um número de fases superior a três e obter diversas vantagens, tais como: menor sensibilidade ao desbalanceamento da tensão, redução da frequência de ripple, redução da tensão do barramento quando associada a conversores multiníveis, redução dos harmônicos de corrente no barramento CC, aumento do torque com injeção de corrente harmônica, dentre outras. Este trabalho apresenta a modelagem matemática de uma máquina assimétrica de seis fases (levando em consideração aspectos construtivos) e estudo do acionamento para ganho de torque cm injeção de terceiro harmônico. A partir do estudo, as equações foram implementadas em um DSP, que realiza o comando de um conversor acionando a máquina da forma desejada, os sinais de velocidade e formas de onda das correntes são apresentados e comparados com os resultados de simulação para validação da teoria.
KENNY ROGERS DA SILVA HENRIQUES DIAGNÓSTICO HIDROENERGÉTICO E OTIMIZAÇÃO OPERACIONAL PELA APLICAÇÃO DE ALGORITMOS GENÉTICOS, DE UMA ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DE ÁGUA Data: 28/02/2018 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Sistemas de abastecimento de água com múltiplos reservatórios, múltiplos conjuntos motobomba associados a variações de demanda ao longo de um dia de abastecimento tornam muito mais complexas suas rotinas de operação e gerenciamento. Diante disso é possível utilizar softwares de simulação e modelagem matemática e hidráulica para otimizar a operação desses tipos de sistemas. Este trabalho teve como objetivo a realização de um diagnóstico hidroenergético em um sistema de abastecimento real e aplicação de Algoritmos Genéticos para otimizar suas rotinas operacionais de acionamento dos conjuntos motobomba e gerenciamento níveis de água nos reservatórios visando a redução dos custos de bombeamento. A metodologia apresentada neste trabalho propôs a análise hidroenergética do sistema atual e mais dois cenários distintos, o primeiro com as rotinas operacionais otimizadas pela aplicação de AGs e a segunda considerando além de rotinas de operação otimizadas, intervenções estruturais como a substituição de dos conjuntos de propulsão, redução nas perdas de água e redução do volume bombeado. O diagnóstico hidroenergético evidenciou perdas substanciais de água e energia no sistema atual. Os resultados obtidos após intervenções das rotinas operacionais pelo algoritmo genético, integradas também a redução de perdas de água na rede de abastecimento, apresentaram bastante satisfatórios. A realização de um diagnóstico hidroenergético associado à aplicação de algoritmos genéticos como ferramenta para otimização das rotinas operacionais de sistemas de abastecimento de água com múltiplos reservatórios e múltiplos bombeamentos se mostraram eficientes e aplicáveis ao sistema real apresentado, resultando em reduções substanciais nos custos operacionais de bombeamento.
RICARDO FRANCISCO ALVES CARACTERIZAÇÃO TERMOMECÂNICA E MAGNÉTICA DE UMA LIGA Ni-Mn-In COM MEMÓRIA DE FORMA FERROMAGNÉTICA Data: 23/02/2018 Hora: 09:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo As Ligas Com Memória de Forma Ferromagnética (LMFF) que podem ser controladas por campo magnético têm atraído consideravelmente o interesse para aplicações como atuadores magnéticos. As ligas do sistema Heusler NiMnGa apresentam uma grande deformação induzida por campo magnético, atingindo valores superiores a 10%. No entanto, existem alguns problemas na aplicação dessas LMFF, por exemplo, alto custo devido ao caro elemento constituinte Ga, bem como uma baixa temperatura de transformação martensítica (Ms) e uma temperatura Curie (Tc) abaixo de 100°C que são insuficientes para atuadores. Para contornar essa limitação, novos sistemas Heusler têm sido extensamente estudados nos últimos anos, dentre os quais podemos citar NiMnIn, NiMnSn e NiMnSb, entretanto, são extremamente frágeis, o que dificulta a quantificação do efeito memória de forma (EMF) e da superelasticidade (SE) para estas ligas pelos métodos ensaios mecânicos convencionais (tração e compressão). Uma alternativa para contornar essa dificuldade, seria o uso da nanoindentação instrumentada para obtenção das propriedades mecânicas (EMF, SE, módulo de elasticidade e dureza) destas ligas. Uma liga Ni50Mn34In16 foi produzida em um forno de indução sob atmosfera controlada. Após o processo de fundição a liga caracterizada microestruturalmente por fluorescência de raios-X, difração de raios-X, microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, calorimetria diferencial de varredura (DSC) e magnetometria de amostra vibrante e mecanicamente através do ensaio ultramicrodureza com o penetrador Berkovich. Observou-se que a liga apresentou um desvio de composição com relação aos percentuais nominais. Através dos difratogramas de raios-X das amostras bruta de fusão e tratada termicamente, foi observado à presença das fases L21 e Mn3Ni2In. Foi observado através dos resultados do DSC mostraram que o grau de homogeneidade química afeta as temperaturas de transição de fase. A partir das curvas de histerese magnética identificou- se que a amostrada bruta de fusão apresenta um comportamento ferromagnético, enquanto que a tratada termicamente apresentou tendência ao paramagnetismo (com resquícios de ferromagnetismo). Através dos ensaios de ultramicrodureza, observou-se que o tratamento térmico provocou uma diminuição no módulo de elasticidade e na dureza. Além disso, a liga tratada apresentou uma recuperação superelástica maior que a bruta de fusão.
Laís Pereira Regis EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM SISTEMAS PRESSURIZADOS DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA COM O USO DE REDES NEURAIS ARTIFICIAIS Data: 09/02/2018 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Com o objetivo de desenvolver novas tecnologias para melhorar a operacao de sistemas de abastecimento de agua, visando a reducao do desperdicio de agua e energia, foi realizado nesta tese um estudo experimental utilizando automacao e controle via Redes Neurais Artificiais (RNA) com arquitetura recorrente. A tecnica de controle escolhida foi aplicada para controlar as pressoes de servico em uma bancada experimental que simula um sistema de abastecimento capaz de fornecer agua para duas regioes com topografia diferenciadas. Com o intuito de analisar o desempenho do sistema sob acao do controlador, foram realizados testes experimentais simulando uma curva de consumo para as duas regioes abastecidas, introduzindo perturbacoes externas e alterando o valor de referencia. Alem disso, tendo em vista a utilizacao do sistema de controle para reduzir o consumo energetico dos sistemas de impulsao da bancada, foi realizada a otimizacao operacional, a partir da reducao do Consumo Especifico de Energia (CE), durante o controle das pressoes de servico. Dessa forma, foi garantida a reducao do gasto energetico do sistema ao mesmo tempo em que foi realizado o controle das pressoes.
ALINE KARLA BARBOSA DA SILVA Estudo das Propriedades Tribomecânicas de Compósitos de Politetrafluoretileno com Quasicristal. Data: 31/01/2018 Hora: 14:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O desenvolvimento de novos materiais que possam contribuir para melhoria dos sistemas tribológicos tais como, diminuição de atrito e diminuição do desgaste, tem despertado interesse dos pesquisadores do mundo inteiro. O uso do PTFE como termoplástico de alto desempenho já se consagrou no mercado dadas suas excelentes características superficiais, baixo coeficiente de atrito, alta lubrificidade, associadas à alto desempenho sob impacto. Dentre as desvantagens no uso deste material cita-se a baixa resistência ao desgaste, bem como resistência mecânica limitada. Logo, o objetivo deste trabalho trata-se do desenvolvimento de compósito PTFE com carga de pó de ligas quasicristalina de maneira a obter um material com características superficiais de excelência, em decorrência das características da matriz bem como do pó metálico, associado a elevada resistência ao desgaste e mecânica do reforço quasicristalino. As ligas quasicristalinas foram obtidas via fusão dos elementos precursores, tratados termicamente e cominuídos em moinhos planetários de alta energia. Os compósitos foram desenvolvimentos via sinterização a quente de PTFE com adição de carga de pó de ligas icosaedral quasicristalina AlCuFe. À matriz de PTFE foram adicionados pós de reforço metálico em frações volumétricas variáveis de 1%-20%Vol. Foram realizados os ensaios de Pino sobre disco, Molhabilidade, Rugosidade, Dureza Shore D, Ultramicrodureza e análises morfológicas. Dentre os resultados mais importantes que os compósitos apresentaram pode-se citar a melhoria na resistência ao desgaste e ganho significativo em sua dureza, mantendo o baixo coeficiente de atrito, ganho de hidrofobicidade em relação à água salina. Os compósitos apresentaram boa densidade após sinterização além de pouca porosidade, atestando assim a viabilidade no desenvolvimento de compósitos PTFE/QC, com características de melhor desempenho mecânico/tribológico/superficiais, quando comparado aos elementos precursores e ao PTFE puro.
BRUNO CAMPOS TEIXEIRA DE CARVALHO SÍNTESE E OTIMIZAÇÃO MULTIOBJETIVO DE UM SISTEMA DE FORNECIMENTO DE ENERGIA COM PAINÉIS FOTOVOLTAICOS Data: 31/01/2018 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A geração de energia distribuída em edificações e cidades tem sido proposta como uma alternativa importante para ampliação da base tecnológica de países e diversificação de suas matrizes energéticas. No caso do Brasil, a possibilidade da incorporação da geração distribuída em edificações apresenta amparo legal por meio de recentes regulamentações do setor elétrico e das normas de melhoria da eficiência energética, tornando a visão da sustentabilidade ambiental um conceito fundamental na etapa de planejamento e otimização de sistemas energéticos. Este trabalho compreende a síntese e otimização de um sistema de fornecimento e conversão de energia. A partir da construção de uma superestrutura composta por diferentes tecnologias de conversão energética, adaptou-se um modelo matemático baseado em programação linear inteira mista (PLIM). O software Lingo foi utilizado para solução do modelo, que incorporou o método -restrição para abordar a otimização bicritério, considerando aspectos econômicos e ambientais simultaneamente. A informação ambiental foi gerada pela aplicação da metodologia da Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) para os equipamentos e recursos energéticos da superestrutura. As necessidades energéticas analisadas para o centro consumidor (vapor, água quente, refrigeração e eletricidade) foram consideradas a partir das informações das demandas anuais requeridas. O modelo matemático contemplou a configuração do sistema (equipamentos a instalar) e sua operação ao longo de um ano. A solução puramente econômica baseou-se em caldeiras de biomassa, eletricidade comprada à rede elétrica e refrigeração mecânica. A solução ambiental incluiu um módulo de cogeração e refrigeração por absorção. Painéis solares fotovoltaicos foram instalados em ambas soluções, porém somente na solução ambiental houve exportação de eletricidade à rede elétrica (normativa legal).
KEROLAYNE SANTOS LEITE Influência do Processo de Extração da Galactomanana de Prosopis juliflora nas Propriedades de Filmes Biodegradáveis Produzidos via Casting Data: 31/01/2018 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A indústria de alimentos produz grandes quantidades de resíduos agroindustriais com elevado potencial para aplicação em novos produtos. Além disso, o segmento faz uso de embalagens sintéticas que enfatizam a problemática acerca do meio ambiente. Neste contexto, a elaboração de filmes biodegradáveis a partir de resíduos agroindustriais tem se firmado como uma nova categoria para aplicação em embalagens de alimentos com redução de custos de processamento. O uso de polissacarídeos de reserva de parede celular, como as galactomananas, vêm ganhando força no mercado devido a sua capacidade de formar essas películas protetoras com adições, ou não, de outros componentes. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a influência do processo de extração da galactomanana de Prosopis juliflora nas propriedades de filmes biodegradáveis produzidos via casting. Para tanto, foram realizadas 04 (quatro) formulações com soluções de galactomanana liofilizada (GAL) e seca em estufa (GAS) 5% (m/v), obtidas do resíduo do processamento de vagens de algaroba, e CO 9% (m/v) adicionadas GLI numa proporção de 20% da mistura, sendo os filmes obtidos por casting. As propriedades dos materiais foram acessadas através da Difração de Raios-X (DRX), Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Espectrofotometria de Ultravioleta-Visível (UV-VIS), Análises térmicas por Termogravimetria e Calorimetria (TG e DSC), Resistência a Tração, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Rugosidade e Ângulo de Contato (CA), além de avaliar os filmes na conservação de maças minimamente processadas. Os resultados apresentaram que os resíduos do processamento de vagens de algaroba foram eficazes na elaboração de filmes biodegradáveis e que o método de extração influenciou significativamente as propriedades dos materiais. O método de secagem por liofilização não permitiu a retirada total da umidade do produto e interferiu nas propriedades dos filmes com notável diminuição de resistência a tensão. O uso do agente aditivo também alterou a estrutura dos materiais, pois a temperatura de solubilização do material desnaturou as proteínas e reduziu as propriedades, tornando os filmes menos rugosos e menos resistente para aplicações alimentares. Os filmes que apresentaram melhores propriedades foram os do polissacarídeo seco em estufa, com resultados compatíveis a outras fontes de filmes biodegradáveis, aumentando o tempo de conservação de maças minimamente processadas com potencial aplicação para embalagens de alimentos.
PETRONIO PAULO DE SOUZA NETO PROJETO, CONSTRUÇÃO E TESTES DE UM TROCADOR DE CALOR VISANDO A REFRIGERAÇÃO DE UMA TURBINA DE UM MOTOR OTTOLIZADO PARA GÁS NATURAL Data: 31/01/2018 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A utilização de energia elétrica tem se tornado cada vez mais onerosa para as empresas, principalmente para as de grande porte, em horário de pico (18 às 21 h). Substituir o uso de energia elétrica das concessionárias pela produção independente de energia elétrica, com a utilização de grupos geradores, tem atraído a atenção dessas empresas. Atualmente, a maior parte dos motores desses grupos geradores são movidos a diesel. No entanto, a substituição do diesel por gás natural nesses motores constitui uma oportunidade interessante para a redução de custos com combustível. O Laboratório de Inovação da Universidade Federal da Paraíba desenvolveu uma técnica inovadora, totalmente reversível, capaz de converter motores Diesel para operarem apenas com gás natural (ottolização). Um grande problema causado pela utilização de gás natural é a elevada temperatura dos gases de exaustão, principalmente em motores turboalimentados. Esses altos valores de temperatura podem danificar permanentemente o turbocompressor. O objetivo deste trabalho foi o projeto, construção e montagem de um trocador de calor para a refrigeração dos gases de escape e a análise da influência dessa refrigeração no funcionamento do motor Perkins 1104- 44TAG2, turboalimentado. O tipo de trocador de calor construído foi o de tubos aletados. Nos testes realizados, a potência máxima alcançada dentro do limite da temperatura dos gases de exaustão na saída do turbocompressor, 600 ºC, foi de 80,9 kW (110 cv). Em 110 cv, o consumo de combustível foi reduzido em até 3,5 % em relação aos dados dos trabalhos usados como referência. O rendimento térmico do motor, nessa mesma potência, foi de 42,76 % e a efetividade do trocador de calor foi de 49,2 %.
ANTONIO MARCOS VILA NOVA INFLUÊNCIA DA CORRENTE DE SOLDAGEM E DA COMPOSIÇÃO DO METAL DE ADIÇÃO SOBRE O COMPORTAMENTO MECÂNICO DE JUNTAS SOLDADAS DISSIMILARES Data: 26/01/2018 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Falhas em juntas dissimilares de estruturas submarinas têm ocorrido. Várias pesquisas têm sido desenvolvidas para determinar o melhor procedimento de soldagem que resulte numa junta soldada com propriedades mecânicas apropriadas para aplicação em ambientes tão agressivos mecânica e quimicamente. Este trabalho tem como principal objetivo avaliar a influência do modo de corrente e do tipo de metal de adição sobre o comportamento mecânico de juntas dissimilares do aço SAE 4130 previamente amanteigado com ligas de níquel e soldado ao aço ASTM A36. As variáveis de influência foram o modo da corrente de soldagem (convencional e pulsada) e o tipo de metais de adição, os arames AWS ERNiCrMo-3 (Inconel 625) e AWS ERNiCrMo-15 (Inconel 725). Como variáveis de resposta foram analisadas a resistência mecânica, a dureza e a tenacidade ao impacto na interface das juntas dissimilares, região considerada crítica. Os resultados foram caracterizados por ensaios mecânicos e microscopia (MO, MEV). Os resultados mostram que o comportamento mecânico da interface amanteigamento-substrato é influenciado pela corrente de soldagem e pelo tipo de metal de adição; os resultados mostraram também o procedimento de soldagem com o Inconel 625 e corrente pulsada mostrou-se mais apropriados para as propriedades mecânicas estudadas. Palavras-chave: soldagem, revestimento, ligas de níquel, propriedades mecânicas.

2017
Descrição
PRISCILA FARIAS NILO ESTUDO NUMÉRICO DO ESCOAMENTO BIFÁSICO ÓLEO-ÁGUA APLICADO EM DUTO HORIZONTAL, UTILIZANDO A TÉCNICA CORE ANNULAR FLOW Data: 19/12/2017 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O transporte de óleo pesado é um dos principais desafios tecnológicos para a indústria petrolífera no mundo, o que se explica pela elevada perda de carga causada pelo atrito entre o óleo e a parede da tubulação. Dessa forma, o presente trabalho apresenta um estudo numérico para o transporte de água e óleo pesado em dutos horizontais com um medidor por Bocal, empregando a técnica core anular flow utilizando o software comercial ANSYS CFX 15.0. O modelo matemático multifásico de mistura foi usado para o escoamento bifásico água-óleo, 3D, transiente, isotérmico, com o óleo escoando em regime laminar e água em regime turbulento, em que foi escolhido o modelo de turbulência k ε. Nesta perspectiva, a velocidade, a queda de pressão e a fração volumétrica para cada fase são analisados nos resultados. Foi observado a água envolvendo o núcleo de óleo que escoa na região central da tubulação, reproduzindo o escoamento core flow, o que acarretou uma redução na queda de pressão. Os resultados foram confrontados com dados experimentais disponíveis na literatura, e foi verificado uma boa concordância entre os mesmos.
BRUNO CESAR BEZERRA NOBREGA DE SOUZA ESTUDO DE OTIMIZAÇÃO DA RECONSTRUÇÃO DE IMAGENS VIA TOMOGRAFIA CAPACITIVA ELÉTRICA ATRAVÉS DOS MÉTODOS DE ELEMENTOS FINITOS E ENXAME DE PARTÍCULAS UTILIZANDO COMPUTAÇÃO DE ALTO DESEMPENHO Data: 18/12/2017 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Este trabalho tem por finalidade apresentar a heurística de enxame de partículas como um método viável de solução para o problema inverso da técnica de Tomografia Capacitiva Elétrica (TCE), com o intuito de aplicação ao imageamento de escoamentos multifásicos. Também será apresentada a filosofia de programação paralela que aliada a alterações que favoreçam a ampliação da inteligência coletiva de enxame, reduz assim o tempo computacional de processamento, parâmetro crítico no projeto do sistema de reconstrução de imagens, necessário para produção de imagens com maior resolução espacial. Uma alternativa para ampliar a eficiência do sistema de reconstrução da imagem é a retirada de cálculos redundantes no código (apropriação da esparsividade e da ordenação das matrizes associadas ao problema matemático associado) e a migração do algoritmo de reconstrução de uma programação sequenciada para uma programação paralela. Será apresentado os princípios físicos da TCE, os estudos de aproveitamento das características numéricas do método dos elementos finitos (MEF), os algoritmos heurísticos utilizados no processo de reconstrução e os conceitos dos principais paradigmas de paralelização (memória compartilhada, memória distribuída) e sua implementação de software e hardware. Os resultados encontrados são encorajadores devido a concordância entre as imagens obtidas e os tomogramas simulados e a redução significativa no tempo de processamento das mesmas, estimulado assim a continuidade de pesquisas neste tema para o futuro. Encontra-se nesta tese todos os passos para construção de um cluster Beowulf e os códigos seriais e paralelos necessários para implementação dos algoritmos.
CARLOS ANTONIO TAURINO DE LUCENA FORMULAÇÃO DO MÉTODO DOS ELEMENTOS DE CONTORNO APLICADA A PROBLEMAS DE BARRAS DE SEÇÃO DE PAREDES FINAS FECHADAS Data: 15/12/2017 Hora: 13:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Vigas de paredes delgadas e seção transversal, abertas e/ou fechadas, são elementos estruturais de larga aplicação em diversos ramos da engenharia civil, mecânica, aeroespacial, naval. São caracterizadas por apresentarem uma grande resistência quando comparadas ao peso. Quando são necessárias simultaneamente grande rigidez à flexão quanto a torção, as de seção fechadas despertam maior interesse. O presente trabalho apresenta, sob a ótica da teoria de Benscoter, uma formulação do método dos elementos de contorno (MEC) direto, aplicado ao problema da flexo-torção de barras de seção de paredes finas fechadas, nos regimes estático e dinâmico, este último, restrito a determinação das frequências naturais. Os efeitos devidos ao acoplamento de uma força axial ao problema da flexo-torção, também de especial interesse, foram considerados no presente trabalho, o que permitiu fosse investigado o problema da estabilidade, nos casos estático e dinâmico harmônico. No desenvolvimento matemático do MEC, inerente ao problema, foram deduzidas e apresentadas de forma explícita as soluções fundamentais, equações integrais e os respectivos sistemas algébricos. Na análise estática, para carregamentos transversais, torcionais e bi momentos, uniformemente distribuídos ao longo da barra, os vetores de carga no domínio e no contorno, também foram apresentados em suas formas explícitas. A formulação teórica proposta no trabalho, foi implementada em um código computacional. Para demonstrar a validade e precisão do método, exemplos numéricos são apresentados e seus resultados comparados com soluções analíticas encontradas na literatura.
VLADYR YURI SOARES DE LIMA CAVALCANTI ESTUDO TEÓRICO DE UM SENSOR CAPACITIVO HELICOIDAL APLICADO AO ANALISADOR DE MISTURA ETANOL-ÁGUA Data: 15/12/2017 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A indústria de produção de álcool tem tido um grande avanço tecnológico nas três últimas décadas. O álcool se faz presente nas mais diversas indústrias, de bebidas, perfumaria, farmacêutica e de combustíveis, sendo esta última um mercado em franca expansão por ser o álcool uma fonte renovável e sustentável de energia. O valor agregado do álcool está exatamente no grau de pureza que este possui. Este grau de pureza é fornecido pelo teor alcoólico medido durante o processo de produção do álcool. A técnica comumente empregada para realização desta medida é a determinação da massa específica e do teor alcoólico por densímetro digital de bancada (Norma Brasileira ABNT NBR 15639/2016). A técnica proposta neste trabalho baseia-se na medida da capacitância elétrica da mistura etanol-água e do teor alcoólico por analisador de mistura pela polarização dipolar (AMPD). Este trabalho apresenta dois modelos teóricos aplicados ao AMPD no intuito de elevar a exatidão nas medidas do teor alcoólico do etanol realizadas pelo equipamento. O primeiro modelo é desenvolvido para se obter o valor da constante dielétrica da mistura etanol-água, dada a proporção do material e a temperatura. O segundo modelo proposto provê o valor da capacitância para um sensor capacitivo com geometria helicoidal, dadas as suas configurações e o valor da constante dielétrica do líquido (dielétrico) no interior deste. No problema direto, a partir da proporção da mistura etanol-água, obtém-se o valor da constante dielétrica com o modelo proposto para o cálculo da constante dielétrica para a mistura binária etanol-água e com o modelo matemático para o sensor helicoidal pode se determinar o valor da capacitância. No problema inverso, com o valor da capacitância medido, é possível determinar o valor da constante dielétrica e, por conseguinte o valor da proporção de material na mistura etanol-água, isto é, o seu teor alcoólico. Para validar os modelos aqui propostos, foram obtidos valores de leitura de capacitância simulados, com um erro randômico de 1,00% simulando um erro aleatório do instrumento, devido a flutuação da eletrônica, proveniente da variação da temperatura. O primeiro modelo, que determina o valor da constante dielétrica, consegue diminuir valor do desvio percentual absoluto de 4,65% para 0,96%, enquanto que o segundo modelo, apresenta um valor de leitura de capacitância com valor estimado próximo ao valor ideal, com desvio-padrão menor que 1,00%. A obtenção do teor alcoólico em tempo real dentro da indústria alcooleira, aprimora o processo de produção do etanol, pois com a garantia de ter obtido o teor alcoólico desejado, os processos são encerrados dentro do tempo mínimo necessário, trazendo como vantagens a economia de recursos tais como energia e insumos.
JOCEFABIO ROMEIK ALVES LOPES MODELAMENTO NÃO LINEAR DE UM ELO DE UM ROBÔ MANIPULADOR DE TRÊS GRAUS DE LIBERDADE Data: 12/12/2017 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O objetivo do presente trabalho é modelar em tempo real um elo de um robô manipulador eletropneumático de três graus de liberdade (3GDL) cartesiano. O robô manipulador é constituído basicamente por três válvulas eletropneumáticas proporcionais e por três cilindros pneumáticos, e seus parâmetros são identificados em tempo real pelo algoritmo dos Mínimos Quadrados Recursivos (MQR), de posse do modelo de Volterra. Finalizando, são apresentados resultados experimentais, de modelos obtidos.
WALBER MEDEIROS LIMA CARACTERIZAÇÃO TERMOMECÂNICA DE UM FIO ATUADOR DE LIGA COM MEMÓRIA DE FORMA DE NI-TI Data: 12/12/2017 Hora: 08:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo As ligas com memória de forma (LMF) de Ni-Ti têm sido o alvo de vários estudos devido às suas excelentes propriedades físicas e mecânicas. Por esse motivo, as ligas são utilizadas em várias aplicações tais como sensor e/ou atuador. A quantidade de deformação recuperável e a estabilidade funcional do efeito memória de forma são duas das mais importantes características no desenvolvimento de aplicações com as LMF. A estabilidade funcional de um atuador de LMF têm sido estudada através de ciclos térmicos entre o intervalo de temperatura em que a deformação e a recuperação de forma ocorrem, tendo um propósito indispensável quando se trata da utilização dos materiais com memória em aplicações práticas. Neste sentido, o estudo da caracterização termomecânica de um fio atuador de LMF de Ni-Ti submetido a uma ciclagem termomecânica (treinamento e ciclagem) por efeito Joule, aplicando-se uma corrente elétrica alternada, do tipo quadrada, que resultará numa importante contribuição científica e tecnológica, pois para uso prático é esperado a estabilização funcional do material, caso contrário, provavelmente em poucos ciclos de trabalho a aplicação apresentaria falha devida a deformação residual (alongamento) do material. No estudo, utilizou-se um aparato mecânico juntamente com uma instrumentação eletrônica e uma interface gráfica para a obtenção dos resultados experimentais e, em seguida, uma análise microestrutural por microscópio eletrônico de varredura no intuito de analisar a seção longitudinal das amostras. Resultados experimentais da caracterização mostraram que as amostras com melhor estabilidade tanto em alongamento quanto em deformação reversível (0,39% ou 0,5%), são observadas nas amostras submetidas a um treinamento termomecânico de 100 MPa e, em seguida, a uma ciclagem termomecânica com carga de 100 ou 150 MPa e com temperatura abaixo da temperatura final da austenita (Af), respectivamente, pois apresentaram uma menor nucleação de trincas nas regiões da superfície e centro.
RONALDO MARQUES DE OLIVEIRA FILHO Correlações entre parâmetros estruturais e microdureza em ligas Al-Si-Cu obtidas através do processo Squeeze Casting Data: 07/12/2017 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O Squeeze Casting é um processo de fundição onde o metal vazado é solidificado sob pressão numa coquilha metálica e fechada por um punção. O processo confere aos fabricados, aumento de propriedades mecânicas, como dureza e resistência à tração. Trata-se de uma técnica econômica e simples, sendo utilizado em larga escala na fundição de ligas de alumínio, magnésio, cobre, aços inoxidáveis, entre outras. O alumínio e suas ligas constituem um dos materiais mais atrativos para aplicações na indústria devido suas características e propriedades. As ligas do sistema Al-Si-Cu são largamente utilizadas devido algumas propriedades que favorecem o processamento e a aplicação destas ligas como elevada fluidez e boa resistência, sendo bastante utilizada nas indústrias automobilística e aeronáutica, por exemplo. Durante o processo de solidificação de ligas a morfologia mais freqüentemente observada é a dendrítica que pode ser caracterizada por espaçamentos dendríticos primários (1), secundários (2) e terciários (3). Estudos analisam a influência de variáveis térmicas e microestruturais de ligas nas propriedades mecânicas, mostrando a importância dos espaçamentos dendríticos nas propriedades finais. Neste trabalho foram utilizadas as ligas Al-5,5%Si-3%Cu, Al-7,5%Si-3%Cu e Al-9%Si- 3%Cu solidificadas sob as pressões de 0, 50, 100 e 150 Mpa. A finalidade foi verificar como a pressão e teor de soluto influenciam na macro, microestrutura e na microdureza Vickers das ligas do sistema Al-Si-Cu. Os resultados obtidos mostraram em relação a macroestrutura que as variações de e composição da liga contribuíram para o refino dos grãos de maneira geral. Quanto a 2, ocorreu a diminuição dos mesmos com o aumento da pressão, bem como com o aumento do teor de soluto. A microdureza Vickers, por sua vez, apresentou crescentes valores à medida em que se elevou a pressão, exceto para a pressão de 150 Mpa. Os valores de Hv também apresentaram aumento quando se elevou o teor de soluto nas ligas.
JOSÉ JOSIMAR SOARES DESENVOLVIMENTO EXPERIMENTAL DE UM CHILLER A ADSORÇÃO COM DOIS REATORES: OTIMIZAÇÃO DE PROCESSO COM ALOCAÇÃO DE TEMPO DE CICLO. Data: 16/11/2017 Hora: 08:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Este trabalho tem como objetivo contribuir para o desenvolvimento e a otimizacao de um chiller birreator por adsorcao fisica, capaz de aproveitar uma fonte termica entre 65 e 75°C. Para tanto, estudou-se a dinamica desse tipo de sistema, a fim de otimizar os seus indicadores de desempenho. O sistema foi desenvolvido no LES/CEAR/UFPB, constituido por dois reatores adsortivos, um condensador e um evaporador, que funcionam de forma independente. As programacoes dos tempos de ciclos e de controle de comutacao do fluxo secundario sao realizadas utilizando uma interface LabVIEW® com atuacao automatica. Os ensaios experimentais foram realizados com o par adsortivo silica gel/agua e tambem foi desenvolvido um script no Matlab® a partir do modelo numerico, capaz de simular a cinetica de adsorcao e condicoes limites de funcionamento do sistema. Para otimizacao experimental, utilizou-se planejamento fatorial L10(22). Como fatores de maior influencia no processo adsortivo, foram analisados o tempo de ciclo, a temperatura de regeneracao e os processos com e sem adsorcao simultanea; as variaveis de resposta foram os parametros de desempenho COP e SCP. Um Software comercial, Minitab17, foi usado para o desenvolvimento dos modelos empiricos, atraves do projeto de experimentos (DOE) e analise de variancia (ANOVA) com um nivel de confianca dos resultados de 95%, com dois niveis e considerando um ponto central. Os dois fatores escolhidos para otimizacao sao os que contribuem de forma significativa para a melhoria dos indicadores de desempenho do referido sistema. Como resultados experimentais com adsorcao simultanea durante o periodo de comutacao, a potencia especifica de refrigeracao (SCP) e o coeficiente de desempenho (COP) do chiller birreator sao, respectivamente, de 81,4 𝑊∙𝑘𝑔−1 e 0,52, para as melhores condicoes de trabalho, representadas pelo tripleto 72/30/15℃ e um tempo de ciclo de 35 min. Os resultados alcancados sao compativeis com as recentes publicacoes na literatura de modelos com as mesmas caracteristicas. Ha uma melhoria de pelo menos 20% no SCP mantendo o mesmo COP, em comparacao com o melhor sistema (chiller) desenvolvido anteriormente no LES. O nivel maximo de temperatura necessaria para funcionamento do chiller desenvolvido e compativel com a utilizacao de rejeito termico industrial de baixa temperatura e energia solar com utilizacao de coletor solar tipo plano, o que pode permitir a sua producao em escala comercial.
HERCULANO TELINO MACAU MELHORIA DO SISTEMA DE LAVAGEM DO GÁS POBRE DE UM GASEIFICADOR DE 4 kW TÉRMICOS Data: 27/10/2017 Hora: 14:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O objetivo principal deste trabalho é a melhoria do sistema de limpeza do gás pobre, o qual é produzido por um gaseificador co-corrente, topo aberto, com capacidade térmica de 4 kW. Esse gaseificador é acoplado a um grupo gerador com potência nominal de 2 kW. Toda a bancada experimental, a sua montagem e os testes pertinentes, foram realizados nas dependências do Laboratório de Inovação do Centro de Tecnologia da Universidade Federal da Paraíba. As paredes internas do gaseificador foram reformadas para obtenção de uma superfície menos rugosa para facilitar o fluxo de biomassa através do reator. Um sistema de desobstrução da camada de cinzas foi desenvolvido e instalado no reator para a remoção das cinzas da grelha, facilitando o fluxo do gás. Um sistema de condicionamento de gás pobre baseado na pulverização do gás em um meio aquoso foi montado no sistema gaseificador-grupo gerador. Um sistema rústico de coleta de alcatrão foi desenvolvido e montado na tubulação de admissão do motor de combustão interna (MCI). Os experimentos foram realizados inicialmente para verificar a influência do desobstruidor de camada de cinzas na relação consumo e potência. Em seguida, um sistema de lavagem foi desenvolvido e montado, verificando-se que a quantidade de alcatrão no gás foi reduzida em 40,39 % tendo a potência útil diminuído em 16,17 %, reduzindo-se a 1,71 kW. Contudo, o Poder Calorífico Inferior (PCI) do gás apresentou um aumento de 7,45 %.
FERNANDA DE SOUZA SILVA EFEITO DOS TAMANHOS PADRONIZADOS DE RETALHOS DE MADEIRA NA MELHORIA DO FUNCIONAMENTO DE UM GASEIFICADOR DE BIOMASSA Data: 27/10/2017 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O principal objetivo do presente trabalho é evidenciar aspectos teóricos e experimentais de um aparato que serve à produção de energia elétrica a partir da gaseificação da biomassa residual. De fato, ganha destaque nessa abordagem os efeitos do tamanho das peças, ou blocos de biomassa de alimentação do gaseificador, no seu desempenho funcional e consequentemente no de todo o sistema (gaseificador/motor ciclo Otto/gerador). O gaseificador utilizado neste trabalho é do tipo leito fixo, co-corrente. O gás pobre produzido no gaseificador alimenta um motor do ciclo Otto, à gasolina, que foi adaptado para funcionar com gás. Esse motor está acoplado a um gerador TOYAMA. Utilizou-se quatro tamanhos de retalhos de biomassa, semelhantes à forma de cubos, sendo eles com aresta de aproximadamente, 13 mm, 16 mm, 20 mm e 27 mm. Dentre os tamanhos testados, destacou-se aquele com dimensão de 27 mm de aresta, que produziu menor consumo, melhor aproveitamento energético, traduzido em PCI mais elevado, e maior eficiência do sistema (10,59 %), quando gerou 2,16 kW de potência elétrica. Esse resultado auferido confirma que o uso dos gaseificadores de biomassa se constitui uma excelente alternativa aos combustíveis fósseis na geração de energia elétrica, além de ser um sistema ecologicamente correto.
FERNANDO CESAR DE ABREU VIANA MODELAGEM E SIMULAÇÃO DE UM SISTEMA DE CONDICIONAMENTO DE AR PURAMENTE DESSECANTE, POR COMPRESSÃO DE VAPOR E HÍBRIDO Data: 19/10/2017 Hora: 08:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Os sistemas de condicionamento de ar devem proporcionar o conforto térmico e a aceitável qualidade do ar dentro de edificações com o mínimo consumo de energia e com menores impactos ambientes. A análise dinâmica dos sistemas de condicionamento de ar é um problema complexo e importante para conhecimento e domínio da tecnologia utilizada, garantindo rapidez e economia na sua execução. No presente trabalho, a análise do processo de transferência de calor e de massa em sistemas de condicionamento de ar do tipo: puramente dessecante, por compressão de vapor e híbrido (dessecante com compressão de vapor) em condições de clima quente e (pouco úmido/úmido/muito úmido) foi realizada através da modelagem e simulação de cada componente do sistema. Vários programas computacionais foram produzidos a partir de modelos matemáticos baseados nos princípios físicos da conservação de energia e de massa e resolvidos numericamente, sendo a solução capaz de predizer os comportamentos térmico e mássico de cada componente e depois todos os componentes foram reunidos em um único programa computacional para determinar o desempenho do sistema completo. Os resultados obtidos mostraram que o sistema puramente dessecante com dois rotores não garante o conforto térmico em condições de clima muito úmido (20 gvapor/kgar seco). Da mesma forma que o sistema de compressão de vapor também não garante conforto térmico para clima quente e muito úmido (20 gvapor/kgar seco), ou ainda, para atender tal condição, será necessário um superdimensionamento do equipamento com consequências de alto consumo elétrico; custo elevado do equipamento; maior área para sua instalação e poderá haver, consequentemente, problemas respiratórios nos ocupantes. Portanto, para clima quente e muito úmido, o ideal será o sistema híbrido que após as simulações apresentou redução do consumo elétrico em relação ao sistema de compressão de vapor e melhores coeficientes de performance em relação ao sistema puramente dessecante, garantido o conforto térmico dos ocupantes.
RENATO DE SOUSA USO DE VÁLVULAS REDUTORAS DE PRESSÃO NA OTIMIZAÇÃO DE REDE SETORIZADA DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA Data: 22/09/2017 Hora: 14:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Esta pesquisa teve como objetivo realizar uma análise energética e hidráulica de sistema de abastecimento de água setorizado. Foi utilizado um sistema de controle inteligente baseado na lógica fuzzy, o qual teve como função o controle de válvulas redutoras de pressão. Este sistema de controle visa controlar as pressões a jusante das válvulas para reduzir o excesso de pressão em tubulações, de forma a diminuir o volume perdido por vazamentos, perdas por consumo induzido ou até mesmo romper dutos. Deste modo, o controlador fará com que o sistema se adapte ao nível de máximo consumo do sistema, de forma a equilibrar as pressões em todos os pontos de consumo, evitando assim o abastecimento ineficiente a consumidores que se localizam em pontos mais afastados ou de topografias mais elevadas. A válvula redutora abre ou fecha de acordo com os níveis de pressão de cada setor, transferindo energia de pressão dos níveis de maiores pressões para os de menores. Todo o trabalho foi realizado em uma bancada experimental instrumentalizada e automatizada de forma a simular uma dinâmica de consumo no qual se utiliza dois setores consumindo diferentes volumes de água.
CARLOS CÁSSIO DE ALCANTARA INFLUÊNCIA DO CRESCIMENTO ANORMAL DE GRÃO NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE LIGAS SUPERELÁSTICAS CuAlMnTiB e CuAlMn Data: 21/09/2017 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Neste trabalho foi investigada a influência dos diversos tamanhos de grãos, obtidos por refinamento e tratamento de crescimento anormal de grão, nas propriedades mecânicas das ligas policristalinas superelásticas CuAlMnTiB e CuAlMn. As ligas foram elaboradas em forno sob atmosfera ambiente, tratadas termicamente para a obtenção de grãos grosseiros e então caracterizadas por ensaios de microscopia óptica, difração de raios-x, tração e microdureza. Percebeu-se que ativação do crescimento anormal de grão está relacionada com a presença de precipitados e com a taxa de aquecimento. A liga com refinadores mostrou-se mais sensível à ativação do processo. No ensaio por DRX foi possível determinar a fase austenítica β3, de estrutura L21, a fase γ e a martensítica fase γ. Através do ensaio de tração foi possível perceber a relação inversamente proporcional da tensão de indução martensítica (σy), do limite de resistência à tração (St) e da deformação máxima (εmax) com o aumento do tamanho relativo de grão (d/t). O ensaio de microdureza determinou a dureza das fases austenítica e martensítica.
THIAGO ANDRADE FERNANDES ANÁLISE DO ESCOAMENTO LAMINAR BIDIMENSIONAL EM COORDENADAS RETANGULARES DE VARIÁVEIS PRIMITIVAS PELAS EQUAÇÕES DE NAVIER-STOKES VIA GITT Orientador : CARLOS ANTONIO CABRAL DOS SANTOS Data: 28/08/2017 Hora: 14:00 Mostrar Resumo No presente estudo, o escoamento bidimensional sera primeiramente analisado de forma laminar e posteriormente turbulento em dutos com geometria retangular. E analisada analiticamente atraves das equacoes de Navier-Stokes, Poisson e da continuidade em sua forma primitiva. Estas equacoes sao resolvidas pela Tecnica da Transformada Integral Generalizada, que tem caracteristica hibrida-numerica. O desenvolvimento do trabalho e composto primeiramente pela reestruturacao do problema, afim de que, possa ser resolvido pelo Fortran por meio da subrotina, da biblioteca IMSL, DBVPFD. Em seguida, sao obtidos os resultados considerados de interesse praticos, como o campo de velocidade, estimativa de erro, o fator de atrito, comparacoes de teorias na fase turbulenta, com o objetivo de proporcionar parametros para melhor dimensionamento de equipamentos. Esses parametros sao avaliados tanto longitudinalmente quanto horizontalmente. Por fim, os resultados sao validados atraves de tabelas de convergencia e comparacoes com artigos da literatura especializada.
EDUARDO REIS DE OLIVEIRA Correlação Entre Microestruturas e Propriedades Mecânicas de Ligas Al- Mg Solidificadas Unidirecionalmente Data: 17/08/2017 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Atualmente são investigadas dezenas de composições diferentes de ligas de alumínio por meio de diversos processos comerciais de Fundição. Estas ligas, em virtude da sua excelente fluidez, boa fundibilidade resistência mecânica, baixo coeficiente de expansão térmica e boa resistência ao desgaste. Nos processos de solidificação as propriedades mecânicas finais de peças são dependentes da microestrutura resultante, esta por sua vez depende dos parâmetros térmicos de solidificação, e de defeitos que são difíceis de serem eliminados posteriormente. Portanto, o controle dos processos de solidificação de metais e ligas permite maximizar as propriedades mecânicas de um componente mecânico aplicado diretamente em projetos de engenharia. No entanto, existe uma lacuna na literatura quando se trata da correlação entre microestrutura bruta de solidificação e resistência mecânica de ligas Al-Mg, principalmente quando se trata da solidificação sob condições transitórias de extração de calor. Este trabalho teve por objetivo estudar a influência dos parâmetros de solidificação sobre a microestrutura formada e sobre as propriedades mecânicas, neste sentido foi também avaliado o efeito do superaquecimento. A partir dos resultados com ligas de composição: Al-1%Mg; Al-3%Mg e Al-5%Mg, solidificadas sob três condições distintas de superaquecimento, foi observado que o emprego de variados superaquecimento conduziu à obtenção de uma morfologia microestrutural essencialmente dendrítica para todo o intervalo de composição e taxas de resfriamento analisado, nem mesmo ao emprego de maiores valores de superaquecimento levaram à uma variação da morfologia microestrutural. Dendritas tipo algas (seaweed dendrite) foram observadas para todas as composições. A variação da escala da microestrutura teve pouca influencia sobre a microdureza Vickers, entretanto foi observado um aumento de aproximadamente 75% quando comparadas as ligas Al-1%Mg e Al-5%Mg. A liga Al-5%Mg foi a que apresentou os maiores valores de resistência à tração.
JOSEFA FERNANDA GOMES ALMEIDA CARACTERIZAÇÃO DE UM TROCADOR DE CALOR ROTATIVO COM USO DE RESFRIAMENTO EVAPORATIVO Data: 16/08/2017 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Este trabalho apresenta uma caracterização de um trocador de calor rotativo com o uso de resfriamento evaporativo. O objetivo dessa pesquisa é analisar o comportamento desse equipamento em relação a troca térmica entre dois fluidos gasosos separados por uma parede solida, através da transferência de calor entre essa superfície, chamada de matriz, e os fluxos de ar-ar, fluindo em correntes contrárias, com vazões de entradas e de saídas balanceadas. O experimento foi montado com o intuito de analisar a eficiência do equipamento em condições normais de uso, e analisar seu comportamento para diferentes vazões e temperaturas no fluxo de entrada do ar quente de processo. O trocador de calor estudado nesta dissertação integra, e viabiliza, um sistema de climatização dessecante. Sua função no sistema é resfriar o ar quente que entra na corrente de processo, esperando que ocorra uma alta taxa de transferência de calor e eficiência, devido seu movimento de rotação constante e compacticidade. A proposta é analisar estes resultados e comparar com o efeito causado pelo resfriamento evaporativo, usando agora, um bico pulverizador junto ao canal de entrada da corrente de ar frio. Este fluxo de ar causa o resfriamento da matriz metálica da roda, e consequentemente, o resfriamento do ar quente que entra em direção oposta. Os resultados mostram que ocorre maior taxa de transferência de calor com o uso do resfriamento evaporativo, aumento da diferença entre as temperaturas de entrada e saída do trocador de calor rotativo e a eficiência latente do trocador de calor também aumenta com a pulverização, porém a eficiência sensível diminui. Para o funcionamento em condições normais, sem o resfriamento evaporativo, ou seja, sem a pulverização, os resultados experimentais mostram que a eficiência sensível chegou a 91% para a menor vazão de ar. Também foi validado com simulação numérica, mostrando 6% de diferença em relação ao teste experimental com a maior vazão de ar. Conclui-se então, que esta pesquisa chegou a resultados satisfatórios e aproximados com outras pesquisas, já estudadas, e relacionadas ao tema nesse trabalho estudado. Contribuindo assim na análise e avanço em mais estudos sobre trocadores de calor do tipo rotativo com o efeito de mudança de fase.
ANDERSON FELIPE CHAVES FORTES ANÁLISE TERMOECONÔMICA E AMBIENTAL DE UM SECADOR POR BOMBA DE CALOR Data: 02/08/2017 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O presente trabalho tem por objetivo apresentar uma metodologia de análise energética, exergética, termoeconômica e ambiental de um secador por bomba de calor e realizar análise de um protótipo experimental com base nos dados disponíveis. A análise se justifica na necessidade de desenvolver técnicas de secagem sustentáveis, com maior eficiência energética, menores impactos ambientais e viabilidade econômica. Neste contexto a bomba de calor aplicada à secagem surge como uma alternativa a ser levada em consideração. A partir de medições de pressão de evaporação e condensação do ciclo frigorífico da bomba de calor e medições de vazão, temperatura e umidade relativa do ar de entrada e saída do protótipo, o sistema é modelado termodinamicamente, mediante análise energética, exergética e caracterização da eficiência dos componentes do protótipo. Em seguida é realizada a análise termoecônomica do equipamento, utilizando-se da metodologia UFS, com objetivo de alocar os custos exergéticos e monetários associados aos produtos finais do protótipo (água condensada e retirada de umidade de uma substância a ser desidratadada). O modelo termoeconômico é adaptado para alocar as emissões de CO2-eq aos produtos do equipamento. Como resultados são obtidos os custos monetários associados aos produtos finais e emissões de CO2-eq, avaliadas em US$ 0,61 e 0,414 kg CO2-eq por quilograma de água condensada e US$ 0,33 e 0,229 kg CO2-eq por quilograma de umidade retirada da substância a ser desidratada.
GEOGENES MELO DE LIMA MODELAGEM MATEMÁTICA PARA ANÁLISE DO DESEMPENHO TÉRMICO DE FILME SELETIVO À RADIAÇÃO SOLAR Data: 31/07/2017 Hora: 14:20 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A geracao de energia termica a partir da energia solar, e sem duvida um mecanismo que esta sendo largamente trabalhado no meio academico, uma vez que essa geracao a priori se da facilmente atraves de trocadores de calor do tipo coletor solar; porem em geral, o rendimento desse dispositivo nao sao satisfatorios. Dentre as principais limitacoes dos coletores solares, estao o aumento da emissao de calor por radiacao com o aumento de sua temperatura de operacao, e tambem a baixa estabilidade termica e optica dos materiais que as compoem, notadamente em temperaturas acima dos 400°C. Como tanto a emissao de calor, quanto a absorcao da radiacao eletromagnetica sao fenomenos de superficie, foi proposto que os coletores solares fossem revestidos superficialmente por Superficies Seletivas, materiais que absorvem bem a radiacao na faixa do espectro solar e que nao emitem radiacao na faixa do infravermelho do espectro eletromagnetico. Este trabalho se propoe a analisar o desempenho termico de duas superficies seletivas, essa analise e feita atraves da criacao de um algoritmo que e hospeda do software livre CASTEM atraves do seu pacote de ferramentas termicos. As superficies seletivas sao formadas por um nanocomposito composto por uma matriz ceramica de dioxido de silicio (SiO2) e particulas metalicas de cromo (Cr) em seu interior.
Paulo Cavalcante do Nascimento Júnior ANÁLISE ESTÁTICA E DINÂMICA DE ARCOS ABATIDOS DE COMPÓSITOS LAMINADOS: UMA ABORDAGEM PELO MÉTODO DOS ELEMENTOS DE CONTORNO Data: 31/07/2017 Hora: 10:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Estruturas de compósitos laminados têm sido usadas como alternativa aos componentes estruturais feitos de materiais tradicionais na solução tecnológica de produtos desenvolvidos em diversos ramos da engenharia. Os compósitos laminados podem ser concebidos de forma a se obter componentes estruturais melhorados, como por exemplo, em relação à resistência-peso. Os problemas de arcos/vigas laminados têm sido geralmente representados usando duas famílias de modelos (Teorias de Camadas Equivalentes e Teorias de Camadas Discretas), cujas soluções numéricas têm sido majoritariamente construídas na filosofia do Método dos Elementos Finitos (MEF). Nesta tese são propostas soluções baseadas no Método dos Elementos de Contorno (MEC) para flexão e análise vibratória de vigas e arcos abatidos utilizando as teorias de camadas equivalentes tais como o Modelo Clássico, Modelo de Deformação por Cortante de Primeira Ordem e Modelo de Deformação por Cortante de Terceira Ordem. Além disso, soluções do MEC são propostas para flexão de vigas utilizando a Teoria Layerwise de Reddy, que pertence à família das camadas discretas. Todos os passos matemáticos necessários para deduzir as soluções do MEC são apresentados para ambas famílias de modelos matemáticos para os laminados, isto é: transformações das equações diferenciais governantes em equações integrais equivalentes, dedução das soluções fundamentais, obtenção e solução do sistema algébrico. Exemplos numéricos incorporando vários tipos de condições de contorno e descontinuidades no domínio são apresentados para validar as soluções do MEC propostas.
JOSE FELIX DA SILVA NETO Desenvolvimento de Superfícies Seletivas para Coletores Solares com Deposição Multicamadas de Cr e SiO2 Data: 31/07/2017 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A conversão solar térmica consiste no aproveitamento do calor transmitido pela radiação solar e em seu uso no aquecimento de água para uso residencial e na geração de vapor para processos industriais. É uma das formas mais simples de aproveitamento da energia oriunda da radiação solar. No entanto, existem limitações em seu uso principalmente relacionadas a processos que exigem temperaturas mais elevadas. As superfícies seletivas apresentam-se como uma alternativa recente e eficaz na busca pelo aumento da eficiência da conversão termossolar. Este trabalho se propõe a desenvolver um novo tipo de superfície seletiva do tipo Cermet, composto por duas (100nm e 50nm de espessura, frações volumétricas de 0,40 e 0,15 em Cr, respectivamente) ou três subcamadas (mesma configuração anterior com uma camada extra de SiO2 com 20nm de espessura), revestindo dois tipos de substratos metálicos: cobre e aço inoxidável 304. Esses revestimentos foram preparados via co-sputtering e caracterizados opticamente nas faixas ultravioleta, visível, infravermelho próximo e infravermelho médio do espectro eletromagnético. Foi realizada também a avaliação morfológica dos revestimentos por microscopia de força atômica (AFM) e perfilometria óptica, além da caracterização química por Difratometria de Raios-X. Os resultados mostraram que os filmes produzidos apresentaram elevadas seletividades ópticas, com destaque para os filmes depositados em substrato de aço inoxidável 304. Observou-se também nos revestimentos obtidos que o Cr integrou-se à cadeia do SiO2, haja vista a presença de ligações do tipo Cr-O-Si em sua estrutura. Além disso, a estrutura dos filmes formados apresentou caráter amorfo nas duas configurações avaliadas. Destaca-se também que a inclusão de um revestimento anti-refletivo para radiação infravermelha surtiu o efeito esperado e provocou a redução da emissividade dos revestimentos avaliados, além de apresentar um efeito redutor da rugosidade superficial dos revestimentos.
DANIEL MILANES BELTRAO CARACTERIZAÇÃO MICROESTRUTURAL DO AÇO AISI 4130 AMANTEIGADO COM LIGAS DE NÍQUEL Data: 28/07/2017 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Nesse trabalho foi realizado um estudo para analisar o comportamento microestrutural da interface de soldas de amanteigamento do aço AISI 4130 com diferentes ligas de níquel. O processo de soldagem MIG foi utilizado para depositar o amanteigamento. As variáveis de influencia foram os arames eletrodo Inconel 625 (AWS ERNiCrMo-3) e Inconel 725 (AWS ERNiCrMo-15); os modos de corrente convencional e pulsada e o tratamento térmico de alívio de tensões (TTAT). Como variáveis de respostas foram analisadas a macro e microestruturas e a microdureza na interface do manteigamento com a Zona Termicamente Afetada (ZTA), Os resultados mostraram que o modo de corrente convencional apresenta um arco mais instável, conseguentemente foi observado a presença de respingos, já no modo de corrente pulsada, foi observado um arco estável, com ausência total de respingos. As análises macroestruturais mostraram que o amanteigamento realizado com corrente pulsada apresentou menores níveis de diluição em relação ao modo de corrente convencional mesmo com maiores níveis de energia de soldagem. Além disso, verificou-se nas análises micrograficas que a interface do amanteigamento com o modo de corrente pulsado promoveu maior controle das zonas parcialmente diluída (ZPD), minimizando a formação de zonas frágeis. Foi observado também que o TTAT foi eficaz em reduzir a microdureza da ZTA.
MAYARA GABRIELA RODRIGUES DE VASCONCELOS PSEUDOELASTICIDADE DE LIGAS COM EFEITO MEMÓRIA DE FORMA: MODELAMENTO E CARACTERIZAÇÃO INSTRUMENTADA Data: 28/07/2017 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O efeito pseudoelastico de ligas com memoria de forma e largamente usado para diversas aplicacoes de engenharia, principalmente para sistemas de fixacao. Neste trabalho ligas do sistema CuAlBe no estado austenitico a temperaturas ambientes foram selecionadas para estudo. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo realizar simulacoes numericas do efeito superelastico da liga acima, utilizando o metodo de elementos finitos e software comercial ANSYS. Os resultados da simulacao foram comparados com dados experimentais obtidos em maquinas de tracao. O modulo de elasticidade foi determinado experimentalmente atraves de endentacao instrumentada. Foram obtidos uma serie comportamentos de forcas vs deflexao e tensoes. Os resultados mostram que o modulo de elasticidade esta de acordo com os valores da literatura. As simulacoes mostram que dependendo do nivel de deformacao aplicada e possivel prever a quantidade de deformacao nao recuperavel.
FILIPI MACIEL DE MELO Síntese e otimização de um sistema energético para um edifício do setor residencial em João Pessoa-PB Data: 24/07/2017 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O setor residencial é um consumidor tanto de energia elétrica quanto de energia térmica (frio e calor). Essas demandas podem ser atendidas de uma forma convencional, consumindo energia elétrica direto da rede, ou de uma forma não usual, por meio da produção simultânea de duas ou mais utilidades (cogeração). Um estudo de otimização deve ser realizado sempre que houver necessidade de garantir a viabilidade econômica de um sistema de fornecimento e conversão de energia. A otimização inclui não somente a configuração do sistema (equipamentos a instalar) mas também a estratégia operacional (como cada equipamento opera, ao longo do ano). Para esse estudo foi considerado os aspectos econômicos, técnicos e legais, com o objetivo de minimizar os custos anuais com o fornecimento de energia desse edifício. As demandas energéticas desse edifício foram calculadas pelo software Energy Plus, e são 83, 171 e 242 MWh/ano para calor (água quente), energia elétrica e refrigeração, respectivamente. O estudo de otimização foi realizado utilizando-se de programação linear inteira mista com o software Lingo, em uma edificação situada na cidade de João Pessoa, latitude -7,11° e longitude -34,86°. A edificação possui 20 pavimentos com dois apartamentos de 92 m2 em cada pavimento. A configuração otimizada do sistema foi tradicional: eletricidade comprada da rede elétrica atendeu diretamente a demanda de eletricidade, e por meio de uma caldeira elétrica e chiller mecânico, às demandas de calor e refrigeração, respectivamente. Esse resultado foi obtido devido a localização geográfica (baixa demanda de calor, impossibilitando a cogeração), e devido ao cenário econômico considerado, em especial ao alto preço da máquina de absorção, impossibilitando a trigeração. Análise de sensibilidade foi realizada variando o preço do gás natural, da energia elétrica, das demandas, do fator de amortização e da relação entre o preço da eletricidade e gás natural. A única variação que resultou em cogeração foi no aumento da relação entre o preço entre eletricidade e o preço do gás natural.
TATIANA ARAUJO SIMOES IDENTIFICAÇÃO DE ZONAS DE PRODUÇÃO E RECUPERAÇÃO DE ÓLEO BASEADAS EM UNIDADES DE FLUXO HIDRÁULICO E SIMULAÇÕES COMPUTACIONAIS Data: 24/04/2017 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A determinação de Unidades de Fluxo Hidráulico (HFU) é um passo importante para encontrar uma região contínua do reservatório que apresente propriedades petrofísicas e de fluxo semelhantes, auxiliando na identificação de regiões com alto potencial produtivo. Neste trabalho, uma metodologia é proposta para identificar profundidades de canhoneios de poços verticais, em um reservatório de petróleo, através da abordagem de HFUs e das medidas de centralidade de máxima proximidade (uma métrica usada na teoria de grafos). Esta metodologia foi verificada com testes de produção nos campos SPE 2 (reconstitui um grande campo de óleo que é parte de uma sequência Brent Mar do Norte) e UNISIM-I-D (construído a partir de conjuntos de dados do Campo Petrolífero de Namorado, localizado na Bacia de Campos, Brasil). Os resultados das simulações de fator de recuperação e de produção acumulada de óleo em zonas de produção identificadas pela metodologia desenvolvida revelam que ela pode ser uma ferramenta importante para a tomada de decisão quanto ao posicionamento de poços produtores em reservatórios petrolíferos.
DIOGENES LINARD AQUINO FREITAS CARACTERIZAÇÃO NUMÉRICA E EXPERIMENTAL DE UM COLETOR SOLAR DE PLACA PLANA Data: 20/04/2017 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Esta dissertacao apresenta uma analise do comportamento termico de dois coletores solares do tipo plano, para aquecimento de agua. Esta analise foi dividida em duas etapas: numerico e experimental. A caracterizacao do coletor solar com simulacao numerica, atraves do software MATLAB obteve as curvas de temperatura dos seus componentes, entre os quais, o vidro, a placa absorvedora, e o fluido de trabalho. Para simulacao numerica, adotou-se um modelo simplificado unidimensional do mesmo, e resolvida atraves do Metodo dos Volumes Finitos. No programa foi implementado a linguagem de programacao em C++ para discretizacao do dominio e resolucao das equacoes de governo da modelagem matematica do problema. Atraves dos resultados apresentados em diversas curvas de resposta termica dos componentes do coletor solar, foi possivel determinar a eficiencia termica para cada configuracao dos coletores, com destaque na analise do comportamento da temperatura no regime transitorio e quase permanente. Os resultados desta simulacao sao validados com os dados experimentais. A segunda etapa, integra uma montagem experimental do sistema de aquecimento solar instalado no Laboratorio de Energia Solar da UFPB. A bancada e constituida de sensores de temperatura, de radiacao fotovoltaicos, de direcao e velocidade do vento, e uma estrutura metalica que proporciona diferente inclinacao e faixa de vazoes volumetricas. Para medicao desses, foi feito um sistema de aquisicao de dados atraves do software LabView, alem do desenvolvimento de uma interface grafica que permite a monitoracao com um computador. Atraves da montagem experimental obtiveram-se varias caracteristicas termicas dos coletores solares, entre as quais, potencia util, temperatura da agua na entrada e saida, e a eficiencia termica instantanea. Ainda, utilizando o software Ansys, foi realizado uma simulacao CFD na placa absorvedora, buscando avaliar a distribuicao da temperatura ao longa da superficie, e comparar com os resultados experimentais.
DIOGENES LINARD AQUINO FREITAS CARACTERIZAÇÃO NUMÉRICA E EXPERIMENTAL DE UM COLETOR SOLAR DE PLACA PLANA Data: 20/04/2017 Hora: 13:30 Mostrar Resumo Esta dissertacao apresenta uma analise do comportamento termico de dois coletores solares do tipo plano, para aquecimento de agua. Esta analise foi dividida em duas etapas: numerico e experimental. A caracterizacao do coletor solar com simulacao numerica, atraves do software MATLAB obteve as curvas de temperatura dos seus componentes, entre os quais, o vidro, a placa absorvedora, e o fluido de trabalho. Para simulacao numerica, adotou-se um modelo simplificado unidimensional do mesmo, e resolvida atraves do Metodo dos Volumes Finitos. No programa foi implementado a linguagem de programacao em C++ para discretizacao do dominio e resolucao das equacoes de governo da modelagem matematica do problema. Atraves dos resultados apresentados em diversas curvas de resposta termica dos componentes do coletor solar, foi possivel determinar a eficiencia termica para cada configuracao dos coletores, com destaque na analise do comportamento da temperatura no regime transitorio e quase permanente. Os resultados desta simulacao sao validados com os dados experimentais. A segunda etapa, integra uma montagem experimental do sistema de aquecimento solar instalado no Laboratorio de Energia Solar da UFPB. A bancada e constituida de sensores de temperatura, de radiacao fotovoltaicos, de direcao e velocidade do vento, e uma estrutura metalica que proporciona diferente inclinacao e faixa de vazoes volumetricas. Para medicao desses, foi feito um sistema de aquisicao de dados atraves do software LabView, alem do desenvolvimento de uma interface grafica que permite a monitoracao com um computador. Atraves da montagem experimental obtiveram-se varias caracteristicas termicas dos coletores solares, entre as quais, potencia util, temperatura da agua na entrada e saida, e a eficiencia termica instantanea. Ainda, utilizando o software Ansys, foi realizado uma simulacao CFD na placa absorvedora, buscando avaliar a distribuicao da temperatura ao longa da superficie, e comparar com os resultados experimentais.
EDLEUSOM SARAIVA DA SILVA MODELAGEM E ANÁLISE DA RUGOSIDADE SUPERFICIAL DO AÇO ABNT 1045 TRATADO TERMICAMENTE Data: 12/04/2017 Hora: 15:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Os processos de usinagem são amplamente utilizados no meio industrial e têm como objetivo a alteração das dimensões de uma peça a partir da remoção de material. Atualmente, qualquer aprimoramento que seja realizado na máquina, material, ferramenta ou processo, pode gerar uma redução no custo de fabricação. O acabamento superficial de cada peça fabricada deve ser adequado de acordo com a função que a mesma irá exercer, desse modo, a rugosidade superficial tem uma elevada importância quando as exigências do projeto crescem. Este trabalho tem como objetivo a analisar e modelar matematicamente a rugosidade superficial do aço ABNT 1045 sob diferentes estados metalúrgicos. Para a realização dos experimentos o aço foi torneado com ferramentas de metal duro classe P com cobertura. Um planejamento fatorial 22 foi utilizado no desenvolvimento dos experimentos. Como variáveis de influência foram analisados o avanço e o raio de ponta da ferramenta; as variáveis de reposta foram os parâmetros de rugosidade superficial Ra e RT. Um Software comercial foi usado para o desenvolvimento dos modelos matemáticos através do projeto de experimentos (DOE) e para análise de variância (ANOVA) para uma confiança de 95% nos resultados. Os resultados mostraram que o estado metalúrgico da peça tem influência sobre a rugosidade; o comportamento da rugosidade no aço como recebido e no aço normalizado não seguiram o que geralmente é descrito na literatura e que os modelos matemáticos desenvolvidos são promissores para predizer e estimar rugosidades superficiais, pois se mostraram mais precisos do que os modelos teóricos obtidos na literatura.
AUSTRICLINIO DA COSTA W NETO SOLUÇÃO DO ESCOAMENTO LAMINAR COM A VISCOSIDADE DEPENDENTE DA PRESSÃO EM DUTOS CIRCULARES VIA GITT Data: 24/02/2017 Hora: 14:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O presente trabalho apresenta o estudo do escoamento de um fluido, em tubulacoes de secao circular, em profundidades bastante elevadas com condicoes externas diferenciadas tais como em meio fluido e meio solido tal como ocorre no chamado pre-sal. O estudo, inicialmente, foca o escoamento monofasico submetido a altas pressoes em que pode ser observadas mudancas das propriedades fisicas em funcao da grande variacao da pressao. Este problema apresenta complexidades relativas a natureza do fluido e do tipo do processo do escoamento e pode ocorrer a formacao de hidratos e efeitos do movimento em curvas, tais como golpe de ariete. Na analise do escoamento sera empregada a Tecnica da Transformada Integral Generalizada para fornecer solucoes hibridas para os campos de velocidade e pressao. As equacoes de momento serao analiticamente manipuladas para a obtencao da equacao de Poisson e fornecer o campo de pressao do escoamento. Para o fluido serao usadas as equacoes de quantidade de movimento em coordenadas cilindricas. Os resultados da solucao dos campos de velocidade e pressao fornecem dados praticos que permitem o dimensionamento do sistema de bombeamento, onde sera enfocada a analise quanto a variacao das propriedades.
PEDRO VALENTIM DANTAS JUNIOR DESENVOLVIMENTO DE UMA METODOLOGIA PARA ANÁLISE DA INCERTEZA DE UMA MÁQUINA DE MEDIÇÃO POR COORDENADAS COM SENSOR A LASER Data: 23/02/2017 Hora: 14:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo No processo de digitalização existem limitações inerentes e dificuldades operacionais que influenciam a aquisição de dados. Segundo VÁRADY (1997), as principais são: calibração, precisão, acessibilidade, oclusão, fixação, múltiplas vistas, ruídos, modelo de distribuição estatística e revestimento de superfície. Este trabalho de tese de doutorado apresenta uma metodologia de estudo capaz de contribuir para a análise da incerteza de medição de máquinas de medição por coordenadas que incorporam sensores a laser com a avaliação da influência de parâmetros (geometria, natureza do material e cor da peça) e fatores (número de diditalizações da mesma superfície e a orientação do sensor). Na avaliação da influência da geometria foram utilizados dois padrões de referência: um bloco padrão e uma esfera de referência, já para: natureza do material e cor, quatro peças com idêntica geometria e dimensões nominais foram usinadas: uma é de alumnio, duas de nylon nas cores preta e branca e uma de madeira. No tocante a digitalização foram aplicadas duas sistemáticas (orientações do sensor), variando o número de passes de 1 a 10, ou seja, número de vezes que o feixe de laser passará sobre a peça no processo de digitalização. Os resultados obtidos evidenciam a influência dos parametros e fatores aplicados. Palavras
PEDRO VALENTIM DANTAS JUNIOR DESENVOLVIMENTO DE UMA METODOLOGIA PARA ANÁLISE DA INCERTEZA DE UMA MÁQUINA DE MEDIÇÃO POR COORDENADAS COM SENSOR A LASER Data: 23/02/2017 Hora: 14:00 Mostrar Resumo A digitalizacao tridimensional, ferramenta poderosa da Engenharia Reversa, consiste no desenvolvimento de pecas e/ou modelos virtuais de objetos, fisicamente ja existentes. Segundo FERREIRA (2003), a digitalizacao e reconstrucao de formas complexas de objetos tem evoluido rapidamente nos ultimos anos, sendo que o metodo de escaneamento 3D a laser traz uma maior automacao na aquisicao de dados. O crescimento da complexidade das superficies e formas geometricas, e as exigencias de projetos dos produtos destinados as industrias aeronautica, automotiva, da producao de energia e de moldes e matrizes, obrigaram a industria de fabricacao a avancar, criando e desenvolvendo instrumentos, ferramentas, mecanismos ou maquinas com alta exatidao. Neste cenario, onde a competitividade e determinante para as industrias e organizacoes obterem sucesso, tem se a Engenharia Reversa como uma das tecnologias que propulsiona e possibilita que os sistemas produtivos tornem-se, mais ageis, flexiveis e inovadores. A Engenharia Reversa e um instrumento inovador que potencializa acoes tecnologicas visando a criacao de um produto ou projeto a partir de um modelo fisico existente (XIUZI, et al., 2008). Neste cenario estao presentes as maquinas de medicao por coordenadas com multiplos eixos e sensores, que apresentam alta produtividade com grande exatidao. Como qualquer maquina, as de multiplos eixos e sensores tambem sofrem desgastes, e estes provocam erros que devem ser compensados para garantir perfeito funcionamento da maquina (medicoes confiaveis) e o retorno do alto investimento (GONCALVES FILHO, 2011). Este trabalho de tese de Doutorado apresentara uma proposta de metodologia capaz de contribuir para a analise da incerteza de medicao de maquinas de medicao por coordenadas que incorporam sensores a laser com a avaliacao da influencia de parametros (geometria, natureza do material e cor da peca) e fatores (posicionamento da peca, numero de diditalizacoes da mesma superficie e a orientacao do sensor).
FRANCISCO AUGUSTO VIEIRA DA SILVA ANÁLISE DA EXATIDÃO DE CONTORNO DE CENTRO DE USINAGEM CNC Data: 21/02/2017 Hora: 14:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo As máquinas-ferramenta desempenham um papel fundamental nas produções industriais modernas e com isso, o avanço tecnológico das indústrias destes tipos de máquina vem crescendo ao longo das últimas décadas. As máquinas-ferramenta estão sujeitas a diversos fatores que influenciam a qualidade geométrica e dimensional da peça usinada, estes fatores são erros induzidos por cargas mecânicas e térmicas; por isso, é importante medir os erros da máquina e compensá-los. Assim, foi desenvolvido um sistema de medição, denominado SPT-100, com objetivo de mapear as temperaturas críticas identificadas por um termograma e também, dois ensaios experimentais com o telescópio Ballbar foram realizados o primeiro ensaio: vf = 500 mm/min e o segundo ensaio: vf = 750 mm/min. A partir dos dados coletados, foi possível analisar por meio dos relatórios gerados e dos históricos-gráficos, os erros de circularidade, circularidade independente e os erros normatizados pela ISO 230:4 para temperatura no mesmo instante em que os ensaios Ballbar foram executados. A mínima diferença de temperatura altera os diversos valores ao longo dos ensaios, por consequência, alteram todo o desempenho global da máquina; é ainda interessante destacar que para erros como o desvio circular bidirecional para baixo e alto avanço, e, para a circularidade em alto avanço, o aumento da temperatura mostrou ser benéfico (melhorando o desempenho do centro de usinagem).
Jayann Ismar Lira Almeida ANÁLISE NUMÉRICA TRANSIENTE TÉRMICA ESTRUTURAL DAS TENSÕES RESIDUAIS EM VASOS DE PRESSÃO CILÍNDRICOS SUBMETIDOS A REPARO POR SOLDA DE ACORDO COM A NORMA ASME PCC-S-2015 Data: 20/02/2017 Hora: 14:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Esse trabalho de tese tem como objetivo a determinacao das tensoes residuais de vasos de pressao cilindricos submetidos a reparos por solda usando a norma ASME PCC-2-2015 via analise numerica. Os metodos de analises de tensoes residuais na grande maioria das vezes sao dispendiosos e demandam certo tempo para serem realizados, principalmente em estruturas de grande porte como vasos de pressao, alem de que e importante observar o comportamento dessas tensoes principalmente nas zonas termicamente afetadas. No reparo por soldagem, a luva e anexada ao vaso de pressao atraves de duas soldas longitudinais e duas transversais. Foi realizada a modelagem do vaso de pressao, do reparo e das soldas de acordo com a norma, e a qualidade da malha em elementos finitos foi analisada. Os parametros de soldagem foram adotados com o que acontece na pratica, e com isso foram obtidos a distribuicao de temperatura e fluxo de calor. Os objetivos foram analisar as tensoes residuais longitudinais, tangenciais e de von Mises nas regioes da solda, vaso de pressao e no reparo para verificar o comportamento dessas tensoes apos o periodo de resfriamento pelo Metodo dos Elementos Finitos. Este trabalho mostra que a analise numerica pode ser utilizada com eficiencia e objetividade em situacoes de presenca de tensoes residuais devido a soldagem.
DIEGO FERREIRA DE LIMA Análises Macro e Microestrutural e Correlação com a Microdureza de Ligas Zn-Al Solidificadas no Processo de Squeeze Casting Data: 20/02/2017 Hora: 08:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O processo Squeeze Casting é um processo de fundição, no qual o metal vazado no estado líquido é solidificado sob pressão dentro de uma coquilha metálica fechada por um punção. É uma técnica econômica e relativamente simples, possuindo grande potencial para automatização e altas taxas de produção. O produto é de alta qualidade e geralmente, tem a forma final. A evolução da microestrutura durante a solidificação depende das variáveis do processo que podem ser divididas em dois grupos, a saber, aqueles que descrevem o molde, e aqueles que estão relacionados com a liga. O molde é caracterizado pelo seu tamanho e geometria, temperatura e propriedades térmicas, enquanto a liga é caracterizada pela sua composição, temperatura quando é vazada, taxa de resfriamento, características de nucleação, transporte de soluto, convecção de fusão e coeficientes de transferência de calor na interface Metal / molde. Durante o processo de solidificação de ligas a morfologia mais freqüentemente observada é a dendrítica que pode ser caracterizada por espaçamentos de dendrite primários (λ1), secundários (λ2) e terciários (λ3), Muitos estudos analisam a influência de variáveis térmicas e microestruturais de ligas binárias nas propriedades mecânicas, mostrando o a importância dos espaçamentos dendríticos nas propriedades finais. O objetivo deste trabalho foi analisar a influência dos parâmetros operacionais do processo squeeze casting de solidificação radial, como a pressão e sua correlação com a macroestrutura e microestrutura de solidificação, bem como verificar como essas mudanças estruturais afetam a microdureza de ligas diluídas de Zn-Al, utilizou neste trabalho ligas de Zn-2%Al; Zn-3%Al e Zn-4%Al, além de pressões de 50, 100 e 150 MPa, bem como a solidificação sem pressão, com tempo de prensagem de 5 s. Os resultados obtidos mostram em relação a macroestrutura que tanto a variação da pressão como a variação na composição da liga contribuíram para o refinamento das estruturas. Quanto aos espaçamentos dendriticos secundário de forma geral diminuem com o aumento da pressão, mas quando aumenta-se a concentração de soluto o mesmo tende a crescer.
JOSE KLEBER COSTA DE OLIVEIRA LÓGICA FUZZY APLICADA NA OTIMIZAÇÃO OPERACIONAL DE REDE SETORIZADA DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA Data: 30/01/2017 Hora: 09:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Este trabalho apresenta a solução para o problema do excesso de pressão em sistemas de abastecimento de água que têm injeção de água diretamente na rede ou com bombas instaladas em série na rede de modo que essas operações resultam no aumento do número de vazamentos, desperdício de água e de energia elétrica. Essa solução é de fundamental importância para a melhoria e continuidade do abastecimento de água nas comunidades afetadas pela escassez hídrica. Utilizou-se a técnica de controle fuzzy no conjunto motor-bomba e em válvulas reguladoras de pressão (VRPs), que se mostrou uma excelente solução para o controle da pressão em um valor constante, com redução do consumo de energia elétrica. A pesquisa foi desenvolvida em uma rede que simula um sistema real, sendo dividida em três setores, e nas entradas de dois deles foram instaladas as VRPs para auxiliar no controle, fazendo um ajuste fino quando o controlador da bomba não estivesse mais atuando. A arquitetura do sistema de controle foi projetada com dois controladores fuzzy, sendo um aplicado no conjunto motor-bomba modulando a velocidade do motor e um segundo controlador, denominado de fuzzy eficiente, atuando nas VRPs para controlar a abertura e o fechamento da passagem da água. O fuzzy eficiente teve como objetivo transferir o excesso da energia de pressão de um setor para o outro, por meio do fechamento da seção da válvula. A relevância do trabalho está também no benefício que tal estudo irá propiciar às empresas de saneamento, como a redução média de 19,46% no consumo de energia elétrica quando aplicado em sistemas semelhantes ao da pesquisa. Como resultado final no ganho energético, foi aplicado o Índice de Consumo Específico, apresentando uma redução de 23% entre a operação sem controle e sob a ação do controle fuzzy.
MARLIO ANTONIO DA SILVA ESTUDO E APLICAÇÃO DE MEDIÇÃO COM CÂMERA DE VÍDEO EM MÁQUINAS DE MEDIÇÃO POR COORDENADAS Data: 26/01/2017 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo É evidente que com o crescente avanço da indústria manufatureira exista a necessidade de um controle de qualidade eficiente, que atenda essa demanda produzida dentro de um espaço de tempo cada vez mais curto. Em função disto, as Máquinas de Medição por Coordenadas (MMC) são amplamente empregadas para inspeção de diversos componentes na indústria atual, pois além de contarem com o Comando Numérico Computacional (CNC) o que torna o processo de medição muito mais rápido do que os métodos convencionais - podem ainda medir inúmeras geometrias, uma vez que dispõem de diversos sensores que são adequados para várias situações, por conseguinte, dificilmente haverá uma configuração que a MMC não possa medir. As medições efetuadas por uma MMC podem ser dividas em dois grandes grupos: as medições por contato e as medições sem contato. As medições por contato utilizam o sensor de toque, conhecido como apalpador, que coleta pontos coordenados na peça medida com a deflexão do sensor quando houver o toque. As medições sem contato podem ser realizadas com o sensor laser ou uma câmera digital. O presente trabalho de dissertação de mestrado tem como finalidade apresentar algumas aplicações de medições sem contato com a utilização de uma MMC, que incorpora uma câmera CCD (Charge-Coupled Device), em componentes como bicos injetores de combustível, placas de circuito impresso e esferas de alta exatidão, visto que esses elementos apresentam geometrias com dimensões inferiores a 4 mm, impossibilitando medições com o uso do sistema de medição por contato convencional.
JULYANA MARIA DE MEDEIROS QUIRINO ESTUDO DAS TÉCNICAS DE GD&T E SUA APLICAÇÃO EM MÁQUINAS DE MEDIÇÃO POR COORDENADAS Data: 24/01/2017 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O toleranciamento e dimensionamento geométrico é uma ferramenta que tem como objetivo comunicar especificações de projeto de forma inequívoca. Em contrapartida ao tradicional sistema cartesiano de dimensionamento e toleranciamento, esta ferramenta considera as características geométricas dos elementos para estabelecer as zonas de tolerância e não avalia apenas a conformidade dimensional de uma peça. Além disto, o GD&T não questiona somente a qualidade da peça fabricada, mas também a qualidade do desenho utilizado para produzir a peça. A utilização associada do GD&T com as máquinas de medição por coordenadas permite a realização de análises de tolerância geométrica de forma eficaz e automática, trazendo benefícios não só econômicos como também técnicos devido à padronização de processos de inspeção. Esta dissertação discorre acerca da aplicação das técnicas de GD&T em uma máquina de medição por coordenadas CNC. Uma revisão bibliográfica da utilização destas técnicas também é apresentada. Foi realizada a caracterização geométrica de duas peças em alumínio, produzidas em um centro de usinagem, através das ferramentas de análise de tolerâncias geométricas disponíveis no software embarcado da máquina segundo a posição, circularidade, perpendicularidade, paralelismo e angularidade de elementos das peças.
DANIEL NICOLAU LIMA ALVES ANÁLISE NUMÉRICA DE UMA JUNTA SOLDADA DISSIMILAR UTILIZADA EM EQUIPAMENTO OFF-SHORE Data: 23/01/2017 Hora: 14:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A busca pela eficiência estrutural nos sistemas mecânicos tem sido fortemente empregada com intuito de otimização econômica e garantia da seguridade estrutural, principalmente. Nesse sentido, a eficiência estrutural está apoiada na predição de potenciais falhas, que com o advento das ferramentas computacionais, situações de criticidade estrutural são previamente detectadas através de simulações numéricas aplicadas. Estudos realizados nos últimos anos têm buscado compreender a resposta dos materiais à presença de trincas em juntas soldada dissimilares, porém ainda não suficientes para desvendar totalmente as respostas de tenacidade à fratura decorrente da heterogeneidade presente nessas juntas. Esse tipo de união de componentes mecânicos é largamente utilizado na indústria mundial, em especial no setor de petróleo e gás. Sendo assim, avaliações de tenacidade à fratura tornaram-se aplicações correntes na elaboração de projetos e análises de integridade estrutural dos componentes e sistemas mecânicos. Trabalhos experimentais apresentaram significativos desvios da trinca de ensaio em relação ao plano da pré - trinca de fadiga, na direção do material mais dúctil presente nas juntas soldadas dissimilares. Este trabalho analisa comportamento da região da ponta da trinca, sob a perspectiva da mecânica da fratura, localizada em uma junta soldada dissimilar amanteigada utilizada na união de flanges a tubulações presentes nas linhas de produção de petróleo offshore investigado por Almeida (2014). A amostra da junta soldada (SE(B)) apresenta uma trinca localizada a 1mm da interface AISI 8630M-INCONEL 625, a qual provoca alta triaxialidade no material. O desvio da trinca em juntas soldadas dissimilares pode ser relacionado aos campos de tensão de deformação gerados na região da vizinhança da ponta da trinca. Resultados numéricos mostram o comportamento dos campos de tensão e campos de deformação gerados a partir dos carregamentos impostos. Foram observadas regiões com tensões críticas, evidenciadas através da ferramenta numérica de método de elementos finitos. Também foi observado um fluxo plástico preferencial no espécime de junta soldada dissimilar, o qual a literatura afirma ser um prenúncio da trajetória de crescimento da trinca. As análises numéricas apresentaram significativa acuracidade em relação ao fluxo plástico e a trinca desenvolvida durante os testes realizados. Os resultados obtidos apresentam concordância com a literatura e com o estudo experimental de Almeida (2014).

2016
Descrição
JOBSON FRANCISCO DA SILVA SISTEMA NÃO INVASIVO COM CONTROLE DE TEMPERATURA EM TUBULAÇÕES APLICADO EM PROCESSOS Data: 20/12/2016 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O objetivo deste trabalho é apresentar um novo método experimental para a determinação da camada limite térmica de um fluido em escoamento em um duto. No método proposto, é utilizado um sensor capacitivo para mensurar a constante dielétrica do fluido em escoamento neste caso, água destilada e, como essa constante varia com a temperatura, é possível determinar a altura e o comprimento da camada limite térmica. Um modelo matemático foi desenvolvido utilizando a Técnica da Transformada Integral Generalizada, e os resultados são apresentados na forma de gráficos de perfis de temperatura. Na montagem experimental, a temperatura é controlada em todo o percurso do fluido utilizando controladores PID e fuzzy, respeitando as condições utilizadas na modelagem matemática. Os resultados experimentais, obtidos em diferentes condições de escoamento do fluido, indicam a viabilidade do método proposto, já que se observaram diferenças nas respostas do sensor que refletem as variações da constante dielétrica em função da taxa de escoamento, o que possibilita determinar a altura e o comprimento da camada limite térmica.
EMÂNUEL GUERRA DE BARROS FILHO SISTEMA INTELIGENTE PARA O CONTROLE DE PRESSÃO DE REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA ABASTECIDAS POR BOMBAS ASSOCIADAS EM PARALELO Data: 05/12/2016 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Os sistemas de distribuicao de agua, cujo bombeamento e direto na rede hidraulica, estao sujeitos a variacao da vazao e da pressao ao longo do tempo. Nestes casos, e comum as empresas de saneamento operarem seus sistemas de bombeamento com rotacao nominal, o que resulta em excesso de pressao e desperdicio de energia eletrica. Na pratica, os tecnicos responsaveis determinam as regras operacionais empiricamente, com o objetivo principal de assegurar a disponibilidade de agua para os consumidores. Esta pesquisa tem como objetivo desenvolver um sistema inteligente, baseado em redes neurais artificiais, para redes de distribuicao de agua que operam com bombas associadas em paralelo. Este tem por finalidade a automacao do processo e a definicao do estado de funcionamento dos motores eletricos (ligado, desligado ou com rotacao parcial), visando, simultaneamente, o controle de pressao e a reducao do consumo de energia eletrica. O sistema inteligente desenvolvido e generico, o que permite a aplicacao da estrutura de controle em processos semelhantes. Este foi aplicado em uma bancada experimental totalmente instrumentalizada que emula um sistema real de abastecimento de agua. Baseado nos resultados, conclui-se que o desempenho da rede neural artificial foi satisfatorio e espera-se que esta possa ser implementada com sucesso em outros sistemas de distribuicao de agua similares, a fim de proporcionar reducao do consumo de agua e energia eletrica, diminuicao nos custos de manutencao e aumento do grau de confiabilidade dos procedimentos operacionais.
GERALDO DE ARAÚJO MOURA SISTEMAS DE CONTROLE FUZZY NEURAL E NEURAL ADAPTATIVO DESTINADOS AO CONTROLE DE PRESSÃO EM REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA Data: 21/11/2016 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Este trabalho tem como objetivo o controle de pressão em redes de distribuição de água, a fim promover a otimização das cargas hidráulicas, buscando minimizar as perdas de água nas tubulações e de energia no correspondente sistema de bombeamento. Para tanto foram elaborados um sistema de controle fuzzy neural (SCFN) e um sistema de controle neural adaptativo (SCNA). Esses sistemas de controle foram testados e avaliados em uma bancada experimental. O sistema de controle fuzzy neural (SCFN) envolve técnicas de rede neural artificial (RNA) e lógica fuzzy. O sistema de controle neural adaptativo (SCNA) utilizou uma RNA do tipo Perceptron de múltiplas camadas, através da técnica de retropropagação (backpropagation) e gradiente descendente com otimizador de Levenberg-Marquardt. O controle de pressão é realizado através do conversor de frequência, com ajustes da frequência, em tempo real (on-line), que atuará sobre conjunto motor bomba (CMB) instalado na rede hidráulica da bancada experimental. Os sistemas de controle SCFN e o SCNA, apresentados neste trabalho, foram confrontados a fim de promover uma análise comparativa entre os controladores. Os resultados demonstraram que o SCNA apresentou especificações superiores ao SCFN em quase sua totalidade. Finalmente foi acrescentado um filtro lógico ao SCADA (supervisory control system and data acquisition) para tornar o SCNA capaz de controlar alternadamente a pressão mínima dentre pontos da rede de distribuição da bancada experimental. Ambos os sistemas de controle, SCFN e SCNA foram desenvolvidos em ambiente de programação LabVIEW®.
ALEXANDRE FREIRE BEZERRA APRIMORAMENTO DA EFICIÊNCIA DE UM SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA POR GRUPO GERADOR ALIMENTADO COM GÁS POBRE Data: 21/11/2016 Hora: 08:45 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Comprovadamente, nem todas as pessoas, em nosso planeta, têm acesso a energia elétrica, sobretudo, aquelas situadas em comunidades distantes das grandes cidades. A busca de solução para esse problema, geralmente esbarra em questões econômicas, quando se observa o crescente aumento do preço dos combustíveis tradicionais, ou longas estiagens em países onde a fonte principal é a hidrelétrica. Nesses casos, a regra geral é buscar nas energias alternativas a saída. Em um país, como o nosso, onde a biomassa tem tornado possível a geração de energia industrial, seja através do bagaço de cana-de-açúcar, do endocarpo de coco, do eucalipto, etc., percebe-se a possibilidade da ampliação desse potencial quando se faz uso da tecnologia da gaseificação da biomassa. RUMÃO (2013), alimentando um motor Diesel MWM D229-4, convertido, não apenas ampliou a potência de geração de energia elétrica estabelecida pelos construtores de um gaseificador indiano, mas melhorou o rendimento do sistema gaseificador/motor/gerador. O propósito deste trabalho foi de ampliar os valores significativos obtidos por RUMÃO (2013), criando um mapa onde se associou potência motriz ao ângulo de avanço que garantia menor consumo de gás pobre. Para tanto, foi empregado o controlador comercial de ignição FT 400. Além do mais, promoveu-se o isolamento térmico da tubulação que leva o gás pobre até o motor e incorporou-se antes do filtro de manga do gaseificador, um reservatório de gás, com dois propósitos: evitar o encharcamento do filtro de manga, criar uma reserva de gás para demandas maiores do motor. Introduzidas essas modificações foram realizados testes cujos resultados foram comparados com os de RUMÃO (2013): o consumo foi reduzido em 0,512 kg/kW.h para um ângulo de 9° e potência de 13 kWe; com relação às eficiências térmicas do gaseificador constatou-se, neste trabalho, uma certa redução, embora, a do sistema gaseificador/grupo gerador, que é o que, realmente, é importante, passou de 20%, em Rumão (2013), para 27% no ângulo de 9°. Para todos os ângulos de avanço a potência elétrica máxima atingida foi superior às de RUMÃO (2013), sendo o valor máximo de 29 kWe, para o ângulo de ignição de 7°. O mapa de ignição foi montado depois de se levantar as curvas de consumo. Este mapa foi construído a partir dos ângulos de ignição que proporcionavam menores consumos de biomassa nos intervalos de potência estudados. O mapa de ignição pode funcionar tanto por MAP como por TPS, sendo o de MAP melhor aplicado para este conjunto, devido a resolução no FT 400, juntamente com as variações de pressão no coletor. Com as modificações introduzidas (mapa de ignição, reservatório de gás e isolamento térmico) ampliou-se a eficiência do gaseificador até 18%, a eficiência do grupo/gerador em 5% e a eficiência térmica do sistema em 9 % com relação ao que havia sido conseguido por RUMÃO (2013), além de se reduzir o consumo de combustível para mesmas potências alcançadas. Palavras-Chaves: Gaseificador de biomassa; Controlador de Ignição; Geração de eletricidade.
KAMILLA HENRIQUE MENDONCA SISTEMA DE CONTROLE FUZZY NA OPERAÇÃO OTIMIZADA DE REDES SETORIZADAS COM BOMBEAMENTO DIRETO Data: 31/10/2016 Hora: 13:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Garantir o abastecimento da populacao concomitante ao uso consciente dos recursos hidraulicos e eletricos. Esse e o presente desafio dos gestores e das companhias de abastecimento de agua. Em uma sociedade cada vez mais consciente e preocupada com o andamento do consumo desenfreado, a possibilidade de utilizacao eficiente de recursos indispensaveis ao desenvolvimento humano surge como incentivo ao desenvolvimento de novas tecnologias e pesquisas. Esse trabalho propoe a utilizacao da logica fuzzy como sistema de controle robusto, que foi aplicada em uma bancada experimental que simula o abastecimento de uma rede com duas zonas de pressao com topograficas diferenciadas. Os controladores sao ferramentas importantes na operacao de processos automatizados que visam a realizacao de determinada operacao de maneira a aproveitar ao maximo as ferramentas e equipamentos que compoe um sistema. Nessa pesquisa foram desenvolvidos dois controladores, um aplicavel em um sistema descentralizado e outro aplicavel a um sistema centralizado. O objetivo do controlador e garantir as pressoes de servico nas duas zonas topograficas, a partir do controle da frequencia do sistema de impulsao, formado por um conjunto motor bomba; e da angulacao de uma valvula redutora de pressao situada a montante da zona baixa. Os resultados apresentados mostraram-se promissores, visto que para os dois diferentes sistemas, o controlador conseguiu atuar, levando as pressoes aos seus valores de referencia, reduzindo o consumo energetico, quando comparadas ao sistema sem controlador.
MABEL DE MORAIS LOPES ESTUDO DA CONVECÇÃO FORÇADA EM DUTOS CIRCULARES NO ESCOAMENTO BIDIMENSIONAL COM FORMULAÇÃO EM NAVIER-STOKES E VARIÁVEIS PRIMITIVAS VIA GITT Orientador : CARLOS ANTONIO CABRAL DOS SANTOS Data: 24/10/2016 Hora: 09:00 Mostrar Resumo No presente trabalho a conveccao¸ forcada interna no escoamento laminar em desenvolvimento simultaneo e estudada aplicando a Tecnica da Transformada Integral Generalizada para produzir um solucao hibrida para os campos de velocidade axial e radial , pressao e temperatura em dutos circulares.Um novo problema de autovalor ´e proposto a fim de calcular a velocidade radial. As equacoes da Continuidade, de Navier-Stokes, de Possion e da Energia sao formuladas utilizando variaveis primitivas , sabendo-se que a equacao de Poisson foi obtida a partir de algumas manipulacoes matematicas feitas nas equacoes de Navier-Stokes. A transformacao integral e aplicada nas equacoes da quantidade de movimento na direcao x e y, de Poisson e na equacao da energia, e as equacoes resultantes sao resolvidas com a subrotina numerica do IMSL, DBVPFD recuperando o potencial original para cada perfil em estudo. Assim ´e possivel encontrar uma solucao para o sistema de equacoes em termos de um expansao de autofuncoes, que para dutos circulares, as autofuncoes serao funcoes de Bessel. Em seguida resultados de interesse pratico sao calculados e exibidos graficamente como: Numero de Nusselt e f Re e estudos da convergencia dos perfis de velocidade, velocidade media, temperatura, temperatura media, pressao e pressao media no centro do duto sao analisados. Os resultados sao comparados com os dados disponiveis na literatura para validacao e ajustes do modelo.
ADSON IKARO SILVA LEITE DE ANDRADE ESTUDOS ANALÍTICOS E EM PSPICE DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM CORPOS CILÍNDRICOS Data: 31/08/2016 Hora: 09:15 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo É apresentada neste trabalho de tese, uma proposta para solução de problemas de engenharia na área de transferência de calor utilizando o método de simulação de rede (NSM Network Simulation Method), que consiste na resolução destes problemas pela analogia existente entre os circuitos térmicos e os circuitos elétricos. Nele será apresentada a validação do problema bidimensional de condução de calor em um cilindro, no qual, serão confrontadas as soluções obtidas por simulação com a solução obtida analiticamente via Técnica da Transformada Integral Generalizada (GITT). Nas simulações realizadas fazse a discretização do corpo em estudo, com o objetivo de se estabelecer uma correlação entre a quantidade de células (refinamento da malha) e a relação entre o tamanho do raio e comprimento do cilindro para que a solução do problema de transferência de calor no corpo possa ser considerada unidimensional. A comparação se dará entre a resposta analítica e a obtida por simulação, variando o número de divisões e as diferentes relações entre as dimensões raio e comprimento do cilindro. A partir da solução validada pela metodologia proposta, o trabalho apresenta como aplicação, uma malha genérica elaborada através do NSM e implementação no PSPICE, a qual serve para resolução de diversos problemas de condução de calor em geometria cilíndrica.
KLEBER LIMA CEZAR DESENVOLVIMENTO E IMPLEMENTAÇÃO DE UMA ESTRATÉGIA DE CONTROLE DA VAZÃO DE BOMBAS DE BAIXA POTÊNCIA USADAS EM SISTEMAS DE ABSORÇÃO ÁGUA-BROMETO DE LÍTIO Data: 30/08/2016 Hora: 15:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A presente abordagem propõe uma estratégia de controle da vazão para sistemas de refrigeração por absorção com o par H2O/LiBr. A mesma contempla unidades de refrigeração que operam a pressões vacuométricas e cuja recirculação da solução salina absorvente/refrigerante é realizada por bombas de baixa potência, as quais exigem métodos não convencionais na alteração de suas rotações e consequentes vazões volumétricas. Para tanto um sistema de controle de vazão, cujo êxito fora comprovado em uma bancada experimental reproduzindo as condições necessárias à recirculação da solução salina H2O/LiBr, teve o hardware de acionamento da bomba hermética aprimorado e a malha de controle ampliada as às condições de operação de uma unidade piloto de refrigeração por absorção (Protótipo 02) instalada nas dependências da Rede Cooperativa de Pesquisa Norte/Nordeste de Gás Natural RECOGÁS-N/NE-UFPB. A estratégia de controle desenvolvida proverá à unidade mencionada um sistema embarcado de aferição e controle de vazão com ação controladora PID (Proporcional-Derivativo-Integral) implementada na linguagem C#, uma vez que o microcontrolador adotado se trata de uma plataforma de prototipagem eletrônica de hardware livre, Arduino.
RAFAEL FRANKLIN ALVES SILVA DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA PARA PRESET DE FERRAMENTAS, POR MEIO DE PROCESSAMENTO DE IMAGENS, PARA MÁQUINAS-FERRAMENTA CNC Data: 30/08/2016 Hora: 14:05 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A utilização de máquinas-ferramenta CNC é amplamente difundida entre as empresas de usinagem, pois proporcionam uma elevada capacidade produtiva ao mesmo tempo em que atendem aos níveis de exatidão e precisão requeridos pelos clientes. Embora a tecnologia CNC ofereça uma elevada produtividade, alguns fatores influenciam de forma negativa nesta característica, como o tempo de setup destas máquinas. Entre os esforços dedicados a reduzir o tempo improdutivo durante a preparação da máquina, destacam-se o desenvolvimento de sistemas de pré-ajustagem das ferramentas, proporcionando uma redução no tempo improdutivo. Neste contexto, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de preset de ferramentas para máquinas-ferramenta CNC. Utilizando técnicas de processamento de imagens, o sistema mencionado tem como objetivo medir as principais dimensões das ferramentas que estão alojadas no magazine de um centro de usinagem CNC. Para a realização da medição das ferramentas foi implementado um código e uma interface gráfica no software MatLab®, que realiza o processamento das imagens captadas por uma câmera fotográfica localizada no interior da máquina. Os resultados obtidos demostram as vantagens da utilização do sistema proposto, que quando comparado com o presetting manual, proporciona uma redução no tempo de setup da máquina, consequentemente, uma maior produtividade. Outra vantagem que podemos destacar é a portabilidade do sistema, permitindo o compartilhamento com outras máquinas.
FILIPE ROCHA GOUVEIA ANÁLISE DA INJEÇÃO DE GÁS NATURAL VEICULAR EM MOTORES DE IGNIÇÃO POR COMPRESSÃO COM USO DE BIODIESEL EM DIFERENTES PROPORÇÕES Data: 30/08/2016 Hora: 10:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Em busca por maior eficiencia energetica ha a aplicacao de novas tecnologias e combustiveis renovaveis. Devido a previsivel escassez de petroleo aliada a uma consciencia ambiental, tem-se elevado potencialmente pesquisas por novas fontes de energia e processos de combustao mais eficientes e menos poluentes. Entre os combustiveis menos poluentes esta o gas natural, que tem um consumo aumentado ano a ano. O presente trabalho analisa a injecao de gas natural veicular (GNV) em um motor de combustao interna de ignicao por compressao, avaliando os niveis de emissoes de poluentes, opacidade e o rendimento. No motor em estudo, a energia provem da combustao do gas natural e do biodiesel, onde o biodiesel tem a funcao de produzir a ignicao do gas natural, sendo possivel a substituicao de ate 80% da injecao do biodiesel. Assim, havera uma substituicao parcial de biodiesel por gas natural, a fim de aumentar o rendimento da combustao. No motor MWM 4.07 TCE foi desenvolvido um sistema de injecao eletronico adaptado para reduzir o tempo de injecao do biodiesel por ciclo e compensar com injecao de GNV. Baseando-se em um levantamento do fluxo de massa injetada por ciclo para calcular o valor energetico equivalente a reducao das proporcoes de injecao de biodiesel a compensar com injecao de GNV. Houve um reducao do torque de acordo com o aumento da proporcao de biodiesel no oleo diesel e um maior consumo especifico com a utilizacao do combustivel B7 (7% de biodiesel). Foi constatada a necessidade de injecao de maior quantidade de massa de GNV em substituicao do combustivel B7. Em relacao as emissoes de gases poluentes na exaustao medidos na faixa de rotacao de trabalho do motor os menores niveis de monoxido de carbono (CO), dioxido de carbono (CO2), hidrocarbonetos (HC), oxidos de nitrogenio (NOx), foram verificados respectivamente na aplicacao dos combustiveis B7, B20, B50 e B50. Os menores niveis de opacidade foram averiguados em testes com utilizacao do combustivel B10.
FABIO DE ANDRADE BARROSO PROJETO E DESENVOLVIMENTO DE UMA MESA INDEXADA PARA MÁQUINAS-FERRAMENTA Data: 26/08/2016 Hora: 14:25 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo As mesas indexadas são dispositivos utilizados em máquinas-ferramenta (centro de usinagem) na confecção de peças, como forma de manter a exatidão geométrica do perfil. As mesas indexadas são uma variação dos cabeçotes divisores, muito utilizados em fresadoras convencionais. A usinagem de perfis cilíndricos através de um sistema de coordenadas cartesianas não produz um produto de alta precisão, devido ao aspecto construtivo da própria maquina. O reflexo da necessidade em reverter este quadro e a implantação de eixos rotacionais nas máquinas-ferramenta, como quatro, cinco, seis e ate sete eixos. Seja na fixação da peca e/ou na inclinação da ferramenta, a inclusão de eixos rotacionais alem dos eixos lineares aumentam a performance da usinagem das máquinas-ferramentas. De forma análoga, uma mesa indexada controlada eletronicamente também pode ser utilizada em maquinas de medição por coordenada ou máquinas-ferramenta convencionais. Este texto apresenta uma proposta de Tese que trata do projeto e desenvolvimento de uma mesa rotativa (indexada) de baixo custo e com alta exatidão.
FELIPE FELICIANO GOMES DA SILVA VIBRAÇÕES INDUZIDAS POR MULTIDÕES: EFEITO NOS MOVIMENTOS CORPÓREOS DOS PEDESTRES NA DIREÇÃO TRANSVERSAL Data: 15/08/2016 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A análise de vibrações induzidas por multidões na direção transversal vem se tornando um tema cada vez de maior interesse devido a ocorrência de vibrações transversais excessivas em algumas estruturas destinas à circulação de pedestres. Este trabalho apresenta a análise de caminhadas/movimentos na direção transversal para situações de multidão. Para obtenção dos dados experimentais foram feitos testes sucessivos com pessoas instrumentadas, caminhando isoladamente e em meio a uma multidão com densidades diferentes. A análise comparativa dos sinais destes pedestres caminhando só e em multidão, possibilitou a identificação da influência causada por essa multidão na aceleração e deslocamento transversal e na rotação da pélvis.
JONILSON JOSE JACO DE SOUSA AVALIAÇÃO MICROESTRUTURAL DE PATOLOGIA EM CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO Data: 29/07/2016 Hora: 10:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O concreto ao longo dos anos constituiu-se num elemento estrutural imprescindível na construção civil, devido a sua relativa facilidade de moldagem, sua durabilidade diante das intempéries, seu custo baixo, sua pouca necessidade de reparo, quando comparado a outros materiais, como por exemplo: o aço, madeira etc. Porém, as patologias em edificações são problemas que comprometem a vida útil das construções. Por isso, nesse trabalho, foi necessário a investigação em amostras de concreto da fundação de um prédio, apresentando um quadro de fissuração elevada, para a identificação de possíveis patologias, através da análise microestrutural no concreto de alto desempenho. Este material apresenta características diferentes do concreto comum, tais como: alta resistência à compressão e o alto módulo de elasticidade já nas idades iniciais, baixa segregação, ausência de exsudação justificando a crescente utilização deste material. Foi realizada a análise microestrutural nas amostras, principalmente, com auxílio da Difração de Raio-X (DRX) e do microscópio eletrônico de varredura (MEV). Tendo como resultado a constatação, na maior parte do material analisado, da expansão por etringita.
ANDRE ROMULO ROZADO DE SOUSA IMPLEMENTAÇÃO DA TÉCNICA DE SPECKLE DINÂMICO NA CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS PARTICULADOS REATIVOS Data: 26/07/2016 Hora: 10:00 Mostrar Resumo A tecnica de interferometria speckle tem despertado o interesse de varios grupos de pesquisa nas areas, principalmente, da medicina, agricultura e biologia. No Brasil ainda existem poucos grupos de pesquisadores trabalhando no desenvolvimento desta tecnica. Esse trabalho foi desenvolvido com o intuito de implementar a tecnica de analise de interferometria speckle no contexto do estudo da dinamica das reacoes que ocorrem durante o processo de hidratacao do cimento. O desenvolvimento de um dispositivo que permitisse a realizacao dos ensaios de interferometria foi a principal tarefa proposta nesse trabalho. Tres tipos de cimento de ampla aplicacao comercial foram analisados sob diferentes condicoes. Alem do MDI, outros dois parametros foram considerados na analise da dinamica do processo de endurecimento das pastas. Nao existem registros na literatura referentes a aplicacao aqui proposta. Este trabalho e o ponta pe inicial para o uso da tecnica de interferometria speckle no grupo de pesquisas ao qual o autor faz parte. Nao faz parte do escopo deste trabalho o detalhamento matematico dos fundamentos da optica. Os fenomenos opticos serao descritos de forma simplificada, assim como as caracteristicas da luz evidenciadas em cada fenomeno. Mas sempre que necessario serao mostradas algumas formulacoes matematicas que tornem mais evidentes as propriedades em questao. Neste trabalho sera utilizada uma ferramenta baseada nas estatisticas de segunda ordem, que sera descrita nas proximas secoes. O aparato experimental geralmente utilizado em analises de speckle dinamico e composto, basicamente, de uma fonte de luz laser, uma camera para captura das imagens e um sistema de aquisicao, armazenamento e processamento das imagens capturadas. Neste trabalho, o nivel de atividade na superficie de amostras de cimento em processo de endurecimento sera avaliado atraves do MDI, da homogeneidade e da entropia.
ANDRE ROMULO ROZADO DE SOUSA IMPLEMENTAÇÃO DA TÉCNICA DE SPECKLE DINÂMICO NA CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS PARTICULADOS REATIVOS Data: 26/07/2016 Hora: 10:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A técnica de análise de speckle dinâmico tem despertado o interesse de vários grupos de pesquisa nas áreas, principalmente, da medicina, agricultura e biologia. No Brasil ainda existem poucos grupos de pesquisadores trabalhando no desenvolvimento desta técnica. Esse trabalho foi desenvolvido com o intuito de implementar a técnica de análise dos padrões de speckle no contexto do estudo da dinâmica das reações que ocorrem durante o processo de hidratação do cimento. O desenvolvimento de um dispositivo que permitisse a realização dos ensaios foi a principal tarefa proposta nesse trabalho. Três tipos de cimento de ampla aplicação comercial foram analisados sob diferentes condições. A análise do speckle dinâmico é feita através de parâmetros estatísticos de textura de imagens digitais. Tais parâmetros são chamados de descritores. Na literatura costuma-se relacionar o nível de atividade ao descritor MDI. Além do MDI, outros dois parâmetros foram considerados na análise da dinâmica do processo de endurecimento das pastas. Não existem registros na literatura referentes à aplicação aqui proposta. Não faz parte do escopo deste trabalho o detalhamento matemático dos fundamentos da óptica. Os fenômenos ópticos serão descritos de forma simplificada, assim como as características da luz evidenciadas em cada fenômeno. Mas sempre que necessário serão mostradas algumas formulações matemáticas que tornem mais evidentes as propriedades em questão. Neste trabalho será utilizada uma ferramenta baseada nas estatísticas de segunda ordem, que será descrita nas próximas seções. O aparato experimental geralmente utilizado em análises de speckle dinâmico é composto, basicamente, de uma fonte de luz laser, uma câmera para captura das imagens e um sistema de aquisição, armazenamento e processamento das imagens capturadas. Neste trabalho, o nível de atividade na superfície de amostras de cimento em processo de endurecimento será avaliado através do MDI, da homogeneidade e da entropia.
ADEMAR GONCALVES DA COSTA JÚNIOR IDENTIFICAÇÃO BASEADA EM SUBESPAÇOS PARA CONTROLE DE POSIÇÃO DE UM MANIPULADOR ROBÓTICO Data: 15/07/2016 Hora: 08:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Nesta tese de doutorado são investigadas técnicas de estimação de modelos matemáticos de manipuladores robóticos através do uso de identificação de sistemas como alternativa ao modelamento matemático utilizando as equações de Euler-Lagrange. A identificação por subespacos e aplicada, normalmente, a sistemas multivarivéis, e utilizando as técnicas Multivariable Output Error State sPace (MOESP) e Numerical Subspace State Space System IDentification (N4SID) do caso determinístico, para dois elos de um manipulador robótico eletromecânico didático de cinco graus de liberdade, com o sistema em malha aberta, são obtidos modelos de espaço de estados discretos lineares invariantes no tempo, os quais sao aplicados sinais do tipo degrau acrescidos de sinais PRBS ou ruído branco. Com os dados de entrada e de saída, tais modelos matemáticos são estimados para o posterior controle de posição angular dos dois elos em questão. De posse de tais modelos, foram projetados sistemas de controle ótimo, usando o controle LQR (Linear Quadratic Regulator) para o problema regulador e servo e o controle LQG (Linear Quadratic Gaussian) e sistemas de controle robusto, usando o LQG/LTR (Linear Quadratic Gaussian/Loop Transfer Recovery) para o controle de posicao angular para os dois elos identificados. Finalmente, são apresentados os resultados obtidos por simulação e por testes experimentais e suas discussões.
EVANDRO ALVES TORQUATO FILHO DESENVOLVIMENTO DE UM INDUTOR VARIÁVEL COM FIO COM MEMÓRIA DE FORMA Data: 25/05/2016 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo As Ligas com Memória de Forma (LMF) fazem parte de uma classe de materiais ativos ou inteligentes por possuírem uma característica especial denominada de Efeito Memória de Forma (EMF) que pode ser ativado por um campo térmico. Por serem geralmente ligas metálicas estão no grupo dos materiais condutores e apresentam propriedades eletromagnéticas quando circulados por uma corrente elétrica. Se configurado geometricamente como um indutor e estimulado com uma corrente alternada possibilita a indução magnética variável proporcionada pelo fluxo magnético no interior das espiras. Aproveitando a característica termomecânica de mudança de forma e o efeito físico de indução magnética, este trabalho apresenta um estudo do desenvolvimento de um indutor variável com liga com memória de forma de NiTi. O estudo se baseou na variação da indutância pela variação geométrica das espiras construídas com fio com memória de forma e mantendo a permeabilidade magnética do núcleo constante. Foram observadas variações na indutância magnética devido à variação de temperatura provocada por corrente elétrica, demonstrando uma possível relação entre as temperaturas de transformação de fase do material. Para a coleta dos resultados experimentais foram desenvolvidos alguns indutores com LMF com núcleo de ferrite. São apresentados resultados da variação da indutância relacionados com a variação do comprimento e temperatura do indutor de LMF.
RAFAEL EVARISTO CALUÊTE INFLUÊNCIA DE INOCULANTES E DO PROCESSO DE SOLIDIFICAÇÃO DIRECIONAL SOBRE PROPRIEDADES MECÂNICAS DE LIGAS CU-AL-MN PASSÍVEIS DE MEMÓRIA DE FORMA Data: 20/05/2016 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Ligas com memória de forma Cu-Al-Mn-Ti-B feitas a partir de técnicas de fundição convencional (CV) e solidificação direcional (SD) foram elaboradas sob atmosfera ambiente e caracterizadas por microscopia, difração de R-X e Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC). Nas ligas CV estudamos a influência de diversos inoculantes com relação ao tamanho de grão. Foram realizados também ensaios de tração para determinação das propriedades mecânicas onde se verificou a melhoria das propriedades a partir do refino do grão. Nas ligas SD avaliou-se em ensaios de tração a influência da orientação do grão em relação a tensão limite de indução da martensita, resistência mecânica e deformação à ruptura. Os carregamentos em tração foram realizados posicionando a parte longitudinal do corpo de prova paralelamente, a 45° e a 90° com relação a direção longitudinal dos grãos colunares dos corpos de prova. Foi possível analisar o comportamento do material para cada direção proposta. Também foi feita a verificação da anisotropia elástica do material com ajuda de um ultramicrodurômetro. As amostras analisadas foram obtidas a partir do seccionamento do lingote em planos a 0°, 30°, 45°, 60° e 90° com relação à direção do crescimento do grão. Foi observado que a variação dessas direções exerce influência sobre propriedades como módulo de elasticidade e dureza, por exemplo.
GERSON BARBOSA DA SILVA ANÁLISE EXERGO-ECONÔMICA DA MICROGERAÇÃO COM O USO DE MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA A BIODIESEL NO ACIONAMENTO DO COMPRESSOR DO SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO POR COMPRESSÃO DE VAPOR Data: 02/05/2016 Hora: 14:20 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Neste trabalho, apresenta-se o estudo teórico e experimental de um sistema de refrigeração por compressão de vapor (SRCV), com capacidade de refrigeração de 26kW (7.5TR) e que é desenvolvido na Recogás na Universidade Federal da Paraíba. No primeiro momento, é analisada a eficiência do sistema de refrigeração por compressão de vapor, no qual a circulação do fluido refrigerante é feita por um compressor hermético a pistão que é acionado por um motor elétrico; no segundo momento, é analisada a eficiência do sistema de refrigeração que usa um compressor aberto, acionado pelo motor de combustão interna para compressão de vapor. Estes dois sistemas de refrigeração trabalham com rotação do compressor fixa. São realizadas análises termodinâmicas e termoeconômicas de uma planta resultante do projeto de expansão do sistema de cogeração de energia. Objetivou-se com este trabalho avaliar o desempenho do sistema, funcionando em momentos distintos com diesel mineral e misturas deste com biodiesel nas proporções equivalentes a B5 (95% de diesel mineral e 5% de biodiesel) B20 (80% de diesel mineral e 20% de biodiesel), B40 (60% de diesel mineral e 40% de biodiesel), B60 (40% de diesel mineral e 60% de biodiesel) e) e B80 (20% de diesel mineral e 80% de biodiesel). Fazendo uso da plataforma computacional Labview para obter as temperaturas e pressões em tempos reais e de rotinas da plataforma computacional Engineering Equation Solver - EES e o Excel, para gerar simulações do ciclo de refrigeração, as quais foram validadas com os dados experimentais.
PAULO JOSÉ VODIANITSKAIA ESTUDO TEÓRICO E EXPERIMENTAL DE UM CHILLER A ADSORÇÃO PARA SISTEMAS DE AR CONDICIONADO SOLAR Data: 29/04/2016 Hora: 08:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A humanidade em geral, e o Brasil em particular, enfrentam duros cenários de restrição de energia, mudanças climáticas e outros desafios para um futuro sustentável. Assim, alternativas de energia renovável, de menor impacto ambiental e social, como a energia solar, se tornam objeto de especial interesse. É dentro desse quadro desafiador que se insere o presente trabalho. Como aplicação de energia renovável, a climatização a adsorção se configura como fator de segurança energética e contribui para a mitigação das emissões de gases efeito estufa, ao reduzir a dependência de energia primária. Conduz à redução de picos de demanda, e apresenta um ajuste natural entre demanda e oferta. Além disso, os materiais utilizados são de baixo impacto ambiental, especialmente o refrigerante: a água, abundante na natureza e atóxica. O objetivo geral do presente trabalho é desenvolver um chiller experimental com tecnologia nacional que permita atingir níveis de desempenho comparáveis ao estado da arte. Os objetivos específicos são: desenvolver um modelo representativo para o reator adsortivo, comparar a cinética de adsorção em duas granulometrias de sílica gel, e estudar a influência do calor específico e da difusão de massa. O modelo numérico trouxe como contribuições originais considerar o calor específico da fase adsorvida e a difusão de massa para caracterização do ciclo. O modelo resultou representativo do comportamento verificado experimentalmente. Foram obtidos COP de 0,53 e SCP de 68 W/kg para partículas de adsorvente de 2,0 mm, valores comparáveis ou superiores aos registrados na literatura para sílica gel em grãos soltos. A fração de granulometria menor (0,26 mm) teve desempenho inferior, provavelmente devido à redução de porosidade após britagem.
VERILTON NUNES DA SILVA PROJETO, DESENVOLVIMENTO E ANÁLISE DE ERROS DE UMA MESA ROTATIVA AEROSTÁTICA APLICADA A MÁQUINAS DE MEDIÇÃO POR COORDENADAS Data: 14/04/2016 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo As mesas rotativas são equipamentos de destaque em máquinas de alta exatidão, aplicadas principalmente em máquinas-ferramenta e de medição por coordenadas que possuem cinco eixos, oferecendo a possibilidade do movimento de rotação e de inclinação, permitindo obter diversas configurações para a manufatura ou inspeção de peças com geometrias cada vez mais complexas. A cada dia vem aumentando a demanda por alta exatidão, elevada eficiência e menores erros associados ao posicionamento da peça ou do cabeçote nas referidas máquinas, garantindo assim sua elevada performance. Neste contexto, este trabalho de tese apresenta o projeto mecânico, fabricação, montagem e testes experimentais para a identificação e medição de erros de uma mesa rotativa aerostática, aplicada a uma Máquina de Medição por Coordenada (MMC). Neste estudo é apresentada a análise das principais concepções de mesas rotativas; a abordagem de erros geométricos e não geométricos associados ao sistema, utilizando instrumentos de medição que auxiliam na medição destes parâmetros; o uso de mancais aerostáticos como forma de oferecer ao equipamento uma elevada eficiência mecânica destes equipamentos de alta exatidão; o projeto, desenvolvimento e análise sobre a viabilidade de um protótipo que utiliza esta tecnologia dos mancais aerostáticos, onde o ar comprimido atua como princípio de funcionamento para redução do atrito entre as partes móveis. Para o levantamento dos erros geométricos, testes com o auxílio do sistema ballbar e uma MMC foram realizados, no sentido de analisar o comportamento do sistema desenvolvido.
LUIZ HENRIQUE MELO SILVA NOBREGA DESENVOLVIMENTO DE UMA ESTRATÉGIA DE MEDIÇÃO, BASEADA EM NURBS, PARA DETERMINAÇÃO DO DESVIO TOTAL DE PERFIL (Fα) DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS USANDO MMCs Data: 07/04/2016 Hora: 15:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Por muitos anos a transmissão de movimento e de potência por engrenagens tem sido uma tecnologia importante nas indústrias automotiva, mecânica e aeronáutica, justificando assim a considerável quantidade de pesquisas realizadas no âmbito do controle de qualidade destes componentes. Atualmente, inspeções dos perfis evolventes de engrenagens cilíndricas vêm sendo realizadas utilizando Máquinas de Medição por Coordenadas (MMCs) CNC com mesas rotativas e softwares de medição dedicados, equipadas com sensores por contato de escaneamento, do tipo Touch Trigger Probe TTP, ou sem contato, Laser. Porém, muitas empresas que fabricam e inspecionam engrenagens utilizam MMCs manuais com sensores do tipo ponto a ponto, ficando assim impossibilitadas de emitir o relatório de desvio de perfil. Neste sentido, a motivação para esta pesquisa é desenvolver e validar estratégias de inspeção para determinação do Desvio Total de Perfil (Fα) de engrenagens cilíndrica de dentes retos, segundo a norma ISO 1328, fazendo o uso da ferramenta matemática NURBS (Non Uniform Rational B-Splines) e de MMCs manuais. Estratégias para alteração do parâmetro peso wi das NURBS também serão aplicadas para auxiliar na definição do procedimento de inspeção, sendo este um grau de liberdade a mais do modelo. No primeiro momento, antes da execução dos procedimentos experimentais, simulações foram realizadas em um sistema computacional, e apresentaram resultados satisfatórios. Para os testes experimentais foi utilizada uma MMC manual modelo MICRO-HITE 3D, com sensor do tipo ponto a ponto. Resultados de simulações e experimentais mostraram que a técnica NURBS contribui para aplicação de MMC manual usando sensor Touch Trigger na medição do perfil evolvente de engrenagens cilíndricas de dentes retos. Os resultados experimentais demonstraram a eficácia da metodologia desenvolvida.
DIEGO MEIRA DE LACERDA AVALIAÇÃO DA INTEGRIDADE ESTRUTURAL DE COMPÓSITO PELA ENERGIA MECÂNICA DISSIPADA EM REGIMES QUASE-ESTÁTICO E DINÂMICOS Data: 29/02/2016 Hora: 10:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O concreto é um material heterogêneo e com estrutura muito complexa. Nas análises estruturais faz-se diversas considerações e uma delas é a propriedade elástico-linear do concreto, mas a literatura mostra que o concreto é um material viscoelástico e merece um tratamento especial para esta propriedade. Para uma estimativa da vida útil do concreto deve-se fazer algumas considerações com relação a propriedade supracitada e também a simulação de algumas patologias, dentre as várias existentes, pode-se citar duas que possuem um dano expansivo silencioso e bem destrutivo, que são a reação álcali-agregado e formação de etringita tardia. Para evitar fissuras e fendas na estrutura vários métodos de avaliação não destrutivos estão sendo desenvolvidos. O objetivo deste estudo foi avaliar, por meio de técnicas não destrutivas de análise dinâmica e quase-estático, a condição de integridade ou nível de dano de um testemunho de concreto com a presença de dano causado por etringita tardia, investigando especialmente a modificação de suas propriedades. Essas técnicas são necessárias para a manutenção da estrutura e a cada dia são mais utilizadas. Foi mensurado o módulo de elasticidade dinâmico, também conhecido como o módulo de deformação dinâmico e a constante de amortecimento. Foram utilizados os métodos de Ultrassom, Ressonância e Histerese. As amostras foram fornecidas por uma construtora, e se tratam de testemunhos de um bloco de fundação que está com a presença de etringita tardia (DEF). Com o acréscimo de dano de 5% a 10% da carga última da amostra e logo depois outro acréscimo de 25% a 30% realizado por cargas cíclicas de 0,1 Hz e 60 ciclos observou-se com os ensaios de média e alta frequência, que foi significativo à redução do módulo de elasticidade dinâmico e aumento do amortecimento como relata estudos semelhantes. Pode-se concluir que esses ensaios podem ser utilizados para caracterizar o dano no concreto e avaliar a possibilidade de uma medida mitigadora e prolongar a vida útil.
LUIZ ELOI DA SILVA ESTUDO E DESENVOLVIMENTO DE METODOLOGIA NO PROCESSO DA PRODUÇÃO DE BIODIESEL EM UMA UNIDADE PILOTO EM ROTA ETÍLICA Data: 29/02/2016 Hora: 10:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O presente trabalho objetivou verificar a influência das variáveis (temperatura, concentração do catalisador, rotação, tempo de reação e razão molar etanol/óleo) sobre a produção de biodiesel de óleo de algodão via rota etílica em reator de bancada seguida de ampliação de escala (unidade piloto). As propriedades reológicas foram determinadas a 30, 45 e 60ºC. Os dados foram ajustados aos modelos de Ostwald-de-Waelle, Herschel-Bulkley, Newton e Bingham. Foi realizada a caracterização do óleo de algodão e o estudo da influência das variáveis com NaOH e KOH, utilizando-se o planejamento fatorial fracionado (25-1). Na unidade piloto foi reproduzido apenas o melhor ensaio laboratorial. Os dados relacionados à reologia e ao planejamento fatorial foram analisados utilizando-se os softwares Statistica 7.0 e SAS 9.3 (2011). Os modelos de Newton e Ostwald-de-Waelle foram os que melhor representaram o comportamento reológico das amostras sendo observado um comportamento linear ao longo do escoamento. A temperatura apresentou influência significativa no comportamento da viscosidade aparente dos óleos estudados, a qual diminuiu com a elevação da temperatura. A caracterização físico-química do óleo de algodão constatou os seguintes valores: viscosidade cinemática (36,18 mm2/s), densidade (921 kg/m3); índice de acidez (0,47 mg KOH/g) e índice de peróxido (1,99%). As curvas TG/DTG do óleo de algodão demonstraram 98,89% de perda de massa com Tpico próxima a 411,10 °C e para o biodiesel, a maior perda de massa (89,32%) ocorreu a 228,53 ºC. Todas as variáveis afetaram o processo de produção do biodiesel quando foi empregado KOH e para NaOH, apenas a razão molar. A razão molar foi a variável que mais afetou a reação de transesterificação etílica. O teor de ésteres máximo obtido em escala laboratorial foi 89,22% para NaOH; 80,27% para KOH e na unidade piloto, o rendimento mássico foi de 80% utilizando-se NaOH. As variáveis temperatura (35 ºC), concentração do catalisador - NaOH (0,8%), rotação (109 rpm), tempo de reação (90 minutos) e razão molar etanol/óleo (10:1) destacaram-se como as melhores condições de produção. Portanto, estas condições refletem a eficiência do processo caracterizado pelo tempo curto e baixo gasto energético, o que torna o biodiesel de óleo de algodão mais competitivo economicamente e ambientalmente mais correto preconizando as diretrizes do PNPB.
WAGNER CORREIA PEIXÔTO IMPLEMENTAÇÃO E ANÁLISE DE UM RETROFITTING APLICADO EM UMA MÁQUINA DE 3 EIXOS Data: 26/02/2016 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo As maquinas-ferramentas com controle numerico computadorizado, ou maquinasferramentas CNC, surgiram devido a necessidade da industria da aviacao para produzir pecas cada vez mais complexas e precisas. O retrofitting de maquina-ferramenta e a modificacao de uma maquina tradicional para uma com controle numerico computadorizado. Devido a popularizacao dos computadores, diminuicao de custos dos componentes eletronicos, expansao da Internet e projetos de codigo aberto, o retrofitting tornou-se uma opcao cada vez mais comum na industria como alternativa para a compra de novas maquinas-ferramentas com CNC incluso. O objetivo deste estudo foi a implementacao do retrofitting em uma maquina de 3 (tres) eixos no Laboratorio de Engenharia de Precisao da Universidade Federal da Paraiba. Para essa adaptacao, a maquina foi modificada para utilizar um Kit com drivers de interface da HobbyCNC e novos motores de passo. Apos o retrofitting, foi utilizado um sistema Laser XL-80 para medicao dos erros de posicionamento. Os testes foram realizados, em cada eixo, comandando-se a maquina para 5 posicoes e medindo-se as posicoes reais atingidas e, depois, foram realizados os mesmos testes no sentido inverso. Com os resultados medidos, sao calculados os erros de posicionamento, histerese, repetitividade e exatidao conforme a norma ISO 230-2. No eixo Y foi realizado outros testes com a compensacao dos erros medidos anteriormente. Houve uma melhora significativa na exatidao do eixo Y apos a compensacao. Tambem foram realizados testes de erros angulares, com a utilizacao de um nivel eletronico Talyvel 5, ao longo do eixo Y. Os resultados obtidos no teste foram satisfatorios e o retrofitting atingiu suas expectativas, por proporcionar a possibilidade de realizar mais pesquisas, na area de Comando Numerico Computadorizado.
ISMAEL NICKSON PINTO DE ARAUJO DESENVOLVIMENTO DE SISTEMA AUXILIAR DE RESFRIAMENTO EVAPORATIVO PARA ARREFECIMENTO DE TRANSFORMADORES DE FORÇA Data: 26/02/2016 Hora: 08:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O consumo de energia elétrica no nosso convívio social como, casas, apartamentos, comércio, indústria, hospitais, é conseguido graças a um equipamento que torna os níveis de tensão e corrente elétrica em valores aceitáveis exigidos por norma, para que possamos usufruir da energia elétrica de maneira segura e eficiente, esses equipamentos são os transformadores de força ou de potência. Visto sua importância, técnicas que retardam ou evitem falhas nesse equipamento, visando a maior disponibilidade e com isso menos paradas para manutenção, são tema de estudo de diversos pesquisadores e centros de ensino. Uma falha bastante comum em transformadores de médio a grande porte que são utilizados na transmissão e distribuição de energia, é a degradação do papel isolante do núcleo do transformador, que é causada principalmente pelo gradiente adverso de temperatura que circula no núcleo através do óleo isolante. Logo o presente trabalho analisa a eficiência de um sistema auxiliar de arrefecimento do transformador, que visa dissipar o calor absorvido pelo óleo de maneira rápida e eficiente, diminuindo a degradação do papel isolante e aumentando sua vida útil. O sistema será composto por bicos pulverizadores de água, que serão instalados nos radiadores do transformador, em frente aos ventiladores, no mesmo sentido do fluxo de ar. A pulverização de água nesse fluxo de ar, irá causar uma diminuição da temperatura e um aumento de umidade, isso devido a um fenômeno conhecido como resfriamento evaporativo, onde as pequenas gotas de água recebem o calor do ar e se evaporam rapidamente. Será analisado a vazão de água na pulverização, a quantidade e o posicionamento dos bicos ao longo do radiador e o fluxo de ar dos ventiladores, para que o sistema tenha eficiência térmica e energética. Será utilizado um sistema de controle composto por inversores de frequência, sensores de temperatura e placa de aquisição de dados, que serão monitorados pelo LabView.
ALLYSSON MACÁRIO DE ARAÚJO CALDAS ESTUDO E DESENVOLVIMENTO DE MEDIDOR TIPO TURBINA BASEADO EM EFEITO HALL CAPAZ DE MEDIR VAZÃO EM SOLUÇÃO SALINA DE BROMETO DE LÍTIO (LiBr) Data: 17/02/2016 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O presente trabalho traz como proposta o desenvolvimento um medidor tipo turbina baseado em Efeito Hall capaz de aferir vazões em soluções salinas de Brometo de Lítio (LiBr). A bancada experimental que subsidiou está pesquisa foi desenvolvida na Universidade Federal da Paraíba - UFPB nas dependências do prédio da Rede Cooperativa de Pesquisa Norte/Nordeste do Gás Natural RECOGÁS-N/NE, presente no Instituto de Energia Sustentável (IES). Tal bancada simula um dos trechos de uma unidade de refrigeração por absorção que também está sendo desenvolvida pelo nosso grupo de pesquisa. O medidor proposto, visa sanar dificuldades encontradas em se medir vazão de fluídos (líquidos) em sistemas de absorção visto que, o fluído de trabalho é um sal cristalino que pode apresentar formação de fase sólida cristalizando a valores moderados de concentração, como também, baixos valores de pressão de trabalho e altos valores de viscosidade da solução. Este estudo descreverá todos os aspectos que culminará com o propósito do trabalho evidenciando seu dimensionamento, sua construção, seu funcionamento, equacionamento e como consequência analisar todos os aspectos encontrados ao longo dessa pesquisa para a obtenção dos objetivos do presente trabalho.
ANDRÉ FILIPE MENDES ALVES INFLUÊNCIA DO RESFRIAMENTO DA TURBINA NO DESEMPENHO DE UM MOTOR DIESEL TURBOALIMENTADO OTTOLIZADO PARA GÁS NATURAL Data: 17/02/2016 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Buscando suprir a demanda de energia elétrica no Brasil, as termelétricas, indústrias e estabelecimentos comerciais apresentaram um aumento no consumo de gás natural de 17,5% entre 2013 e 2014 (RESENHA ENERGÉTICA BRASILEIRA, 2015). A maioria dessas instalações utilizam grupos geradores para obter energia elétrica. Tais grupos são formados, geralmente, por um motor Diesel acoplado a um gerador elétrico. Os motores desses grupos, podem ser classificados como aspirados ou turboalimentados. Sabe-se, por outro lado, que os níveis de emissões gasosas geradas pela combustão do diesel, torna sua substituição por combustíveis não poluentes, como o gás natural, uma alternativa atrativa. A conversão dos motores Diesel para o ciclo Otto (Ottolização), pode ser uma opção para a geração de energia elétrica a partir do gás natural, sobretudo, por ser uma tecnologia de baixo custo frente aos preços dos grupos geradores a gás. No entanto, nos motores turboalimentados convertidos para gás natural, são identificadas, durante suas operações, temperaturas superiores àquelas permitidas na turbina, limitando, desta forma, a possibilidade de se chegar às potências nominais desses motores. O uso, todavia, de um trocador de calor dá margem para que um motor Diesel ottolizado funcione, sem restrições, em todo seu domínio de potência. Este trabalho examina os aspectos relacionados à escolha de um trocador de calor, sua construção, instalação e os resultados de seu funcionamento em um motor Perkins turboalimentado Ottolizado para gás natural. Nos testes de desempenho, utilizou-se um dinamômetro hidráulico, com capacidade máxima de 500 cv. Todos os ensaios foram feitos com a rotação fixada em 1800 RPM, para todas as potências de trabalho, inclusive a potência máxima original que se tinha com diesel, em stand-by, de 153 cv (112,4 kW). O máximo rendimento térmico do motor foi de 39,1 % para a potência de 153 cv. Os níveis de NOx e de CO, ficaram, respectivamente, em 348 ppm e 3,48 % quando o motor operava na potência de 153 cv. A efetividade do trocador de calor introduzido variou de 33 a 33,7 %.
PATRICIA HAUEISEN DIAS RUAS ANÁLISE TEÓRICA DO ESCOAMENTO BIFÁSICO E/OU DOIS-FLUIDOS IMISCÍVEIS ANULAR ASCENDENTE VIA GITT Data: 04/02/2016 Hora: 08:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O presente trabalho realiza uma análise do escoamento multifásico (óleo-gás) ascendente em regime laminar, com perfis hidrodinamicamente desenvolvidos e interagindo termicamente. Os fluidos em análise são considerados imiscíveis, desenvolvendo-se em campos separados de velocidade e temperatura. A equação da energia é aplicada para a obtenção dos campos térmicos em desenvolvimento na região de entrada térmica dos fluidos escoando na mesma direção. Embora resultados de parâmetros de interesse prático já tenham sido obtidos através de procedimentos puramente numéricos, o sistema de equações que regem esse tipo de escoamento envolve diferenciais parciais e ainda não foram solucionadas analiticamente com sucesso. Dessa forma, o uso da Técnica de Transformada Integral Generalizada, como ferramenta matemática, é proposto para resolver as equações de energia associada ao escoamento produzindo resultados híbridos, analítico-numérico, com maior flexibilidade de análise e extensão para um grande número de parâmetros utilizados na engenharia de petróleo e gás. Problemas auxiliares com o maior número possível de informações do problema original são apresentados na busca da melhoria da convergência numérica. Por fim, uma rotina computacional é elaborada em FORTRAN para a obtenção da solução numérica. Os resultados numéricos obtidos para os campos são apresentados na forma de tabelas e gráficos para em seguida serem comparados com o máximo de esmero aos parâmetros de casos especiais disponíveis na literatura especializada.
JADER MORAIS BORGES CONTROLE DE UM SISTEMA DINÂMICO ROTATIVO UTILIZANDO MANCAIS COM ATUADORES LMF Data: 29/01/2016 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A maioria das maquinas rotativas, sobretudo aquelas montadas sobre eixos e mancais flexiveis, quando de seu inicio de funcionamento, tendem a passar por velocidades ditas criticas, ou seja, velocidades que podem levar o sistema a entrar em ressonancia estrutural. Dai a preocupacao constante pela busca de metodos eficazes de atenuar o efeito da vibracao quando da passagem por tais velocidades. Atualmente vem-se estudando aplicacoes de materiais formados a partir de ligas especiais como atuadores em sistemas dinamicos, com o proposito de reduzir as vibracoes numa faixa de frequencia relacionada a regiao de ressonancia. Nesta direcao esta o uso de componentes feitos de materiais ativos como as ligas com memoria de forma - LMF, consideradas ligas metalicas "inteligentes", capazes de recuperar a sua forma original a partir da mudanca de temperatura e/ou tensao mecanica, tendo como uma das principais caracteristicas, sua elevada capacidade de variacao da rigidez e de amortecimento, em funcao do aumento dos niveis de vibracao. Apresenta-se, nesta tese, o desenvolvimento de uma concepcao do sistema eixo-rotor com mancal ativo, fazendo uso de molas LMF e sistema de controle de temperatura baseado na logica fuzzy, visando reduzir as amplitudes de vibracao quando da passagem pela(s) velocidade(s) critica(s). Tal reducao ocorreu a partir da mudanca de rigidez e amortecimento do sistema (mancal de suporte ativo), obtido pela mudanca da temperatura das molas. Os resultados teoricos e experimentais do funcionamento do sistema mostraram a sua eficacia, sendo obtidas reducoes da ordem de ate 60% nas amplitudes, durante a passagem pela regiao de ressonancia.
GUSTAVO DE SÁ FERREIRA CONTROLE PID CONVENCIONAL E GPC ADAPTATIVO APLICADOS EM UM ROBÔ MANIPULADOR PLANAR Data: 28/01/2016 Hora: 08:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento e implementação do controlador preditivo generalizado (GPC) adaptativo e do controlador proporcional integral derivativo (PID) convencional, em um robô manipulador planar de dois graus de liberdade (2 GDL) composto por um elo rotacional e outro prismático. O elo rotacional possui como estrutura um ramo extenso de alumínio em perfil U, possuindo como atuador um motor-redutor de corrente contínua, e como sensoriamento um potenciômetro de dez voltas, que atua como transdutor de posição angular. O elo prismático é constituído por um cilindro pneumático de dupla ação com haste passante, fixado no interior do elo rotacional, possuindo como atuador uma válvula eletropneumática proporcional de cinco vias e três posições e como sensoriamento uma régua potenciométrica, que atua como transdutor de posição linear. A obtenção do modelo matemático representativo do robô se dará através do estimador dos mínimos quadrados recursivos (MQR). São apresentados resultados experimentais dos modelos estimados e respostas do sistema sob ação dos controladores projetados.

2015
Descrição
CRISTIAN ADOLFO MODELAGEM NUMÉRICA DE TANQUES DE ARMAZENAMENTO TÉRMICO APLICADA A SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO POR ADSORÇÃO Data: 04/12/2015 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A preocupação ambiental e a busca por utilização de recursos renováveis e mais econômicos vêm incentivando o desenvolvimento de novos modelos de condicionadores de ar. Um modelo alternativo ao mais empregado atualmente é o ar condicionado por adsorção, que dispensa o uso de compressores de vapor e precisa de uma fonte fria e uma fonte quente para seu funcionamento, podendo esta última ser resíduo térmico ou energia solar. O fato de a energia solar variar ao longo do dia e entre dias, no entanto, implica na adoção de sistemas de armazenamento de calor e na utilização de uma fonte auxiliar de energia, que devem ser devidamente estudados e dimensionados para que o aproveitamento da energia solar seja o maior possível. Esta dissertação apresenta o desenvolvimento do software SimAds, que simula através de rotinas numéricas o aquecimento dos módulos de adsorção durante a fase de regeneração. Os resultados obtidos através do SimAds serviram de condições de contorno para a análise do escoamento dentro do tanque de estocagem de água quente de um sistema de ar condicionado por adsorção. Este estudo foi conduzido numericamente utilizando o método dos volumes finitos, tendo a modelagem físico-matemática do problema validada pelo estudo de tanque de estocagem térmica realizado por S. Ievers (2009). Os resultados da simulação mostraram que o nível de estratificação térmica do tanque apresenta melhores resultados no período das 14 às 17 h, se mantendo em patamares menos favoráveis durante o restante do dia. A fração da energia consumida pelo circuito de água quente do ar condicionado suprida pelos coletores solares foi encontrada de 70%. A principal conclusão aponta que a alteração de altura das entradas do tanque pode melhorar o desempenho térmico do mesmo, principalmente em problemas em que há mais de uma entrada de água quente e com temperatura transiente.
JACQUES COUSTEAU DA SILVA BORGES ESTUDO E DESENVOLVIMENTO DE UM TRANSDUTOR DE TORQUE PARA EIXOS ROTATIVOS POR MEIO DE SENSORES DE EFEITO HALL Data: 27/11/2015 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O presente trabalho visa realizar medições das deformações em eixos em rotação sujeitos a esforços de torção. Medir e controlar o torque em sistemas rotativos é essencial, para prevenir rupturas, danos, desgastes e demais avarias que a máquina possa sofrer devido ao torque excessivo em determinado eixo. Contudo, realizar essa medição em plena operação da máquina/sistema não é uma tarefa simples, devido principalmente à necessidade de se extrair informações sob eixo em rotação. Atualmente, são utilizados sistemas que devem ser eletricamente alimentados, e seus dados adquiridos, seja por anéis coletores, transformadores ou sistemas de telemetria. Assim, neste trabalho é proposto o uso de ímãs de acoplados ao eixo e um sistema de medição de campo magnético com sensores de efeito hall. O movimento relativo entre os ímãs devido a deformação decorrente da torção, irão aumentar ou reduzir a intensidade do campo magnético. Ao medir a intensidade desse campo resultante, será possível determinar a deformação radial do eixo. O sistema de aquisição conta com interface computacional desenvolvida em Labview. Foram realizados ensaios estáticos e dinâmicos, em laboratório com o intuito de se validar a técnica desenvolvida e comparar o instrumento desenvolvido com técnicas já difundidas no ambiente industrial. Os resultados mostraram a eficiência da técnica e apontam para as aplicações deste torquímetro dinâmico por efeito Hall.
BRUNO VINICIUS DE MENEZES BARROS EFEITO DA CONTRAPRESSÃO E DO RESFRIAMENTO DA TURBINA NO DESEMPENHO DE UM MOTOR DIESEL OTTOLIZADO PARA GÁS NATURAL Data: 04/11/2015 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O valor do kWh, no horário de pico, no Brasil, pode ser até nove vezes maior do que aquele cobrado, fora do dito período, estimulando a indústria, shopping centers, hotéis, etc. a fazerem uso de grupos geradores. Tais grupos são, em geral, compostos por motores a diesel e gerador elétrico. O lado negativo destes motores advém da larga poluição ambiental que produzem. Por sua vez, o Gás Natural, graças ao seu elevado poder calorífico e pela baixa contaminação, quando queimado, é considerado um combustível nobre, alternativo ao diesel. Assim, o uso de motores Diesel turbinados, convertidos para o ciclo Otto, pode reduzir significativamente a poluição ambiental. Nessa conversão, um dos aspectos observados é a influência da contrapressão causada pelo sistema de exaustão dos gases de escape, que contribui para o aumento da temperatura da turbina do motor convertido. O presente trabalho analisa os efeitos da substituição do coletor de escape original por outro, de curvas mais suaves, como também o resfriamento da turbina, no desempenho de um motor Perkins turboalimentado, modelo 1104C-44TAG2, ottolizado para gás natural. Os testes foram realizados com os dois coletores de escape, em operações com e sem refrigeração (por ventilação) da turbina e do coletor. A cada teste, eram avaliados: a potência máxima de operação, a temperatura dos gases de escape e o consumo do motor, em função da contrapressão do sistema de exaustão. Tais testes foram realizados, com o auxílio de um dinamômetro hidráulico, e os resultados mostraram que, de fato, houve uma redução da contrapressão, com a substituição do coletor. No entanto, o motor Perkins ottolizado respondeu, de forma semelhante, para os dois coletores, no que diz respeito à potência máxima alcançada, variando somente devido aos efeitos provocados com e sem resfriamento da turbina e do coletor. Deve-se observar, todavia, que a limitação no valor da potência deveu-se às temperaturas alcançadas pela turbina, de aproximadamente 660 °C. Assim, com resfriamento da turbina, o motor atingiu potências mais elevadas. Verificou-se, ainda, que a modificação do coletor contribuiu para a redução do consumo do motor. Palavras-chave: Motor Diesel Turboalimentado; Ottolização; Contrapressão; Desempenho; Coletor de Escape.
AMANDA GUERRA DE ARAUJO CRUZ SISTEMA HÍBRIDO PARA DIAGNÓSTICO DE FALHAS EM MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS COM BASE NO MÉTODO VIBRACIONAL, CORRENTE DE ARMADURA E LÓGICA FUZZY Data: 26/10/2015 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O motor de indução trifásico é o principal meio de conversão eletromecânica existente, estando presente em praticamente todos os processos industriais. Devido à sua importância, é fundamental que estes equipamentos tenham uma correta manutenção preditiva, evitando perda de produção e acidentes operacionais em caso de falhas inesperadas. Diante deste cenário vários pesquisadores têm realizado estudos para detecção de falhas incipientes. Quanto ao método sensor utilizado, as técnicas mais comuns estão relacionadas a medição dos níveis de vibração utilizando acelerômetros e medição de sinais elétricos do motor. A escolha da técnica envolve fatores como a invasividade, tipo de acionamento do motor e a sensibilidade à falha. A proposta deste trabalho envolve o desenvolvimento de um sistema híbrido que utilize dados coletados por sensores de vibração e de corrente para detecção de falhas incipientes em motores de indução trifásicos de maneira mais precoce e eficiente. Os sinais de corrente e de vibração foram processados no domínio da frequência pela transformada de Fourier e através da análise multiresolução, servindo como entrada para sistemas de lógica Fuzzy, permitindo que se aumente a eficiência na detecção da falha em relação às técnicas individuais. Foi investigada a falha de desbalanceamento em uma bancada com o motor acoplado a uma hélice e barras quebradas em outra bancada com motor de corrente contínua acoplado para aplicar a carga, sendo escolhidos os melhores métodos em cada caso. O sistema foi desenvolvido no software Matlab e foi validado através de diagnósticos corretos para ambas as falhas, sendo capaz de detectar a falha de desbalanceamento tanto na hélice quanto no eixo e de barras quebradas em diferentes condições de carga.
Alexander Patrick Chaves de Sena DIAGNÓSTICO DE AVARIAS EM TRANSMISSÃO POR ENGRENAGENS BASEADO NA CORRENTE DO MOTOR DE INDUÇÃO E ENTROPIA WAVELET Data: 05/10/2015 Hora: 09:20 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Neste trabalho e proposta uma estrategia para deteccao e classificacao de avarias em uma transmissao por engrenagens utilizando-se sinais de corrente medidos nos terminais de um motor de inducao. As avarias de dente quebrado e desgaste superficial se caracterizam por alteracoes em conjuntos especificos de frequencias que estao relacionados com as rotacoes do motor e do engrenamento. A decomposicao dos sinais a partir da Transformada Wavelet Packet (WPT) tornou possivel a avaliacao das bandas de frequencias caracteristicas das avarias pela analise espectral e pelo calculo da entropia. Na primeira etapa foram utilizados os padroes espectrais de vibracao para constatacao, comprovacao e fundamentacao dos efeitos causados pelas avarias nos espectros da corrente estatorica representada pela tecnica da Abordagem Estendida do Vetor de Park (EPVA). A proposicao de padroes entropicos de detalhes wavelet se apresentou como fonte de informacao confiavel das limitacoes da analise espectral para a quantificacao dos efeitos transitorios das avarias nos componentes de frequencias do engrenamento nos sinais de EPVA. Na segunda etapa os padroes entropicos foram utilizados como entradas de um sistema de inferencia fuzzy, tornando possivel uma classificacao satisfatoria dos niveis de severidade do desgaste superficial e da condicao de dente quebrado. Os resultados obtidos apresentaram um elevado indice de acertos do sistema fuzzy, confirmando a eficiencia da estrategia como tecnica alternativa para o diagnostico das avarias introduzidas no engrenamento.
MAURA MICHAELA DELLABIANCA ARAUJO ESTUDO TERMODINÂMICO E ECONÔMICO DE SISTEMAS PARA COGERAÇÃO DISTRIBUÍDA EM CAMPUS UNIVERSITÁRIO Orientador : CARLOS ANTONIO CABRAL DOS SANTOS Data: 04/09/2015 Hora: 09:00 Mostrar Resumo O objetivo do trabalho é o desenvolvimento de uma metodologia para a síntese de sistemas de geração distribuída, baseados em cogeração e trigeração, para o atendimento energético de consumidores caracterizados por cargas elétricas e térmicas pulverizadas ao longo de extensas áreas, marcados pela não possibilidade de comercialização de excedentes energéticos gerado. Estas características são específicas dos campi universitários das autarquias públicas brasileiras e que são marcadas ainda por um consumo de energia centralizado na climatização dos ambientes. xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
ANTONIO WILTON ARAUJO CAVALCANTE ANÁLISE ENERGÉTICA E EXERGÉTICA DE UM SISTEMA DE ALTO DESEMPENHO DE UM GRUPO: MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA A GÁS NATURAL ALTERNADOR SÍNCRONO Data: 31/08/2015 Hora: 18:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um Sistema de Alto Desempenho (SAD). O projeto desenvolvido apresenta tres arranjos em que e analisado o desempenho em quantidade e qualidade energetica para um grupo motor gerador (GMG) de 100 KVA inserido nos arranjos. Para cada estudo, os comportamentos dos fluxos de energia sao distintos, o que possibilitara analisar a melhor estrutura do SAD. As unidades que constituem o projeto sao um subsistema de refrigeracao por absorcao agua-amonia, um recuperador de calor e uma usina de producao de biodiesel. Foram realizados ensaios com esses subsistemas individualmente caracterizando-os como sistemas de cogeracao. Posteriormente, foram integrados todos em um so sistema, sendo entao classificado como sistema de trigeracao. Esse trabalho tambem analisa o comportamento das cargas eletricas por analisador de energia e analise termica por camera termografica.
MARCEU OLIVEIRA ADISSI ESTUDO E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMA DE MONITORAMENTO DA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM MOTORES ELÉTRICOS NA INDÚSTRIA Data: 31/08/2015 Hora: 14:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Este trabalho de tese contribui no desenvolvimento de métodos não invasivos de estimação da eficiência energética, do torque, da velocidade em motores elétricos com maior exatidão. Foi desenvolvido um sistema embarcado para monitoramento em tempo real de diversos parâmetros mecânicos e elétricos de motores de indução trifásicos, utilizando uma rede de sensores sem fio baseada no padrão IEEE 802.15.4 para se comunicar. O nó servidor disponibiliza as informações de diversos motores na rede de computadores, e na estação base os dados são armazenados e visualizados online. A fim de desenvolver o método a ser utilizado para estimação das grandezas, foram pesquisados os principais métodos existentes. O método a partir do torque no entreferro foi considerado o mais adequado às necessidades devido à sua exatidão e baixa invasividade. Foi desenvolvida uma bancada de torque controlável para realizar o estudo experimental e verificar a exatidão e repetitividade dos métodos de estimação utilizados em condições constantes e dinâmicas de carga. O sistema embarcado foi instalado em motores de grande porte do sistema produtivo de uma indústria da região (Guaraves Alimentos LTDA). A partir dos resultados experimentais em laboratório e de campo verificou-se a eficácia do sistema embarcado, com elevado grau de exatidão e confiabilidade das grandezas estimadas. O trabalho resultou na formação de um produto de elevada relevância técnica e científica, podendo funcionar como uma importante ferramenta em tomada de decisões em ambientes industriais com o intuito de se mitigar o desperdício de energia e de eventos de falhas operacionais.
CARLOS ALBERTO NOBREGA SOBRINHO ESTUDO COMPARATIVO DE TÉCNICAS PARA DIAGNÓSTICOS DE FALHAS EM MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS Data: 31/08/2015 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Os motores eletricos sao responsaveis por 95% da fonte primaria de movimento das nacoes industrializadas. Desses, 90% sao motores de inducao trifasicos (MIT), estando presentes em praticamente todos os setores industriais. Devido a sua importancia no setor produtivo, existe a necessidade que os mesmos sejam devidamente monitorados evitando interrupcoes na producao e desastres operacionais. Nesse trabalho foram realizados estudos para diagnosticos de falhas comuns em motores de inducao trifasicos visando aplicacao industrial. As diferentes tecnicas de sensoriamento foram utilizadas e o desempenho de cada metodo foi analisado. Um sistema embarcado foi desenvolvido com o intuito de se viabilizar as aplicacoes em campo, cuja instalacao pode ser realizada de forma nao invasiva e as informacoes podem ser obtidas em tempo real. A Transformada Rapida de Fourier (FFT) e as tecnicas de processamento wavelet serao utilizadas como ferramentas matematicas no tratamento dos dados. Em primeiro momento, as analises das falhas forma feitas de forma off-line, fazendo uso de placas de aquisicao de dados e um posterior tratamento das informacoes. Em um segundo momento, foi desenvolvido o sistema embarcado que faz um monitoramento automatico (online) da evolucao da avaria, que recebe o sinal de corrente do motor e, utilizando processamento local, faz a analise espectral do sinal identificando falhas incipientes. Esses dados ficam disponiveis (off-line e on-line) por comunicacao com ou sem fios. Para a implementacao do sistema embarcado, os algoritmos foram ajustados de modo a respeitar as restricoes de recursos do hardware embarcado. Atraves de desenvolvimento teorico e experimental, varias tecnicas foram utilizadas e comparadas com o objetivo de se realizar um diagnostico completo de avaria de MIT. Os resultados experimentais corroboram com os teoricos e foi realizado um estudo aprofundado dos metodos do estado da arte e novas abordagens foram realizadas.
ANDRÉ FELLIPE CAVALCANTE SILVA DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE UMA MÃO ROBÓTICA ACIONADA POR ATUADORES DE LIGA COM MEMÓRIA DE FORMA Data: 28/08/2015 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Este trabalho está fundamentado em estudos que comprovam o grande índice de rejeição por parte de pessoas amputadas ao utilizarem próteses de membros superiores devido a problemas diversos, tais como: peso, ruído elevado e falta de antropomorfismo. Nesse contexto, neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de uma mão robótica cujo acionamento é realizado por atuadores não convencionais, constituídos de fios de uma Liga com Memória de Forma (LMF). A estrutura mecânica da mão robótica foi projetada em programa computacional CAD e posteriormente fabricada em polímero ABS por meio de prototipagem rápida usando uma impressora tridimensional. O projeto foi concebido parcialmente com base nas características fisiológicas da mão humana, no que diz respeito principalmente aos ângulos formados pelas falanges dos dedos. Foi desenvolvido um sistema mecânico para acondicionar os fios finos de uma LMF de Ni-Ti de forma compacta denominado neste trabalho por Músculo Artificial (MA) o que facilitou a compactação dos fios de LMF. A atuação dos dedos ocorre pela ativação dos MA que estão conectados a cabos dispostos na parte inferior da estrutura dos dedos, os quais, ao serem ativados, realizam o movimento de flexão. O retorno de cada falange, ou seja, movimento de extensão dos dedos, ocorre de forma passiva. Foram instalados na parte superior das falanges elementos elásticos que são responsáveis por este movimento. Para monitorar os ângulos formados por cada falange foi utilizado um sensor do tipo resistivo que fica inserido dentro das falanges, variando sua resistência elétrica de acordo com a variação dos ângulos. Somado a este sistema, foi desenvolvido um controlador baseado em lógica fuzzy que se mostrou eficiente no monitoramento da posição dos dedos da mão robótica. Verificou-se que o desempenho da mão robótica pode ser considerado adequado, pois conseguiu atingir parcialmente os ângulos desejados de projeto.
DHIEGO LUIZ DE ANDRADE VELOSO ANÁLISE DA CONVECÇÃO FORÇADA LAMINAR EM DUTOS CIRCULARES SUBMETIDOS AOS EFEITOS DA CONDUÇÃO AXIAL E DA RADIAÇÃO Data: 12/08/2015 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Com o grande avanço tecnológico experimentado pela humanidade torna-se providencial um conhecimento aprofundado sobre os processos reais de transferência de calor, bem como surge uma necessidade de analisá-los quantitativamente. No presente trabalho estuda-se a transferência de calor na convecção forçada laminar na região de entrada térmica de um tubo circular considerando os efeitos de condução axial no fluido e de radiação, uma vez que em baixos números de Peclet desempenham um papel importante nos problemas de transferência de calor e sua omissão oferece um erro apreciável na computação da taxa de transferência de calor. Na primeira parte deste trabalho considera-se um escoamento tipo pistão, cuja solução analítica exata foi discutida. Na segunda parte do trabalho considera-se um escoamento no modelo lei de potência, apresentando uma proposta de solução analítica aproximada e uma solução numérica, bem como a comparação entre as duas soluções. Neste trabalho utiliza-se o método híbrido numéricoanalítico denominado Técnica de Transformada Integral Generalizada (GITT) para resolver a equação da energia. O campo de temperatura e o número de Nusselt local são avaliados para vários valores do número de Peclet e uma condição de contorno do primeiro tipo. Os resultados, apresentados na forma de tabelas e gráficos, permitem analisar a influência que o número de Peclet e o índice lei de potência exercem no perfil de temperatura e no número de Nusselt. Os resultados obtidos neste trabalho se apresentam em total concordância com as literaturas científicas.
BRUNO ALESSANDRO SILVA GUEDES DE LIMA REVESTIMENTOS COM MATERIAIS QUAISICRISTALINOS VIA ASPERSÃO TÉRMICA: CARACTERIZAÇÃO TRIBOLÓGICA E MICROESTRUTURAL Data: 27/07/2015 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Pelas excelentes propriedades que apresentam, os quasicristais vem se mostrando otimos protetores de superficies metalicas e seu estudo como revestimentos superficiais vem crescendo cada vez mais. Neste trabalho aspergimos quasicristais pelos metodos LVOF e HVOF, em substratos de Aco 1020, cobre e aluminio. Em algumas amostras, um intermetalico de Cu9Al4 foi aspergido entre o substrato e o revestimento quasicristalino, para tentar melhorar a aderencia do revestimento ao substrato e proteger os revestimentos quasicristalinos de contaminacoes. Os revestimentos foram caracterizados pela tecnica de DRX, microscopia otica e MEV. Foi feito o estudo de micro e nanodureza nos revestimentos aspergidos. Por ultimo, foi realizado um estudo tribologico nos revestimentos, para se avaliar o comportamento de atrito, desgaste das camadas e aderencia entre elas e os substratos. Estes resultados darao base para o uso desses materiais em pecas e equipamentos utilizados nas industrias. As camadas obtidas por LVOF mostraram um alto grau de oxidacao e uma aderencia ruim com o substrato. Os revestimentos obtidos por HVOF mostraram uma elevada microdureza, com valores entre 600 e 800HV. Os valores de nanodureza e modulo de elasticidade encontrados nos revestimentos estao de acordo com os valores encontrados na literatura. Pelo ensaio de risco com ponta esferica de 800μm, a carga critica dos riscos foi de 20N, para todas as amostras com excecao da amostra Al-Qc. Nao houve descolamento em relacao aos substratos, dos revestimentos com 100μm de espessura e os resultados dos ensaios de risco foram os mesmos, independentemente da sua natureza, indicando que, para uma espessura de 100μm, os revestimentos quasicristalinos se comportam como um material macico, facilitando a protecao das interfaces. Atraves dos ensaios de simulacao, pudemos ver que, para revestimentos com espessuras de 100μm, as interfaces nao sofreram deformacoes plasticas. Os resultados de simulacao confirmaram que, para uma espessura de 100μm, os revestimentos se comportam como um material macico, independente da natureza do substrato.
JOAB SOBREIRA DE ANDRADE MEDIÇÃO E ANÁLISE DE PLANEZA DE SUPERFÍCIES METROLÓGICAS USANDO NÍVEL ELETRÔNICO E OS MÉTODOS DE MOODY E MALHA RETANGULAR Data: 23/07/2015 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo As mesas metrológicas são extremamente importantes na engenharia, pois elas servem de referência primária na medição e na inspeção de peças. Tais superfícies devem estar devidamente calibradas para que se garanta alto grau de qualidade nas medições e testes de inspeção. A planeza é a característica metrológica utilizada para avaliar o grau de exatidão das mesas desempeno. Há diversas normas que tratam sobre planeza de superfícies metrológicas e estabelecem limites de tolerância ou graus de exatidão em função das dimensões das mesas desempeno. O objetivo deste estudo foi determinar a planeza e consequentemente o grau de exatidão de duas mesas metrológicas utilizadas como mesas de referência em pesquisas realizadas no Laboratório de Engenharia de Precisão (LEP) da UFPB, em acordo com a norma ISO 8512. Um nível eletrônico de precisão foi utilizado para medir as inclinações das mesas metrológicas, utilizando os já conhecidos e difundidos métodos de Moody e de grade retangular. O Optical Analysis Software calculou todos os desvios de planeza, exibindo-os em forma de gráfico isométrico e em quadro de valores numéricos. Os erros de fechamento calculados mostram alta qualidade na aquisição de dados de medição, pois os valores apresentados em todos os testes satisfazem a recomendação do fabricante do nível eletrônico, ou seja, os erros de fechamento não excederam 90% do pico máximo (maximum peak). Portanto, os resultados de planeza obtidos estão validados do ponto de vista da qualidade metrológica. Os resultados apontaram que a mesas metrológicas avaliadas pertencem ao grau de exatidão 0, segundo a norma ISO 8512. Esta classificação é muito importante na análise e determinação de incerteza e rastreabilidade, uma vez que as mesas metrológicas servem de referência primária na obtenção de medidas e análise de tolerâncias de peças de engenharia. Adicionalmente, um sistema computacional desenvolvido para a determinação da planeza foi utilizado a fim de avaliar sua capacidade como uma alternativa de sistema para análise de dados e determinação da planeza. Seus resultados mostraram-se satisfatórios, apresentando valores confiáveis.
PEDRO GRANVILLE GONCALVES ESTUDO TEÓRICO E EXPERIMENTAL DE UM ANALISADOR DE MISTURAS PELA POLARIZAÇÃO DIPOLAR Data: 17/07/2015 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Em muitos processos de fabricação, o teor de água de um produto é diretamente relacionado com sua qualidade. Este trabalho apresenta um medidor de teor de misturas líquidas constituídas de líquidos homogêneos binários em que pelos menos um dos componentes é material dipolar, baseado na medida da capacitância e do campo térmico da mesma. Foi desenvolvida uma bancada experimental capaz de determinar o teor alcoólico de misturas constituídas de água destilada e álcool etílico. Para realização deste trabalho foram utilizadas amostras de álcool etílico hidratado combustível (AEHC), com frações volumétricas de 1.01, 2.04, 3.09 e 4.16% de água destilada, e álcool etílico anidro (AEA) grau PA. As misturas foram caracterizadas pelo método de referência, densímetro eletrônico. O teor da mistura é obtido a partir de uma função matemática correlacionada com as medidas de capacitância e grau alcoólico de referência. Os resultados de mistura obtidos experimentalmente mostram uma excelente aproximação com o método de referência (densímetro eletrônico). O controle de temperatura é realizado utilizando um circuito de transdução de temperatura e módulos termoelétricos em conjunto com um controlador PID para manter a temperatura do sistema bem determinada. O sistema de controle de temperatura foi capaz de manter a temperatura da amostra com precisão de milésimo de grau.
WALTER MACÊDO LINS FIALHO ENSAIO NÃO DESTRUTIVO BASEADO EM MEDIDAS DE CAMPO MAGNÉTICO PARA ACOMPANHAMENTO DA FORMAÇÃO DA FASE SIGMA EM UM AÇO INOXIDÁVEL DUPLEX Data: 18/06/2015 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Os aços inoxidáveis duplex (AID) se caracterizam por apresentarem boa resistência mecânica e à corrosão. Contudo, quando submetidos a processos de fabricação que impõe ao material ciclos térmicos com temperaturas acima de 600 oC, ocorre surgimento de fases fragilizantes que comprometem a sua tenacidade e resistência à corrosão. Entre essas fases destaca-se a presença da fase σ, rica em cromo e de elevada dureza. Neste trabalho buscou-se desenvolver uma técnica de acompanhamento da formação da fase σ. Ela se baseou no estudo da interação entre microestrutura de um aço inoxidável duplex e a densidade de linha de campo. Amostras com diferentes quantidades de fase σ foram obtidas pelo envelhecimento nas temperaturas de 800ºC e 900ºC. Estas foram caracterizadas por microscopia ótica e eletrônica de varredura, ensaios de dureza, testes de impacto e difração de Raios X. O percentual volumétrico dessa fase foi determinado por difração de raios X e processamento de imagem. As medidas de campo foram realizadas com um sensor de efeito Hall. Os resultados mostram que o surgimento da fase σ reduziu o valor da permeabilidade magnética do material, devido suas propriedades magnéticas e que medidas de permeabilidade magnéticas, bem como do campo magnético resultante podem ser utilizados para acompanhamento de sua formação. Os estudos comprovam ser a técnica eficaz para monitoramento da fragilização de aço inox duplex.
IEVERTON CAIANDRE ANDRADE BRITO EFEITO DOS PARÂMETROS DE SOLIDIFICAÇÃO SOB PRESSÃO NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DAS LIGAS COM MEMÓRIA DE FORMA Cu-Al-Be E Cu-Al-Be-Nb-Ni Data: 08/05/2015 Hora: 09:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Fundição é a rota de processamento mais viável de se transformar matéria prima em componentes industriais. No entanto, uma das grandes desvantagens tanto presentes nos processos convencionais quanto nas técnicas mais sofisticadas é a presença de defeitos como porosidades, trincas, rechupes, etc. Para se reduzir ou eliminar os defeitos de fundição, utiliza-se o processo squeeze casting, no qual o metal líquido é vazado em um molde permanente e sofre uma compressão até que esteja totalmente solidificado. As altas pressões aplicadas no processo permitem a redução no grau de microssegregação, aumento no refinamento de grão, diminuição da porosidade e aumento da densidade. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a influência do processo squeeze casting nas propriedades mecânicas, microestrutura e densidade das ligas dotadas do efeito memória de forma CuAlBe e CuAlBeNbNi. Lingotes em diversas condições de processamento foram elaborados por squeeze casting, utilizando-se de um forno de resistência elétrica e uma prensa hidráulica semiautomática. Por fim, as amostras foram caracterizadas através de ensaios de microdureza, dureza, ensaio estático de tração, quantificação da densidade e microscopia óptica. Foi possível constatar que a variação de pressão aplicada, influencia positivamente na microestrutura e, consequentemente, na resistência à tração, enquanto a densidade, a microdureza e a dureza não são alteradas. O aquecimento do molde promove um refino de grão e uma diminuição considerável na deformação à ruptura da liga estudada.Verifica-se ainda, uma forte influência da concentração de Nb e dos tratamentos térmicos de homogeneização na microestrutura e propriedades mecânicas das ligas CuAlBe.
THAYZA PACHECO DOS SANTOS BARROS ESTUDO DE DUREZA E DE PROPRIEDADES SUPERFICIAIS DO COMPÓSITO EPÓXI/QUASICRISTAL Data: 09/04/2015 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Os quasicristais são materiais com propriedades únicas, tais como, alta dureza, baixa energia superficial, baixo coeficiente de atrito, etc. Devido a sua alta dureza e consequente fragilidade, o uso dos quasicristais torna-se limitado a revestimentos e em materiais compósitos. Este trabalho consiste no estudo de dureza e de propriedades superficiais do compósito formado pela matriz epoxídica e o reforço quasicristalino. A liga quasicristalina Al59,2Cu25,5Fe12,3B3 foi obtida via fusão e transformada em pó manualmente. Em seguida a mesma foi moída através de moagem de alta energia de modo a diminuir o tamanho de partícula. Após a moagem o pó de QC foi adicionado na matriz polimérica em proporções volumétricas de 1, 10, 20 e 30% onde a comparação das propriedades foi realizada entre os compósitos e a resina epóxi pura. Para a caracterização do pó quasicristalino, utilizou-se as técnicas de Difração de Raio-X (DRX), Análise Granulométrica e Microscopia Eletrônica de Varredura(MEV), já para o compósito foram utilizadas as técnicas de Análise Termogravimétrica, Ensaio de Dureza Shore D, Análise de Ângulo de Contato e MEV. Através da medida do ângulo de contato foi possível a realização dos cálculos de energia de superfície e trabalho de adesão entre os constituintes. Através deste trabalho conclui-se que foi possível a obtenção do compósito QC/Epóxi com maior dureza e ainda assim, mantendo suas características superficiais.
ALEXSANDRO JOSÉ VIRGINIO DOS SANTOS ANÁLISE E TRATAMENTO DE SINAIS DE VISÃO PARA ORIENTAÇÃO DE ROBÔS AUTÔNOMOS Data: 31/03/2015 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O uso de veiculos nao tripulados tem sido difundido nas areas de seguranca, exploracao ambiental e industria em geral, podendo ser teleoperados ou autonomos. Ha ainda sistemas hibridos, em que o veiculo e tele-operado, porem dotado de algoritmos inteligentes que orientam o operador e tomam decisoes em situacoes mais criticas. A partir de sensores, instalados no veiculo ou inseridos no proprio ambiente, o veiculo faz um levantamento do espaco de interesse (grandezas fisicas do local) e concatena as informacoes numa base de dados. Uma unidade de processamento reestrutura os dados para que sejam usados pelo veiculo em forma de um mapa do ambiente. Uma vez conhecido o ambiente, o sistema de processamento e controle do veiculo deve ser capaz de comandar este para qualquer posicao desejada. Muitos autores tem estudado a cinematica e a dinamica dos veiculos tracionados por esteira, havendo um concenso de que o modelo cinematico pode ser simplificado para a maioria das analises; da mesma forma, o modelo dinamico acaba sendo bastante simplificado devido a sua complexidade e incertezas, inviabilizando o uso de modelos que se aproximem ao comportamento real. Grande parte dos trabalhos que utilizam veiculos tracionados por esteiras aproximam o modelo cinematico a um veiculo de rodas com acionamento diferencial. Neste trabalho foi proposta uma abordagem pouco convencional, em que o modelo cinematico e tratado como um corpo flexivel. Baseia-se no fato de que, em um movimento curvilineo, ha um ponto de contato equivalente a um veiculo de rodas a um dado instante. O modelo dinamico proposto neste trabalho inclui a forca de arrasto lateral que as esteiras provocam em movimentos curvilineos, considerando suas nao-linearidades, bem como o forte acoplamento entre as esteiras. Ainda como contribuicao deste trabalho, apresenta-se a implementacao de um sistema de controle capaz de identificar as caracteristicas de aderencia do solo e realizar estrategias de controle para o veiculo a partir da interacao esteira/solo.
EUDES GONZAGA DE ARAUJO Análise de Controle de Força Usando Servomecanismo Eletropneumático Data: 31/03/2015 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Neste trabalho apresenta-se os projetos e resultados obtidos através de simulações e ensaios experimentais de controladores convencionais P, PI e PID implementado por computador pessoal aplicado em um servomecanismo eletropneumático para controle de força. O sistema é constituído por um cilindro pneumático de dupla ação, sendo este responsável pela aplicação da força sobre um subsistema mecânico constituído por uma mola helicoidal, representando o meio de trabalho. A válvula eletropneumática proporcional de vazão, sendo o elemento de controle da vazão de ar comprimido a ser liberada para o cilindro pneumático que resulta na aplicação da força controlada; uma célula de carga converte a força aplicada pelo cilindro sobre o meio em sinal elétrico. O sinal de controle a ser aplicado na válvula eletropneumática proporcional de vazão é proveniente de uma placa de entrada e saída de sinais instalada no computador, sendo esta comandada por um algoritmo implementado no ambiente computacional LabVIEW®, no qual os referidos controladores estão inseridos. O modelo matemático representativo do servomecanismo foi obtido aplicando-se a técnica de identificação paramétrica Box-Jenkins (BJ) da qual resulta uma família de quatro modelos, dos quais um é escolhido para representar o sistema. O ajuste dos controladores é feito utilizando-se a técnica do ganho crítico de Ziegler e Nichols, de modo que a resposta do sistema atenda as especificações de desempenho impostas ao mesmo. Resultados simulados e experimentais do sistema são apresentados sob ação dos controladores inseridos, que são analisados de acordo com a teoria pertinente ao estudo dos controladores convencionais; verifica-se então que o controlador PID é o mais adequado para utilização no respectivo servomecanismo.
BRENO HENRIQUE DA SILVA ANDRADE PROPRIEDADES DAS LIGAS Cu-Al-Be-Nb-Ni MODIFICADAS COM A ADIÇÃO DE Cr Data: 27/02/2015 Hora: 09:15 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Neste trabalho avaliou-se a influência da adição do elemento Cr nas propriedades da liga com efeito memória de forma Cu-11,8Al-0,60Be-0,50Nb-0,27Ni (% em peso), onde foram realizadas quatro ligas com as seguintes adições de cromo: 0,3%, 0,7%, 1,0% e 1,3% (% em peso). As ligas foram elaboradas em um forno de indução sob atmosfera ambiente, em seguida, os lingotes foram homogeneizados por 12 horas a uma temperatura de 850ºC e resfriados lentamente no próprio forno. As amostras e corpos de prova foram obtidos por usinagem via eletroerosão a fio, caracterizadas via microscopia óptica para análise da microestrutura e tamanho de grão, e analisadas via calorimetria diferencial de varredura (DSC) para determinação das temperaturas de transformação de fase. As propriedades mecânicas foram avaliadas com os ensaios de tração estático e dureza.
FRANCISCO JOSÉ ARAUJO MELO CARACTERIZAÇÃO DE ROTORES ADSORTIVOS PARA COMPOSIÇÃO DE SISTEMAS DE CLIMATIZAÇÃO POR ADSORÇÃO Data: 26/02/2015 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo No presente trabalho foram caracterizados dois tipos de rotores adsortivos, um de efeito ativo e outro de efeito passivo, conhecidos respectivamente como rotor dessecante e rotor entálpico. Esses equipamentos são usados para compor os sistemas de climatização por adsorção como meio de promover a desumidificação do ar usando o fenômeno da adsorção que ocorre em suas matrizes adsortivas. Esse fenômeno envolve tanto a transferência de massa quanto a de calor, seus ciclos são definidos por dois processos que ocorrem simultaneamente, a adsorção e a dessorção. No estudo, a caracterização se resume em avaliar os equipamentos em diferentes condições de trabalho tendo como principal objetivo alcançar a melhor desumidificação do ar usando a menor quantidade de energia possível. Durante os procedimentos foram usadas baixas vazões de ar definidas em três categorias: a vazão de processo, que é a corrente de ar a ser tratada, ou seja, desumidificada, a vazão de regeneração, que é a corrente de ar que em contra fluxo no rotor dessecante com a vazão de processo servirá como meio de manter o ciclo adsortivo sempre realizando as trocas de calor e massa, e a vazão de retorno, que em contra fluxo no rotor entálpico servirá também como meio de promover a desumidificação do ar de processo. Nas vazões de regeneração foram avaliados os efeitos de baixas temperaturas de aquecimento e em ambos os rotores foram avaliados os efeitos de diferentes rotações. Foram realizados também, procedimentos com o intuito de verificar a possibilidade de o rotor entálpico trabalhar como rotor dessecante. Os resultados desse trabalho contribuíram significativamente para que os sistemas de climatização por adsorção seja tido cada vez como uma alternativa viável à substituição da refrigeração convencional.
GABRIEL DE SA TELES E LIMA COMPORTAMENTO DA MATRIZ ALCALINAMENTE ATIVADA REFORÇADA COM FIBRA DE SISAL SOBRE ENSAIO DE CHAMA DIRETA Data: 25/02/2015 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O objetivo deste estudo é avaliar as potenciais aplicações de placas desenvolvidas a partir de uma matriz geopolimérica a base de metacaulinita e reforçadas com fibra natural. O compósito foi avaliado como uma barreira potencial para prevenir incêndios propagação de gases tóxicos. No programa as placas (200x200 mm) foram desenvolvidas com em um layout com três espessuras diferentes (5mm, 10 mm, 15mm). As amostras foram curadas num forno a 100 ° C durante 24 h. Cada placa foi submetida a um ensaio de chama direta (2500°C) até que o termopar localizado na face não exposta à chama atingisse 140°C. O histórico de temperatura avaliado por imagem térmica. Em seguida, as placas foram submetidas à mesma chama direta por 35min para avaliar a integridade das placas sob condições extremas. Foram retiradas amostras dos compósitos para análises posteriores. As amostras foram cortadas e impregnadas a vácuo e polidas, e em seguida, submetidas à Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A composição das amostras se deu por meio de DRX, Análise Diferencia Térmica (DTA) e Termogravimetria (TG). As imagens feitas no MEV mostram algum grau de preservação das fibras, bem como mudanças razoáveis na matriz perto do ponto incidente da chama direta. Os resultados mostram que o compósito pode resistir a chama direta por 35 minutos sem interrupção de sua estrutura, bem como, sem gerar fumaça ou propagação de fogo. Exceção é feita para as placas 5 milímetros em que o dano estrutural significativo foi observado sem nenhuma chama ou fogo de propagação.
SAMUEL DE OLIVEIRA CARACTERIZAÇÃO E DESENVOLVIMENTO DE UM ATUADOR DE FORÇA UTILIZANDO MATERIAL DE MEMÓRIA DE FORMA Data: 02/02/2015 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Neste trabalho apresenta-se um projeto experimental de um sistema de controle de força e de posição utilizando, como atuador, uma mola helicoidal de Liga de Memória de Forma (LMF), constituída de ligas de Ni-Ti, em uma mesa de fuso adaptada. Um controlador, em malha fechada, baseado em Lógica Fuzzy foi modelado para controlar a força exercida pela mola, a qual é manipulada através da temperatura da mola. Neste trabalho, a temperatura de mola foi controlada através de uma corrente elétrica, que produz geração de calor através do efeito Joule. Uma mola restauradora foi utilizada para fazer a mola de memória de forma restaurar o sistema à sua posição original. Para alimentar a mola de memória de forma utilizou-se uma fonte de corrente continua controlada, cujo valor dessa corrente determina a força aplicada desejada a qual foi medida com uma célula de carga e a posição através de uma câmera conectada a um computador. As características da mola de memória de forma foram determinadas a partir de abordagem convencional para molas helicoidais de tração, e em seguida caracterizada, através de calorimetria diferencial de varredura (DSC). O controlador Fuzzy foi modelado no ambiente LabVIEW instalado em um computador equipado com um sistema de aquisição de dados. Os resultados experimentais foram obtidos em ensaios realizados na bancada de teste, com a mola de liga de memoria de forma com e sem treinamento.
LESSO BENEDITO DOS SANTOS ANÁLISE E DESENVOLVIMENTO DE TÉCNICA E CONTROLE ELETRÔNICO NA UTILIZAÇÃO CONJUNTA DE BIODIESEL - GNV EM MOTORES DO CICLO DIESEL Data: 30/01/2015 Hora: 09:15 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um sistema de controle de fluxo para o uso simultâneo de óleo Diesel/biodiesel e gás natural veicular, mantendo a potência original do motor que utiliza como combustível original (óleo diesel). O sistema de controle proposto enfoca a utilização da eletrônica na instrumentação do processo proporcionando um sistema dual-fuel (biodiesel-GNV) mantendo a mesma potência do combustível original. O projeto trata da confecção de uma placa de aquisição do tempo de acionamento dos eletroinjetores do combustível original óleo Diesel, as quais proporciona dados de entrada para cálculos do tempo de acionamento dos eletroinjetores do GNV. Este trabalho descreve a placa controladora do sistema dual-fuel, composta por microcontrolador, relés, chaveamento de portas de entrada/saída do microcontrolador da serie PIC18F4520. Além disso, explica como a placa de acionamentos dos eletroinjetores do óleo Diesel são controlados e acionados. Apresenta a Confecção da placa comutadora do combustível original para o sistema de combustível, biodiesel-GNV, que é acionada pelo operador do veiculo ou operador do motor diesel-GNV. Faz uma análise da potencia e torque do motor como também uma analise dos gases do escapamento do motor MWM 4.07 TCE.
DIEGO VILAR DA SILVA INFLUÊNCIA DE PARÂMETROS OPERACIONAIS NA MICROESTRUTURA E PROPRIEDADES MECÂNICAS DE LIGAS DILUÍDAS DO SISTEMA Al-Zn SOLIDIFICADAS ATRAVÉS DO PROCESSO SQUEEZE CASTING Data: 05/01/2015 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O processo squeeze casting é um processo de fundição, no qual o metal vazado no estado liquido, é solidificado sob pressão dentro de um molde metálico fechado por um punção. Em geral componentes fabricadas por squeeze casting possuem granulação fina, excelente acabamento de superfície e quase livre de porosidade, os mesmo podem ser de diferentes tamanhos e formatos, as propriedades mecânicas são aumentadas significantemente, em comparação ao método tradicional de fundição e, além disso, peças fabricadas por squeeze casting possuem soldabilidade superior e são aptas a tratamentos térmicos, e finalmente em comparação com a fundição comum peças fabricadas por squeeze casting são formadas em uma só operação com um menor consumo de energia. O objetivo deste trabalho é analisar a influencia da pressão assim como do teor de zinco das ligas no espaçamento dendrítico secundário, na microdureza e no limite de resistência à tração, e correlacionar as microestruturas com as propriedades mecânicas e com os parâmetros de processo. Para tal foram utilizadas as composições Al-Zn 1%, Al-Zn 3% e Al-Zn 5% em massa, solidificadas com o processo squeeze casting usando as pressões 50 MPa, 100 MPa e 150 MPa, com o tempo de prensagem de 5 segundos, assim como para o caso onde não há pressão externa. Os resultados obtidos estão dispostos e comentados em uma série de gráficos correlacionando as variáveis do processo. A análise dos gráficos mostra os efeitos que a pressão exerce nas propriedades estudadas.

2014
Descrição
MAGNO JOSE GOMES DA SILVA CONTROLE ADAPTATIVO APLICADO A UM SISTEMA DE BOMBEAMENTO DE ÁGUA VISANDO A REDUÇÃO DAS PERDAS DE ENERGIA ELÉTRICA E ÁGUA Data: 29/12/2014 Hora: 14:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A presente tese tem como objetivo o projeto de um controlador adaptativo, para o modelamento e controle em tempo real de um sistema de bombeamento de água por meio do uso simultâneo de válvulas de controle e conversor de frequência utilizado no acionamento de um conjunto motor-bomba, visando reduzir o consumo de água e energia elétrica. Foi desenvolvido um protótipo do sistema de bombeamento de água composto de dois ramais, com o intuito de modelar e identificar parametricamente o conjunto motor-bomba assim como, projetar e implementar controladores adaptativos de Variância Mínima Generalizados (GMV) auto ajustáveis. O controlador atuou na determinação da velocidade de rotação do motor e no ângulo de abertura da válvula de controle. A metodologia consistiu em um estudo teórico e experimental considerando-se que os ramais operam de forma acoplada. Um estudo foi realizado objetivando-se definir a estrutura de modelo para a bancada experimental - números de polos, zeros e de atrasos. Uma vez conhecida e validada a estrutura de modelo, foi obtido o modelo matemático representativo da bancada experimental cujos parâmetros são estimados em tempo real pelo método dos mínimos quadrados recursivo (MQR), em função de entradas impostas ao conversor de frequência e nas válvulas, como também de saídas nos ramais considerando que o sistema é acoplado. Os controladores adaptativos (GMV) auto ajustáveis foram projetados e implementados visando o controle da pressão nos ramais, utilizando no cálculo da lei de controle os parâmetros identificados a cada instante de amostragem, considerando-os como dois sistemas MIMO (multiple-input multiple-output). Os resultados são apresentados para o sistema operando na forma desacoplada e acoplada, sob a ação do controlador projetado para vários valores de referência.
NAYANA LOBO MAIA ANÁLISE ENERGÉTICA E EXERGÉTICA DE UMA BOMBA DE CALOR PARA DESUMIDIFICAÇÃO E AQUECIMENTO DO AR Data: 22/12/2014 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A bomba de calor é uma máquina frigorífica com diversas aplicações nos setores comercial, industrial e residencial. A bomba de calor é constituída basicamente por cinco componentes: compressor, condensador, dispositivo de expansão, evaporador e ventilador. Foi desenvolvida para este trabalho uma bomba de calor cuja finalidade é a desumidificação e o aquecimento do ar a temperaturas moderadas para a secagem de produtos termossensíveis. Para o estudo da bomba de calor em questão, foi desenvolvida uma modelagem termodinâmica baseada na Lei da Conservação da Massa e Primeira e Segunda Leis da Termodinâmica. Foram instalados instrumentos de medições para obter experimentalmente os dados necessários para a análise energética e exergética. Os experimentos ocorreram em dias alternados entre os meses de agosto e novembro de 2014. Foi selecionado o experimento que melhor representou os processos de desumificação e aquecimento do ar por apresentar uma eficiência isentrópica adequada de 93%. Desenvolveu-se um código computacional no software Engineering Equation Solver 9.0 (EES 9.0) para a simulação do estudo. Os resultados obtidos via EES, através da solução de um sistema de equações, foram vazão mássica (ar e água condensada), taxas de transferência de calor, COP, taxas de geração de entropia, taxas de irreversibilidades e variação de exergia. Foi verificado que o sistema da bomba de calor é tecnicamente viável e fornece resultados bastante satisfatórios: ar aquecido a temperatura de 51,7ºC e desumidificado a umidade relativa de 18,5%.
ANRAFEL SILVA MEIRA IDENTIFICAÇÃO NÃO LINEAR DE UM MANIPULADOR ELETROMECÂNICO DE DOIS GRAUS DE LIBERDADE Data: 12/12/2014 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Este trabalho apresenta a modelagem matemática não linear para um manipulador eletromecânico de três graus de liberdade (3GDL). O manipulador é composto por três juntas rotativas e três elos nomeados de elo 1, elo 2 e elo 3. O deslocamento total do elo 1 é de 180° e do elo 2 é de 110°, sendo cada um desses elos comandado por um motor de corrente contínua, enquanto o elo 3 tem o seu movimento comandado por um sistema mecânico que sempre o mantém na posição horizontal. O processor de identificação partiu do modelo auto-regressivo com entradas exógenas NARX (Nonlinear Autoregressive Model with Exogenous Variables) para múltiplas entradas e múltiplas saídas MIMO (Multiples Inputs and Multiplex Outputs), utilizando o método da taxa de redução de erro ERR (Error Reduction Rate), determinaram-se modelos não lineares acoplados, não lineares desacoplados e lineares desacoplados para o elo 1 e elo 2 do manipulador. O estimador dos Mínimos Quadrados Recursivos (MQR) é utilizado para a estimação dos parâmetros do modelo representativo dos elos do robô manipulador. E as eficiências dos modelos obtidos são verificadas e comparadas.
JOAO PEREIRA LEITE TÉCNICA NÃO DESTRUTIVA PARA ANÁLISE DA INTERAÇÃO DE LINHAS DE CAMPO MAGNÉTICO E MATERIAL Data: 04/12/2014 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O uso de materiais ferromagnéticos como o aço tem sido abundante na fabricação de produtos e equipamentos devido às suas propriedades magnéticas, que gera uma interação entre eles e os campos magnéticos aplicados. Essa interação tem sido estudada para o desenvolvimento de Ensaios Não Destrutivos (END) utilizados na detecção de trincas, heterogeneidades, grau de deformação e acompanhamento da precipitação de fases desejáveis e/ou indesejáveis em materiais. Neste trabalho foi desenvolvida uma técnica END baseada na aplicação de campos magnéticos na região de reversibilidade magnética dos materiais. Foram comparados um aço SAE 1045 e uma liga de alumínio ASTM 6261, sendo eles classificados como ferromagnético e paramagnético, respectivamente. Buscou-se o conhecimento de como as variáveis geometria e textura metalográfica poderiam interferir nas respostas de campo magnético induzido (B) nestes materiais. Determinaram-se os valores de H e espessuras ideais, as equações que relacionam geometria, espessura e formato das amostras e se havia anisotropia magnética rotacionando as amostras. A técnica se mostrou promissora, tendo ambos os materiais interagido com o campo magnético aplicado por se trabalhar em uma região de magnetização comum aos dois materiais, a região de reversibilidade magnética. O método se mostrou sensível à textura metalográfica, sendo promissora para a determinação da direção de melhor magnetização em materiais para fins elétricos. A geometria das amostras influenciou no valor de campo magnético induzido, sendo necessária a realização de correções matemáticas para a comparação de materiais de diferentes formatos, espessuras e tamanhos. Para o aço SAE 1045 ocorreu anisotropia magnética em virtude da existência de textura metalográfica proveniente do processo de fabricação por laminação do aço. Para o alumínio ASTM 6261 não ocorreu anisotropia magnética em virtude da inexistência de textura metalográfica.
ROBSON ANDRADE DE LIMA INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS OPERACIONAIS NA MACROESTRUTURA E PROPRIEDADES MECÂNICAS DE LIGAS DO SISTEMA AL - ZN SOLIDIFICADAS ATRAVÉS DO PROCESSO SQUEEZE CASTING Data: 21/11/2014 Hora: 09:10 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O processo Squeeze Casting é um processo de fundição, no qual o metal vazado no estado liquido é solidificado sob pressão dentro de uma coquilha metálica fechada por um punção. É uma técnica econômica e relativamente simples, possuindo grande potencial para automatização e altas taxas de produção. O produto é de alta qualidade e geralmente, tem a forma final. Atualmente, componentes de ligas de alumínio, cobre, magnésio, ferro fundido, aços inoxidáveis e de superligas à base de níquel são facilmente fabricados por squeeze casting, para o nosso trabalho a liga estudada para esse processo foi a liga de Alumínio Zinco. O objetivo deste trabalho foi analisar a influência dos parâmetros operacionais como pressão e tempo de prensagem na correlação entre macroestrutura de solidificação e propriedades mecânicas de ligas diluídas de Al-Zn, através do processo Squeeze Casting, utilizou neste trabalho ligas de Al-1%Zn; Al-3%Zn e Al-5%Zn, além de pressões de 50, 100 e 150 MPa, bem como a solidificação sem pressão, com tempo de prensagem de 5 s. Os resultados obtidos mostram a macroestrutura, ensaio de tração e dureza. O estudo da macroestrutura e propriedades dessas ligas mostra a eficácia desse processo no refino de grão e melhora as propriedades mecânicas das ligas estudadas.
TEREZINHA DE JESUS CARVALHO DE OLIVEIRA MODELAGEM DO COMPORTAMENTO VIBRATÓRIO DE ARQUIBANCADAS TEMPORÁRIAS METÁLICAS DEVIDO À PRESENÇA DE ESPECTADORES Data: 31/10/2014 Hora: 10:20 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Estudos têm demonstrado que a presença de pessoas gera modificações no comportamento dinâmico das estruturas em virtude do acréscimo de massa e da capacidade que o corpo humano possui de absorver energia, justificando a representação do corpo humano por modelos tipo massa-mola-amortecedor. Nas situações em que a massa das pessoas é significativa em relação à massa da estrutura, como é o caso das arquibancadas temporárias, o efeito torna-se mais acentuado. Essas estruturas têm menor rigidez na direção lateral, justificando o objetivo da presente pesquisa de investigar para esta direção o efeito que a presença de pessoas provoca em uma arquibancada temporária. Para o desenvolvimento da pesquisa, um protótipo de arquibancada com capacidade aproximada para 100 pessoas foi montada em laboratório e testes modais foram realizados com a estrutura vazia e parcialmente ocupada por pessoas. Modelos em elementos finitos (EF) foram desenvolvidos no software Ansys. Dados experimentais e resultados do modelo em EF da arquibancada com 5, 8 e 12 pessoas sentadas e em pé foram correlacionados para ajustar um modelo biodinâmico representando espectadores sentados e m pé. Um modelo biodinâmico de um grau de liberdade (1GDL) foi proposto em pesquisa já realizada, sendo adaptado para as condições das pessoas na arquibancada. Análises transientes utilizando o Ansys também foram realizadas para ajustar o coeficiente de amortecimento dos modelos biodinâmicos. Definidos os modelos biodinâmicos, investigações sobre as propriedades de vibração da estrutura quando foi gradualmente ocupada por estes modelos, foram realizadas. Os resultados demonstram mudanças significativas nas frequências naturais da estrutura quando ocupada por pessoas sentadas e em pé, quando comparadas com as frequências naturais da arquibancada vazia. Estas situações demonstram a importância de se considerar o efeito da presença de pessoas sentadas e em pé em arquibancadas temporárias e sua representação através de modelos biodinâmicos.
GABRIELA JORDÃO LYRA ANÁLISE DE MÉTODOS PARA ESTIMAÇÃO DE VELOCIDADE DE ROTAÇÃO EM EIXOS DE MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS Data: 24/10/2014 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O motor de indução trifásico (MIT) é o principal sistema de conversão eletromecânica existente, presente em praticamente todos os processos industriais. Devido a sua versatilidade e razoável baixo custo, a utilização de inversores de frequência combinados com os MIT, praticamente, substituíram os motores de corrente contínua em sistemas que necessitam de variação de velocidade angular. Para o controle de malha fechada em MIT, sem a utilização de sensores de velocidade (sensorless), é fundamental que se estime a velocidade no eixo com alta exatidão e com tempo de resposta satisfatório. O trabalho proposto visa analisar diferentes métodos que podem ser empregados para estimação na velocidade no eixo sensorless, denominados de acordo com o seu princípio fundamental, são eles: método pela harmônicas das ranhuras, pelo torque no entreferro e pela emissão acústica. Sendo o primeiro citado, o método não-invasivo mais conhecido no estado arte, o segundo, desenvolvido recentemente em laboratório e o terceiro, exposto aqui pela primeira vez. Todos os métodos são comparados com um instrumento de referência para medida de velocidade (tacômetro). A fim de se obter a validação das técnicas empregadas foi construída uma bancada de testes experimentais composta basicamente por um motor de indução trifásico, torquímetro e motor de corrente contínua utilizado como gerador (para impor carga variável ao eixo). O principal objetivo do estudo é comparar os métodos para diversas situações de velocidade e carga, tendo também como base o grau de invasividade e exatidão de cada método. Para o desenvolvimento e análise da técnica pela harmônicas das ranhuras e da emissão acústica, foi realizada uma análise espectral pela Transformada de Fourier do sinal da corrente e do som, respectivamente. Usou-se para este estudo ferramentas computacionais como o LABVIEW e MATLAB. Depois de extensos ensaios experimentais, os métodos foram validados e obteve-se conclusões sobre diferentes aspectos de cada técnica analisada.
SANDRA HELENA FERNANDES NICOLAU EFEITO DA ZONA INTERFACIAL NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS, FÍSICAS E MICROESTRUTURAIS DE COMPÓSITOS CONTENDO RESÍDUOS DE CONCRETO Data: 25/09/2014 Hora: 10:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A indústria da construção civil consome elevada quantidade de recursos naturais e de energia, além de gerar grande volume de resíduos. Apesar de contribuir para o desenvolvimento sócio e econômico do país, suas atividades causam sérios danos ambientais, o que tem despertado o interesse de diversos pesquisadores e ambientalistas. Uma das forças motrizes para este interesse é a possibilidade de aplicação dos resíduos de construção e demolição (RCD), como agregados reciclados na produção de compósitos cimentícios. Nesse contexto, destacam-se os agregados reciclados de concreto os quais são constituídos pelo agregado e uma camada de argamassa antiga aderida, gerando compósitos com microestrutura mais complexa. Desta forma, este trabalho tem por objetivo analisar a influência zona de transição interfacial nas propriedades mecânicas, físicas e microestruturais de concretos reciclados. Foram utilizados agregados graúdos reciclados provenientes da Unidade de Beneficiamento de resíduos de construção e demolição do município de João Pessoa (USIBEN). Foram produzidos compósitos com cimento Portland de alta resistência inicial, relação água/cimento 0,60 e 100% de substituição dos agregados graúdos naturais pelos agregados graúdos reciclados. Os agregados foram impregnados com um aditivo acelerador de pega. As propriedades avaliadas foram resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral, absorção de água, índice de vazios e microestrutura. As características microestruturais foram analisadas mediante técnicas de fluorescência de raios X, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e análises termodiferenciais. Os resultados indicam que argamassa aderida ao agregado reciclado reduziu a massa específica e aumentou a absorção de água destes materiais. Além disso, o acelerador de pega proporcionou uma melhoria no mecanismo de interface da zona de transição do concreto reciclado, diminuindo a absorção e aumentando a resistência à compressão e à tração por compressão diametral.
JEFERSON MACK SOUZA DE OLIVEIRA SOLIDIFICAÇÃO DO SULFATO DE CÁLCIO DIHIDRATADO OBTIDO POR COMINUIÇÃO MECÂNICA Data: 15/09/2014 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O gesso é produzido a partir do mineral gipsita, composto basicamente do sulfato de cálcio dihidratado (CaSO4.2H2O). O grande interesse pela gipsita é atribuído a sua característica de desidratar, através de calcinação e reidratar, apresentando a propriedade de perder e recuperar a água de cristalização. Após a solidificação da pasta, o sulfato de cálcio dihidratado volta a apresentar as características semelhantes ao minério que lhe originou (gipsita) de maneira que para obter novamente o sulfato de cálcio hemidratado, é necessário desidratá-lo. O aumento da sua utilização tem agravado a questão ambiental provocada pela grande quantidade de resíduos gerados, que não podem ser depositados em aterros, pois em ambientes úmidos, com baixo pH e na presença de bactérias redutoras de sulfatos, condições presentes em aterros sanitários e lixões, pode formar gás sulfídrico (H2S), que possui odor característico de ovo podre, sendo tóxico e inflamável. A legislação brasileira classificava o resíduo de gesso como material para o qual ainda não se tinha tecnologia para sua reciclagem (classe C), sendo que a partir de 2011 o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) mudou esta classificação para material cujo resíduo pode ser reciclado para outras destinações (classe B). Este trabalho tem como objetivo estudar os mecanismos de solidificação de pastas de sulfato de cálcio como ferramenta para melhorar a compreensão das tecnologias de reciclagem do gesso. Um programa experimental foi desenvolvido para avaliar os efeitos da cominuição das partículas nos mecanismos de solidificação e nas propriedades mecânicas e microestruturais. A morfologia dos cristais foi avaliada por meio de microscopia eletrônica de varredura. Parâmetros da estrutura do cristal foram determinados através de difracção de raios-x e propriedades mecânicas por meio de resistência à compressão e à flexão. Os resultados sugerem uma relação entre os mecanismos de solidificação, o tamanho dos grãos, e as propriedades mecânicas.
HELEN RAMALHO DE FARIAS PINTO ESTUDO DE COPRODUTOS DA PRODUÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEL Data: 02/09/2014 Hora: 08:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo A biomassa tem atraído muita atenção por se tratar de uma fonte de energia renovável. O emprego de semente de algodão (Gossypium hirsutum L.) e da mandioca para a produção de biocombustível (biodiesel e etanol) se apresenta como uma alternativa promissora em virtude da produção de seus frutos serem de cultivos perenes e pelo potencial de biomassa disponível. O teor de óleo da semente de algodão usada na obtenção do biodiesel atinge em média de 25% de rendimento. O biodiesel é um combustível limpo, pois é biodegradável, não é tóxico e reduz as emissões de poluentes atmosféricos. Neste experimento o teor de óleo médio encontrado na semente de algodão integral foi 23%, no caroço de algodão, sem línter foi 37% e na torta de algodão, sem línter 12%. Já o coproduto da raiz de mandioca possui baixo teor de óleo (média 1,3%) e elevado conteúdo em carboidrato (média 75%). A mandioca largamente cultivada no território brasileiro para alimentação animal e a variedade mais cultivada é Manihot esculenta Crantz. As propriedades físico-químicas do óleo de algodão apresentaram os seus índices dentro dos padrões técnicos, os quais foram: índice de acidez em ácido oléico (com 0,17mg NaOH/g), de peróxido (10 meq/kg de óleo) e de iodo (com 103 g/100 g). A torta proveniente da extração do óleo de algodão passou nos testes bromatológicos, estando os resultados dentro dos padrões analíticos: Carboidratos (50%), Proteína bruta (24%), Matéria mineral (4%) e Extrato etéreo (12%). Partindo da extração do óleo do algodão foi obtido o farelo (coproduto) e após processo de transesterificação alcalina o biodiesel etílico, que originou o coproduto glicerina. Na produção da mistura alimentar (ração concentrada) incorporando os coprodutos desta pesquisa, certos aspectos foram considerados quanto a composição química dos alimentos e as exigências nutricionais de cada categoria animal, além dos efeitos antinutricionais do gossipol e do ácido cianídrico. Os coprodutos gerados dos processamentos utilizando a semente de algodão, a mandioca e o biodiesel serviram para compor as 14 formulações de misturas alimentícias (ração concentrada) para suínos, aves, caprinos, ovinos e bovinos (novilhos, bezerros e vacas lactantes), com valores nutricionais protéicos e calóricos. Os resultados bromatológicos dos coprodutos, aliados as exigências nutricionais de cada animal entraram nos cálculos da composição da mistura alimentícia. Os cálculos de energia metabolizável e energia digestível dos alimentos foram realizados, para indicar as reais necessidades de cada plantel. Outros ingredientes foram incorporados nas misturas para o fechamento dos cálculos de macros e micros nutrientes das composições alimentares para animal. A mistura elaborada foi aplicada em bovinos (matriz lactante) num período de 45 dias em ambiente semi-confinado, numa proporção volumoso:concentrado no nível de 63:37, com cerca de 20 % de proteína. Na avaliação experimental se obteve aumento de 20 % na produção de leite e melhorias no desempenho físico da carcaça dos animais. Não houve avaliação por ganho de peso animal (GDP) por não haver disponibilidade do equipamento de aferição da massa corporal.
JOSÉ JARBSON SALUSTIANO DOS PASSOS ANÁLISE DA ESTABILIDADE ESTÁTICA E DINÂMICA DE VIGAS PELO MÉTODO DOS ELEMENTOS DE CONTORNO Data: 29/08/2014 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Neste trabalho são apresentadas análises estática e dinâmica de vigas, utilizando o Método dos Elementos de Contorno (MEC). A superestrutura é modelada para duas famílias de estruturas reticuladas (pórtico plano, pórtico espacial) e representações algébricas específicas são desenvolvidos para esse fim. Nos casos pertinentes, os efeitos de flexão (segundo as teorias de Euler-Bernoulli e Timoshenko), de torção (segundo as hipóteses de Saint Venant), são devidamente explorados assim como as formas explícitas das matrizes de influência de deslocamentos, de esforços e o vetor de forças de volume. Um enfoque especial é dado para o problema de interação solo-estrutura em regime estático. Nesse caso a superestrutura (pórtico espacial) é modelada pelo MEC e o solo (admitido como um sólido elástico semi-infinito) é representado por equações integrais e sistematizado algebricamente, também, pelo MEC. Então, os sistemas algébricos da superestrutura e do solo são compatibilizados permitindo assim a análise da interação Solo-estrutura. As barras de seção abertas de paredes finas incorporando o modelo de flexotorção de Vlasov também recebem uma atenção especial, de forma que uma formulação direta do MEC para a análise estática e vibratória é estabelecida. Assim, aqui são propostas as equações integrais, soluções fundamentais e representações algébricas, que incorporam todos os campos secundários (forças, momentos e bi-momentos) e os campos primários (deslocamentos, rotações, empenamentos). No caso do problema de vibração, as representações integrais e algébricas são deduzidas para os problemas bi-acoplados (seções monossimétricas) e tri-acoplados (seções não-simétricas).
HAMILTON SOARES DA SILVA ESTUDO PARA OTIMIZAÇÃO DO ALGORITMO NON-LOCAL MEANS VISANDO APLICAÇÕES EM TEMPO REAL Data: 25/07/2014 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O propósito deste trabalho é estudar o algoritmo non-local means(NLM) e propor técnicas para otimizar e implementar o referido algoritmo visando sua aplicação em tempo real. Ao todo são sugeridas duas alternativas de implementação. A primeira trata do desenvolvimento de uma placa aceleradora para computadores que possuam Barramento PCI, contendo um hardware especializado que implementa o Filtro NLM. A segunda implementação utiliza o ambiente densamente multiprocessado GPU, existente nas controladoras de vídeo. As duas propostas aceleraram significativamente o algoritmo NLM, mantendo a mesma qualidade visual das implementações tradicionais em software, tornando possível sua utilização em tempo real. A filtragem de ruídos é uma área importante para o processamento digital de imagens, sendo cada vez mais utilizada devido as melhorias dos novos equipamentos de captação, e o consequente aumento da resolução da imagem, que favorece o aparecimento dessas perturbações. Ela é amplamente estudada nos campos de tratamento de imagens, visão computacional e manutenção preditiva de subestações elétricas, motores, pneus, instalações prediais, tubos e conexões, focando em reduzir os ruídos sem que se remova os detalhes da imagem original. Várias abordagens foram propostas para filtragem de ruídos, uma delas é o método não-local, chamado de Non-Local Means (NLM), que não só utiliza as informações locais, mas a imagem inteira, destaca-se como o estado da arte, porém, há um problema neste método, que é a sua alta complexidade computacional, que o torna praticamente inviável de ser utilizado em aplicações em tempo real, até mesmo para imagens pequenas.
SAULO MORETTI ARAÚJO DUARTE CARACTERIZAÇÃO DO AÇO AISI 8630M AMANTEIGADO COM O ARAME ER80S D2 PELO PROCESSO DE SOLDAGEM MAG Data: 24/07/2014 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo As novas descobertas petrolíferas em águas profundas sugerem novos desafios à área técnica, relacionados às propriedades mecânica e metalúrgica dos materiais utilizados na indústria de petróleo e gás. Neste trabalho, propôs-se caracterizar as variações microestruturais das regiões na junta soldada, decorrentes do amanteigamento do aço AISI 8630 modificado, com ER80S-D2 pelo processo de soldagem MAG. Na metodologia empregada, o metal de base foi previamente submetido a um tratamento térmico de têmpera e revenido, seguido de amanteigamento. Na sequência a amostra foi dividido em duas partes. Uma foi submetida a um tratamento térmico de alívio de tensões e a outra foi mantida, sem tratamento térmico posterior, para comparação. Neste trabalho, foram realizados ensaios de dureza e microdureza, bem como a análise microestrutural por microscopia ótica e eletrônica de varredura. Através dos resultados, foi constatado que o tratamento térmico de alívio de tensões produziu um perfil de dureza compatível com as normas de materiais para ambientes contendo H2S do setor de petróleo e gás. A região entre a ZF e a ZTA apresentou uma transição uniforme sem a presença de zonas parcialmente diluídas. Esta região de transição apresentou aumento de dureza, provavelmente devido à formação de precipitados, contudo, a microdureza e a dureza manteve-se dentro dos limites estabelecidos pelas normas aplicadas em áreas de extração de óleo e gás pela indústria do petróleo.
FABRICIO JOSE NOBREGA CAVALCANTE INFLUÊNCIA DO HIDROGÊNIO NA TENACIDADE QUASE ESTÁTICA DE UMA JUNTA SOLDADA DISSIMILAR CONSTITUIDA DE AÇO AISI 8630M AMANTEIGADO COM ER80S-D2 Data: 17/07/2014 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O constante crescimento da utilização de aços estruturais vem sendo estudado por pesquisadores e empresas em aplicações subaquáticas com a utilização de uniões soldadas com aços dissimilares. Para a aplicação desse tipo de junta neste tipo de ambiente, utilizasse de sistemas de proteção catódica, a qual promove a liberação de íons hidrogênio favorecendo o aparecimento de fraturas inesperadas nos materiais. No estudo, foram fabricadas juntas do aço AISI 8630M previamente amanteigado com o eletrodo AWS ER80S-D2 (liga de aço baixo carbono) para a avaliação. Foram realizados ensaios de dureza e microdureza com e sem tratamento térmico para alívio de tensões, ensaio de tração do metal de base e do metal de solda, e a determinação da tenacidade à fratura do metal de base e da junta soldada com e sem a presença de hidrogênio, determinando e comparando a tenacidade à fratura, através do parâmetro CTOD. Os resultados mostraram que o material amanteigado apresentou redução na dureza e microdureza quando foi tratado termicamente, com maior intensidade na região da zona afetada pelo calor além de apresentar uma melhor uniformidade nos resultados. Para a soldagem final, a energia de soldagem, utilizada na união da junta dissimilar, não alterou as propriedades do material amanteigado. Os resultados de CTOD, indicaram uma redução da tenacidade à fratura do metal de base em 25% e da junta soldada em 11%. As análises fractográficas, mostraram que, apesar da influência do hidrogênio, os micromecanismos das fraturas, apresentaram-se de forma geral ductil.
JOSE GONCALVES DE ALMEIDA ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DO HIDROGÊNIO NA TENACIDADE QUASE ESTÁTICA DE JUNTAS SOLDADAS DE AÇOS ARBL Data: 16/07/2014 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O presente trabalho analisou a influencia do hidrogênio na tenacidade quase estática de uma junta soldada dissimilar constituída dos metais de base aços AISI 8630M e ASTM A36, classificados como aços ARBL (Alta Resistência e Baixa Liga). Como metal de adição utilizou-se o arame AWS ERNiCrMo-3 (comercialmente conhecido como INCONEL 625) tanto no amanteigamento da chapa de aço 8630M, quanto no enchimento da solda. Trata-se de uma junta soldada similar a junta AISI 8630M-Inconel 625-API X65, bastante utilizada no setor petrolífero que, por ter apresentado na última década algumas fraturas por trincamento circunferencial, vem sendo mundialmente estudada com o intuito de se identificar as causas e soluções mais seguras para sua aplicação. Como parâmetro de tenacidade à fratura estudou-se o deslocamento de abertura da ponta da trinca, do inglês CTOD (Crack Top Open Displecement), utilizando-se espécimes tipo SE(B) submetido à flexão em três pontos. Os ensaios foram realizados ao ar após pré- dopagem por hidrogênio catódico em água do mar sintética a 0ºC, tendo como principais referencias as Normas ISO 12135: 2002 e ISO 15653: 2010. Os resultados apresentaram uma significativa susceptibilidade do aço 8630M ao hidrogênio retido, apresentando uma queda na tenacidade (CTOD) em torno de 25%. Por sua vez, a junta soldada dissimilar além de apresentar valores de CTOD duas vezes superior ao do metal de base (aço 8630M), nas condições com e sem hidrogenação, praticamente não apresentou susceptibilidade ao hidrogênio retido em sua microestrutura.
FAGNER BARBOSA FERRAZ ANÁLISE DE DESEMPENHO DE UM MOTOR DIESEL TURBOALIMENTADO OTTOLIZADO PARA GÁS NATURAL Data: 30/06/2014 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Um grande número de empresas nacionais faz uso de grupos geradores a diesel como opção à eletricidade fornecida pela concessionária local. O emprego de grupos geradores é comum durante as horas de pico, que no Brasil, ocorrem entre as 17 e 22 h. Tais aparatos, juntamente com os motores veiculares a diesel têm contribuído para o grande aumento da poluição ambiental, uma vez que a queima deste combustível se faz com grande emissão de particulados, de NOx e de SOx. O gás natural é considerado uma alternativa ao uso do diesel por possuir um alto poder calorífico, queima limpa, e adequada octanagem para o ciclo Otto. O presente trabalho trata da análise de desempenho de um motor Perkins turboalimentado, a diesel, modelo 1104C-44TA, convertido para funcionar apenas com gás natural, identificando ainda, os fatores limitadores de potência nestes tipos de motores. Considerando a importância da taxa de compressão no processo de ottolização, o motor convertido foi avaliado sob a influência de três diferentes taxas: 7,6:1; 8,7:1 e 12,3:1. Para tanto, foram selecionados avanços de ignição que ao interagir com a mistura próxima da estequiométrica garantisse ao funcionamento do motor as melhores condições de desempenho, para cada taxa de compressão escolhida. Os ensaios foram feitos com o auxílio de um dinamômetro hidráulico e os resultados obtidos evidenciaram que, na prática, tais parâmetros não são suficientes para se assegurar os melhores desempenhos em um motor diesel ottolizado. Foi observado um aumento consubstancial na temperatura dos gases de exaustão e na turbina, em virtude da ampliação do volume dos gases de escapamento com relação àquele observado no motor original, com prejuízos para a eficiência e a própria vida útil do motor. Verificou-se, através das análises energéticas, que a taxa de compressão de 8,7:1 permitiu ao motor seu melhor desempenho, com relação à outras experimentadas. Como esperado, o motor operando na taxa de 7,6:1 produziu as mais elevadas temperaturas dos gases de exaustão. Com respeito às emissões gasosas, o motor convertido com taxa de compressão de 12,3:1 emitiu o maior nível de NOx e o menor nível de hidrocarbonetos não queimados.
SUÊRDA BEZERRA ALVES ESTUDO TEÓRICO E EXPERIMENTAL DO PROCESSO DE SECAGEM DO ABACATE (Persia Americana Mill) Data: 28/03/2014 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O abacate é um fruto conhecido pelo seu alto teor lipídico contido em sua polpa e como a maioria dos produtos agrícolas apresenta também um alto teor de umidade em sua composição. A secagem do abacate é importante, uma vez que é realizado o aproveitamento do fruto, para a obtenção de um produto de maior valor agregado como, por exemplo, o óleo que serve de matéria prima para a produção do biodiesel. Esta pesquisa foi desenvolvida com o objetivo de contribuir com o estudo teórico e experimental do processo de secagem por convecção a ar quente, para o abacate in natura, através de análises experimentais, modelos matemáticos reportados na literatura e incremento de novas equações. Para o processo de secagem foi utilizado um secador convectivo, operando nas temperaturas na faixa de temperatura de (40,50, 60 e 70)ºC. A geometria das amostras e a vazão do ar de secagem foram consideradas constantes. Para as isoterma de desorção foi utilizado uma faixa de temperatura entre (40, 50, 60, 70, 80 e 90)ºC. A validação dos modelos utilizados nesta pesquisa foi realizada através do Método dos Mínimos Quadrados, de posse dos dados experimentais das cinéticas e das isotermas de desorção do abacate in natura. Os resultados experimentais da cinética de secagem foram expressos por modelos que predizem a perda de umidade através do coeficiente convectivo de massa e a difusividade efetiva de massa. A perda de massa na superfície do abacate foi expressa pela Lei de resfriamento de Newton, enquanto que a interna foi expressa pelos modelos empíricos representados por Page, Page Modificado, Lewis, Handerson e Pabis, Handerson e Pabis Modificado, Exponencial de dois termos e Logaritmico. Para as isotermas de dessorção os resultados experimentais foram demonstrados através de modelos que predizem a umidade de equilíbrio obtida experimentalmente em relação à atividade de água pré-estabelecida. A isoterma de desorção do abacate in natura foi expressa pelos modelos empiricos de Copace e Sigma-copace. Foram ainda desenvolvidos novos modelos matemáticos por polinômios de segundo grau para representar à cinética e a isoterma do abacate in natura.
ELIDA FERNANDA XAVIER JULIO CONTROLE INTELIGENTE DE UM SISTEMA DE USINAGEM ACIONADO POR MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO Data: 27/03/2014 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Neste trabalho, é apresentada uma estratégia de controle para controlar a posição e a velocidade de avanço da mesa de uma máquina fresadora acionada por motor de indução trifásico, na usinagem de peças constituídas por diferentes tipos de materiais: aço, latão e nylon. No desenvolvimento da estratégia de controle, aplicou-se a técnica de controle vetorial para o acionamento de máquinas de indução trifásicas. A estimação do conjugado eletromagnético do motor foi utilizada para a determinação da velocidade de avanço na usinagem de cada tipo de material. O controle de velocidade foi desenvolvido usando a lógica fuzzy modelo Takagi-Sugeno e a estimação do conjugado eletromagnético usandose a rede neural do tipo algoritmo LMS. O motor de indução foi alimentado por meio de um hardware inversor de tensão trifásica, acionado através de um processador digital de sinais. Esse processador foi programado para gerar a modulação por largura de pulso, realizar a aquisição dos sinais de tensão, corrente e posição, e implementar a estratégia de controle do sistema. Resultados simulados e experimentais são apresentados.
TASSIO ALESSANDRO BORGES DA SILVA O GERADOR TÉRMICO COMO ANALISADOR DE PROPRIEDADES TÉRMICAS A PARTIR DA HARMÔNICA PURA Data: 21/02/2014 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Neste trabalho é apresentado um novo método para determinação das propriedades térmicas dos materiais. Como faz uso de dois materiais distintos no momento da medição, trata-se de um instrumento diferencial. No método proposto é gerada uma onda térmica em uma extremidade do material e medida a temperatura de saída na outra extremidade. A partir da relação entre as ondas de entrada e saída é possível obter as propriedades térmicas do material. A equação da condução de calor nos materiais foi deduzida e simulada, permitindo determinar a temperatura em qualquer ponto dos materiais. Na montagem experimental são utilizados dois módulos termoelétricos com controle PID para gerar uma onda térmica e um módulo para manter a temperatura constante. A plataforma LabVIEW em conjunto com o cFP-2000 foram utilizados para aquisição de dados e controle. São empregados termopares do tipo T como sensores de temperatura. Os materiais utilizados nos experimentos (Aço ASTM A36, Nylon e Quartzo) têm suas propriedades térmicas previstas pelos fabricantes, esses valores foram utilizados como referência para a validação. As ondas térmicas possuem amplitudes de 1 a 3 ºC e períodos de 100 a 10000 segundos. Para solução do problema de determinação da temperatura nos materiais é proposta, também, a aplicação da analogia entre sistemas térmicos e elétricos, técnica denominada Método de Simulação de Rede. É baseada na analogia física existente entre a condução de calor e o fluxo de corrente elétrica. Devido à complexidade dos modelos matemáticos que envolvem os processos de difusão de calor, essa analogia tem sido aplicada como uma ferramenta rápida, precisa e simples. Os resultados foram divididos em três partes: a primeira apresenta a senóide térmica gerada pelo Gerador Térmico; a segunda compara os valores teóricos com os valores medidos da temperatura entre os dois materiais; e a terceira apresenta o valor da condutividade térmica medida pelo instrumento. Os resultados foram positivos e indicam a viabilidade do método e do instrumento.
JANDEMARQUES ALEXANDRE SOARES DA SILVA ESTUDO DAS PROPRIEDADES TERMOMECÂNICAS DE LIGAS Cu-Al-Mn COM MEMÓRIA DE FORMA Data: 14/02/2014 Hora: 14:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Cinco composições diferentes da liga Cu-Al-Mn foram elaboradas em atmosfera ambiente, e caracterizadas por Microscopia Ótica, Microscopia Eletrônica de Varredura, Difratometria de Raios-X e Calorimetria Diferencial de varredura. Em seguida suas propriedades termomecânicas foram medidas através de ensaios de tração, superelasticidade e recuperação de forma, sempre observando a influência da concentração do manganês em suas propriedades. Foram encontrados resultados promissores em relação à recuperação de forma de aproximadamente 5%, em contrapartida, as composições das ligas Cu-Al-Mn analisadas, possuem elevada fragilidade, algo que deve ser reduzido ao máximo. Outro aspecto favorável em relação a estas ligas é a alta sensibilidade à composição de seus componentes, onde 1% em peso de aumento no teor de manganês irá reduzir a temperatura Mi em torno de 60 K, o que facilita a manipulação de suas temperaturas de transformação de acordo com a necessidade da aplicação.
FRANCISCO VALDENOR PEREIRA DA SILVA FORÇAS DE CORTE GERADAS POR TORNEAMENTO UM ESTUDO DE CASO DAS LIGAS Cu-Al-Be E Cu-Al-Be-Nb-Ni PASSÍVEIS DO EFEITO MEMÓRIA DE FORMA Data: 04/02/2014 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo As ligas com memória de forma, mais especificamente as constituídas de CuAlBe, têm desempenhado um papel importante na fabricação de componentes eletromecânicos, sobretudo quando trabalhados a partir de solicitações térmicas e/ou tensões aplicadas. A princípio, neste presente trabalho de pesquisa, foram obtidas, por fundição a gás, amostras das ligas Cu-11,8%Al-0,60%Be; Cu-11,8%Al-0,55%Be; Cu-11,8%Al-0,55%Be-0,50%Nb-0,27%Ni (% em peso). Sequencialmente, temperou-se a metade delas, com o intuito de fazê-las adquirir o efeito memória de forma. Num terceiro momento, as referidas amostras passaram por ensaios de DSCs, visando levantar as curvas de temperatura de transformação de fases (da austenita: Ai/Af e da martensita: Mi/Mf). No ensaio principal, realizado durante a usinagem por torneamento a seco, por meio de um dinamômetro piezoelétrico, definiram-se as forças de corte das amostras temperadas e não temperadas. Dando cumprimento à trilha metodológica, foram aplicadas cinco réplicas, com quatro níveis de velocidade de corte para cada uma das amostras ensaiadas. Os sinais oriundos do dinamômetro foram processados no LabVIEW e posteriormente tratados por uma programação feita em MatLAB. Ensaios secundários também foram realizados logo após a usinagem por torneamento a seco. No primeiro, por meio de um termopar tipo K, foram medidas as temperaturas de usinagem ao longo da passada; no segundo, por ensaio de circularidade, foi verificado se ocorreu ou não a retenção da martensita nas amostras das ligas com memória de forma. Constatou-se que a percentagem de berílio e de níquel presente nas ligas investigadas, bem como a introdução do nióbio como refinador de grãos foram decisivos para o alcance dos resultados obtidos.

2013
Descrição
Laís Pereira Regis PROJETO DE UM CONTROLADOR PD ADAPTATIVO VIA ALOCAÇÃO DE POLOS APLICADO EM UM ROBÔ MANIPULADOR DE DOIS GRAUS DE LIBERDADE PLANAR Data: 13/12/2013 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Este trabalho apresenta o desenvolvimento e implementação de técnicas de controle adaptativo para um robô manipulador de dois graus de liberdade planar formado por um elo rotacional e outro prismático. O elo rotacional é composto por um ramo extenso em formato de U em alumínio acionado por um moto-redutor de corrente contínua, cujo sensoriamento da sua posição angular é realizado por um potenciômetro de dez voltas. O elo prismático é um cilindro pneumático de dupla ação com haste simples fixada na parte interna do ramo em U sendo acionado por uma válvula eletropneumática proporcional, onde sua posição linear é dada através de uma régua potenciométrica. Através do estimador dos mínimos quadrados recursivos (MQR) é obtido o modelo matemático representativo para cada elo do robô de forma desacoplada e em seguida é projetado e implementado um controlador adaptativo proporcional derivativo (PD) via alocação de polos para obter o controle de posição dos elos do robô manipulador. Os resultados experimentais são apresentados, assim como a avaliação da resposta do sistema sob a ação dos controladores implementados.
RONELES DE SANTANA SILVA INFLUÊNCIA DO TEOR DE HIDROGÊNIO NO GÁS DE PROTEÇÃO SOBRE AS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE JUNTAS SOLDADAS DO AÇO ASTM A-36 Data: 11/12/2013 Hora: 09:00 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Nesse trabalho foi realizado um estudo para avaliar a influência do teor de hidrogênio do gás de proteção no comportamento das propriedades mecânicas (tenacidade, dureza, resistência a tração) de juntas soldadas do aço ASTM A-36. As juntas foram soldadas com os processos MIG/MAG e Arame tubular. Para isso utilizou-se duas misturas de gás de proteção, 75%Ar+25%CO2 é a outra contendo hidrogênio na sua composição, 70% +25%CO2 +5%H2. O desenvolvimento experimental foi realizado de forma totalmente aleatória, com o auxílio de um procedimento conhecido como planejamento fatorial (PF); foram utilizados como variáveis de influencia o tipo de arame, e a composição do gás. Como variáveis de resposta foram analisadas a resistência a tração, a tenacidade e a dureza das regiões da junta soldada. Os resultados foram submetidos à análise de variância e validado para uma confiança de 90%. A técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi usada para caracterizar os modos de fratura observados no metal de solda e na zona termicamente afetada pelo calor. Os resultados mostraram que o hidrogênio presente no gás de proteção fragilizou o metal de solda (MS), e que houve a formação de bolhas no metal de solda.
FERNANDO LUIS VIEIRA DE SOUSA ESTUDO DAS VARIÁVEIS DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMPÓSITO ALUMÍNIO QUASICRISTAL POR EXTRUSÃO A QUENTE Data: 04/10/2013 Hora: 14:30 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo Os materiais compósitos, com matriz metálica, apresentam propriedades que são de grande interesse para a indústria mecânica e aeroespacial, principalmente, quando se incorpora o baixo peso com alta resistência mecânica. Atualmente, os compósitos com matriz dúctil reforçada com nanopartículas de ligas amorfas e quasicristalinas têm sido estudados intensivamente. Um dos motivos é que os quasicristais apresentam estruturas cristalinas aperiódicas, fato que confere a esses materiais propriedades única como o baixo coeficiente de atrito, elevada dureza, entre outras. Neste trabalho estudou-se o efeito de algumas variáveis de extrusão no processamento de compósito de alumínio com reforço volumétricas de 0%, 3%, 6% e 20% de quasicristal da liga Al59,2Cu25,5Fe12,3B3. Os compósitos foram obtidos por moagem de alta energia com razão massa bolas de 10:1, com rotação de 200rpm, no período de 3h. Os pós das misturas foram conformados por compactação e extrusão a quente. As análises realizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) apresentaram boa distribuição das partículas quasicristalinas na matriz de alumínio, porém não foi verificada a presença da formação de interface do quasicristal com a matriz. Observou-se que houve aumento da dureza do compósito com o aumento da fração de reforço na matriz e, também, com o aumento da temperatura e da razão de extrusão. A resistência máxima a tração foi de 196MPa, atingida com compósito de 6% de reforço. Identificou-se também que resistência a tração eleva-se com o aumento da temperatura e principalmente com o aumento da razão de extrusão. Verificou-se que, para o alumínio puro a resistência máxima ocorre para os extrudados a 450ºC. Com isso pode-se concluir que o aumento da temperatura de extrusão de 400ºC até 500ºC acompanhada do aumento da razão de extrusão de 2:1 para 3:1 proporciona melhorias nas propriedades mecânicas dos compósitos alumínio-quasicristal obtidos via moagem de alta energia e conformado por compactação e extrusão a quente.
MARCAL ROSAS F LIMA FILHO EFEITO DA IMOBILIZAÇÃO DE CO2 SUPERCRÍTICO NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS, TÉRMICAS E MICROESTRUTURAIS DE COMPÓSITOS CIMENTÍCIOS LEVES Data: 09/09/2013 Hora: 14:10 Visualizar Dissertação/Tese Mostrar Resumo O armazenamento de gás natural liquefeito é normalmente feito em tanques multicamadas executados com materiais termomecanicamente eficientes, dadas suas condições particulares de operação. A camada interna , desses tanques, é geralmente submetida a temperaturas criogênicas enquanto a camada externa experimenta condições de temperatura ambiente dependendo da região de localização. Neste contexto, os materiais usados experimentam condições extremas de trabalho. Estruturas de concreto apresentam bom desempenho técnico, e mostram propriedades mecânicas melhoradas em temperaturas criogênicas, dependendo do volume e tipo do agregado. O concreto leve é usado mundialmente em uma gama de diferentes aplicações. Este apresenta bom desempenho como isolante termoacústico devido à sua composição, porosidade e densidade, porém a desvantagem de resistência mecânica reduzida. Por sua vez, a imobilização do CO2 em estado supercrítico pode promover aumento de resistência mecânica e melhorar a estabilidade dos compósitos cimentícios pela conversão de fases de cálcio em carbonato de cálcio (CC), mais estáveis, tendo menor condutividade térmica do que o gelo e precipitando-se na microporosidade. Neste trabalho, avaliar-se-á o efeito da carbonatação supercrítica nas propriedades mecânicas, térmicas e microestruturais de argamassas leves. Amostras cilíndricas foram produzidas e impregnadas com CO2 supercritico (CSC). Os efeitos do CSC na hidratação foram avaliados, especialmente na zona de transição entre a pasta de cimento e os agregados leves (perlita e vermiculita) expostos a regimes de temperatura cíclicos (condição criogênica: -82oC e -162oC e condição quente: 20ºC e 55ºC). As amostras foram testadas através da resistência mecânica (Compressão e Tração), comportamento térmico (Termocâmera) e análise da microestrutura (DRX, MEV, DTA, TG). Os efeitos dos vários parâmetros foram avaliados pela regressão linear múltipla. As variações foram relacionadas ao grau de hidratação do cimento além das características microestruturais dos compósitos.
FRANCISCO CAMILO DA SILVA ANÁLISE DA CONVECÇÃO E RADIAÇÃO DO ESCOAMENTO DE MEIO PARTICIPANTE EM DUTOS DE PLACAS PARALELAS VIA GITT Orientador : CARLOS ANTONIO CABRAL DOS SANTOS Data: 30/08/2013 Hora: 10:00 Mostrar Resumo Os escoamentos anisotrópicos, estão relacionadas com o surgimento das novas tecnologias, passando a influenciar o ensino de transferência de calor por radiação nas engenharias. Cursos tradicionais de transferência de calor, tratavam o modo de transferência radiativa, apenas com meios não-participantes, já em estudo mais detalhado, deve-se tratar quando o meio absorve, emite e espalha a radiação, isto é, associado com outros modos de transferência de calor. Neste trabalho utiliza-se o método híbrido numérico-analítico denominado Técnica da transformada Integral Generalizada (GITT) para resolver a equação da energia e o método de Galerkin, para resolver a equação da transferência radiativa.
Daniel Ferreira Queiroz AVALIAÇÃO TEÓRICO-EXPERIMENTAL DE UM SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO POR ABSORÇÃO ACOPLADO A UMA UNIDADE DE MICROGERAÇÃO Data: 26/08/2013 Hora: 10:00