Engenharia de Materiais (UACSA)
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TCC - Trabalho de Conclusão de Curso
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Item Aplicação de nanomateriais advindos de biomassa para tratamento de águas residuárias da indústria têxtil(2019-01-25) Nascimento, Rizia Keila do; Araújo, Ana Cláudia Vaz de; http://lattes.cnpq.br/6861890992609511; http://lattes.cnpq.br/8972131109377770A disposição inadequada de efluentes industriais vem provocando mundialmente graves problemas de contaminação ambiental. No polo têxtil de Pernambuco alguns casos de poluição de rios foram notificados devido ao processo de tingimento e lavagem de tecidos. Neste trabalho, estuda-se a viabilidade da utilização de materiais carbonáceos nanoestruturados (CN) na adsorção de corantes têxteis. Para a obtenção do material carbonáceo utilizou-se folhas de cana-de-açúcar, estas foram lavadas, secas, trituradas e submetidas à síntese hidrotermal. As amostras sintetizadas foram caracterizadas por difratometria de raios-X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho (IV), análises termogravimétricas (TGA) e análises porosimétricas. Os materiais sintetizados apresentaramse como pós escuros finamente divididos. Nas análises de adsorção dos corantes índigo carmim e vermelho congo os nanomateriais se mostraram como adsorventes promissores. Pôde-se observar um comportamento favorável em relação à adsorção dos corantes em meio líquido. Os modelos de isoterma de Langmuir, Freundlich e Redlich-Peterson se adequaram para os materiais estudados. A análise cinética de adsorção sugere um comportamento de pseudo segunda ordem. O mecanismo adsortivo dos nanomateriais pôde ser caracterizado como heterogêneo, com interações adsorvato/adsorvente de natureza química, onde tem-se adsorção em monocamadas, em baixas concentrações, e em multicamadas, em altas concentrações de corante.Item Análise do processo adsortivo de corantes industriais por nanopartículas magnéticas de magnetita (Fe3O4)(2019-07-08) Cabral, Ariane Nathália de Siqueira Souza; Araújo, Ana Cláudia Vaz de; http://lattes.cnpq.br/6861890992609511; http://lattes.cnpq.br/3246406733304902A degradação ambiental é um fator inevitável que acompanha o desenvolvimento da população e infelizmente esse fato chegou aos sistemas hídricos, rios e mananciais. Dentre os agentes que contribuem para a contaminação e degradação são os corantes oriundos das indústrias têxteis e alimentícias que são descartados ao longo dos processos produtivos. Há diversos métodos estão sendo desenvolvidos para eliminar os corantes de efluentes em rios e mananciais, entre os quais está o processo de adsorção. As nanopartículas magnéticas de magnetita (Fe3O4) têm sido previamente testadas na adsorção de resíduos de corantes das indústrias têxtil e alimentícia. Dentro desse contexto, neste trabalho teve como objetivo estudar a eficiência das nanopartículas magnéticas de magnetita (NPs) no processo de adsorção de alguns corantes presentes em efluentes industriais têxteis, como os corantes, alaranjado de metila (ALM) e azul de metileno (AM). Um planejamento fatorial 2³ foi estabelecido obtendo como fatores estudados tempo, pH e temperatura, e para estes fatores analisou-se os seus níveis. Fez-se análises em relação aos sistemas sob ultrassom e sob agitação magnética, e para isso, obteve-se resultados significantes para os dois corantes. De acordo com os resultados adquiridos para o ALM/NPs, fatores como, tempo e pH com maiores significância. Evidenciando que os ensaios que obtiveram maior êxito para adsorção foram os ensaios 02 (11,362) e 06 (10,057), para os sistemas sob ultrassom e sob agitação magnética, respectivamente. Para o AM/NPs foi significativo apenas o fator, tempo. Os ensaios mais favoráveis para o sistema de adsorção do corante foram os 04 (19,144) e 06 (21,457), para os sistemas sob ultrassom e sob agitação magnética, respectivamente.Item Produção de nanopartículas magnéticas aplicada ao processo de tratamento de efluentes oriundos das indústrias têxteis(2018-08-27) Damasceno, Bárbara Souza; Araújo, Ana Cláudia Vaz de; http://lattes.cnpq.br/6861890992609511; http://lattes.cnpq.br/6533105269743189Nanopartículas magnéticas de ferro (NPs) foram sintetizadas através do método de coprecipitação química assistida por ultrassom. As NPs sintetizadas foram caracterizadas por difratometria de raios-X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho (IV), porosimetria e magnetometria. A fase cristalina das NPs obtidas foi identificada como maghemita e o tamanho médio dos cristalitos foi estimado pela equação de Scherrer em torno de 31,5 nm. Através do espectro obtido na região do IV foram observadas bandas características dos estiramentos vibracionais Fe-O referente aos óxidos de ferro. Através da análise de porosimetria, as NPs apresentaram área superficial em torno de 220,15 ± 19,81 m2 g-1 e 127,19 ± 4,94 m2 g-1 para o modelo de Langmuir e BET, respectivamente. O comportamento magnético das NPs foi característico de um material ferromagnético com magnetização de saturação em torno de 46 emu g-1. Ensaios adsortivos foram realizados e os valores obtidos foram comparados entre as NPs sintetizadas e as NPs de magnetita obtidas comercialmente. As variáveis que mais influenciam em processos de adsorção, tais como pH, tempo de contato e concentração do corante foram identificadas como 4, 150 minutos e 20 mg L-1, respectivamente. Isotermas de adsorção foram construídas e o sistema NPs/corante demonstrou um comportamento de equilíbrio de adsorção multicamadas, característico do modelo de Freundlich para ambos os adsorventes. Através dos tratamentos estatísticos, o modelo de pseudo segunda-ordem representou de forma mais adequada os dados cinéticos para os adsorventes estudados. Em termos de eficiência de remoção as NPs de maghemita removeram 43% do corante (20 mg L-1) enquanto as NPs de magnetita comercial removeram 33%. Para as mesmas condições experimentais, a maghemita também obteve melhor aproveitamento da área disponível para adsorção do que as NPs de magnetita, apresentando valores de 8,80 mg g-1 e 6,12 mg g-1, respectivamente.Item Síntese e caracterização de um nanocompósito de grafite magnético para adsorção dos corantes Reactive Black 5 (RB5) e Azul de Metileno (AM)(2019-12-13) Damasceno, Bárbara Souza; Araújo, Ana Cláudia Vaz de; http://lattes.cnpq.br/6861890992609511; http://lattes.cnpq.br/6533105269743189Um nanocompósito de grafite magnético (NGM) a base de nanopartículas magnéticas (NPs) e nanofolhas de grafite foi sintetizado por uma nova rota de síntese hidrotermal. O NGM e seus precursores foram caracterizados por difratometria de raios-X (DRX) e espectroscopia na região do infravermelho (IV). Esses nanomateriais foram avaliados quanto a eficiência de adsorção (%Ads) dos corantes têxteis reactive black 5 (RB5) e azul de metileno (AM) em solução aquosa. A influência dos parâmetros adsortivos nas respostas de eficiência de adsorção de efluentes foi avaliada a partir de um planejamento fatorial 23 com 3 pontos centrais e da análise das superfícies de resposta de um delineamento composto central rotacional. Os parâmetros de adsorção avaliados foram: massa de adsorvente, concentração de adsorvato e velocidade de agitação do meio. Foi observado que os parâmetros velocidade de agitação (rpm) e concentração de adsorvato (mg L-1) são os fatores que mais influenciam no processo e devem ser parametrizados de forma combinada. O resultado estatístico do NGM apresentou %Ads ~98% na remoção do RB5, velocidade de adsorção alta, visto que alcançou o equilíbrio de adsorção em 10 minutos de contato com o adsorvato e apresentou ajuste de 99% para a cinética de pseudo primeira ordem e segunda ordem, além de apresentar capacidade adsortiva máxima de ~93 mg g-1 para o ajuste do modelo de Langmuir, predominante nesse sistema. A %Ads do AM frente às NPs e ao grafite foi de ~59% e ~100%, respectivamente. O estudo mostra que o NGM pode ser magneticamente separado do meio sem introduzir subproduto durante a adsorção e apresentar propriedades adsortivas favoráveis, evidenciando sua aplicabilidade de uso como remediador ambiental. A aplicação desse método de síntese passa a ser de interesse tecnológico quando além de inédito e de baixo custo, as propriedades adsortivas do NGM se mostram atraentes para descolorir efetivamente a água residual.Item Caracterização de matérias-primas cerâmicas utilizadas na produção de placas de revestimento em indústria do Cabo de Santo Agostinho(2019-12-10) Silva, Renata Arcelino da; Diniz, Verônica Cristhina de Souza; http://lattes.cnpq.br/9239037374332331; http://lattes.cnpq.br/4639841941851252As propriedades dos produtos cerâmicos estão diretamente relacionadas às características iniciais das matérias-primas, com isso é de extrema importância seu estudo para que se obtenha um produto final com qualidade. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo identificar a composição e estudar o comportamento físico-mecânico de diferentes matériasprimas utilizadas na produção de cerâmicas de revestimento, possibilitando sua análise e processamento de forma simples, controlada e reprodutível. Foram utilizadas 6 matériasprimas não identificadas, doadas por uma indústria de revestimento cerâmico do Cabo de Santo Agostinho. As amostras foram beneficiadas e caracterizadas por difração de raio X (DRX), espectroscopia de raios X por energia dispersiva (EDX) e granulometria sedimentar. Após as análises, as amostras foram conformadas por prensagem uniaxial e submetidas à queima controlada na temperatura de 1000 ºC por 1h, com taxa de aquecimento de 5ºC/min. Em seguida, foram avaliadas as propriedades tecnológicas de retração linear, absorção de água, porosidade aparente e resistência à flexão. A partir dos resultados foi observado que as amostras apresentaram fases cristalinas de caulinita, quartzo, mica e esmectita, além da presença de óxidos alcalinos. Em relação às propriedades mecânicas, as amostras que apresentaram maior índice de plasticidade e resistência mecânica por flexão foram a MP1 e MP6, com valores de 18% e 20,45 MPa, respectivamente. Sendo assim, as matérias-primas analisadas apresentaram características físicas adequadas para serem utilizados em diversas aplicações na indústria de produtos cerâmicos, como por exemplo em placas de revestimento cerâmico.Item Resistência mecânica e térmica de compósitos reticulados de PVA/óxido de grafeno(2019-12-19) Silva, Felipe de Andrade Oliveira; Ghislandi, Marcos Gomes; http://lattes.cnpq.br/3409757365313853; http://lattes.cnpq.br/0379100954556428Filmes compósitos de PVA com ácido cítrico e óxido de grafeno foram sintetizados via drop casting, e reticulados por meio de tratamento térmico a 140 °C por duas horas. A influência das cargas nas propriedades mecânicas, térmicas e ópticas foram caracterizadas por meio de ensaios de tração, termogravimetria. e espectroscopia UV/VIS. O uso combinado do ácido cítrico e do óxido de grafeno se mostrou bastante eficaz ao promover um aumento na resistência mecânica de 11,3±1,4 MPa (PVA puro) para 37,1±2,1 MPa (amostra com tratamento térmico e 5% de ácido cítrico e 0,5% de óxido de grafeno). Ocorreu, porém, uma redução na deformação máxima de 333,0±80,8% (PVA puro) para 84±14% (amostra com tratamento térmico e 5% de ácido cítrico e 0,5% de óxido de grafeno). Os maiores valores obtidos representam um aumento de 228% na resistência mecânica e uma redução de 56% na deformação máxima. A estabilidade térmica dos filmes foi analisada por termogravimetria; constatou-se que a adição das cargas, juntamente com o tratamento térmico, provoca um aumento na temperatura de degradação, que passou de 269 °C (PVA puro) para 325 °C para a amostra com 5% de ácido cítrico e 0,5% de óxido de grafeno. As propriedades ópticas foram investigadas por meio de espectroscopia UV/VIS onde foi observado o amarelamento decorrente do tratamento térmico representado por uma redução na transmitância dos 300-450 nm.Item Influência da corrente e taxa de alimentação na resistência à corrosão de revestimento à base da liga INCONEL 625 depositada por PTA-P(2019-12-10) Soares, Breno Luiz Santos; Santos, Aureliano Xavier dos; http://lattes.cnpq.br/0810494477757052Atualmente, o processo de exploração do petróleo ainda é muito prejudicado por falhas que ocorrem nas tubulações, nas quais atrasam o cronograma operacional de produção, gerando altos custos de manutenção, além de gerar riscos ao meio-ambiente e a saúde. Com isso, a busca por alternativas menos onerosas para minimizar esses impactos é constante, principalmente contra falhas devido à corrosão. Uma dessas, é o uso de materiais que possuem elevadas pro-priedades mecânicas e anticorrosivas na forma de revestimentos, podendo ser depositados por soldagem. Objetivou-se neste estudo, avaliar os efeitos da corrente de soldagem e taxa de ali-mentação sobre a resistência à corrosão de revestimentos à base da liga Inconel 625, deposita-dos pelo processo PTA-P em aço API 5L X70. Os parâmetros foram otimizados utilizando o planejamento experimental fatorial e os resultados analisados pela Metodologia de Superfície de Resposta (MSR). Foram realizados três depósitos com sobreposição de ½ por processo de soldagem à plasma com arco transferido (PTA-P), seguindo de análise da diluição (D), teor de ferro (Fe) e resistência à corrosão por medidas eletroquímicas. Os revestimentos obtidos com menores valores de corrente de soldagem e taxa de alimentação apresentaram melhores propri-edades anticorrosivas.Item Síntese de nanomateriais de grafeno para utilização em nanocompósitos poliméricos(2019-07-11) Nogueira, Nathália Maria Barbosa; Ghislandi, Marcos Gomes; http://lattes.cnpq.br/3409757365313853; http://lattes.cnpq.br/3264027755950807O grafeno e seus derivados, devido a uma gama de propriedades físicas e químicas sem precedentes, tem atraído a atenção de pesquisadores que procuram a produção de materiais compósitos com propriedades singulares. Desta forma, tem sido estudada a incorporação de cargas de óxido de grafeno em polímeros e a sua influência sobre o comportamento mecânico, elétrico e térmico dos compósitos resultantes. Neste trabalho, apresentou-se a preparação e a influência da incorporação de óxido de grafeno (OG) em poli (álcool vinílico) (PVOH). Foram produzidos filmes de PVOH com a incorporação de 0,1% m/m, 0,5% m/m e 1% m/m de óxido de grafeno e estudado sua atuação como reforço mecânico. A estratégia envolveu a obtenção do óxido de grafite, a partir do pó de grafite, através do método de Hummers modificado. O método deu-se pela adição de ácido sulfúrico (H2SO4), permanganato de potássio (KMnO4) e peróxido de hidrogênio (H2O2), seguido pela esfoliação, através de ultrassom, do óxido de grafite em folhas de óxido de grafeno, e finalmente, a preparação dos nanocompósitos OG/PVOH por um método simples de mistura de solução. Os produtos sintetizados foram caracterizados por difração de raios-X, microscopia Raman, e termogravimetria. Para análise dos filmes de OG/PVOH foram feitos testes de tração e UV-vis. A termogravimetria mostrou que a solução de óxido de grafite sintetizada apresenta uma concentração homogênea. A difratometria de raios-X (DRX) evidenciou que o processo oxidativo do grafite precursor em óxido de grafite é bastante eficiente. A análise de tesnsão-deformação confirmou o aumento de resistência mecânica do filme polimérico com a incorporação de carga de óxido de grafeno; para a deformação não foi possível obter dados conclusivos. Na análise óptica foi observado um esbranquiçamento do filme durante o ensaio de tração, indicando um alinhamento das cadeias poliméricas e cristalização dos filmes. Os espectros de UV-vis, mostraram que o filme de PVOH puro apresentou, como esperado, uma alta transparência na região do visível, porém, para os filmes com 0,1% m/m, 0,5% m/m e 1% m/m de OG essa transparência diminuiu consideravelmente.Item Influência da tensão, velocidade de alimentação e DBCP na resistência à corrosão de revestimentos à base da liga inconel 625 depositada por MIG(2019-07-09) Lima, Igor Jaloto de; Santos, Aureliano Xavier dos; http://lattes.cnpq.br/0810494477757052São investidos, anualmente, altas quantias em manutenção de dutos utilizados na indústria do petróleo ao redor do globo terrestre. Assim, buscam-se soluções que aliem baixo custo, reprodutibilidade e propriedades que sejam consistentes, principalmente contra a corrosão. Uma dessas, é o uso de materiais que possuem elevadas propriedades mecânicas e anticorrosivas na forma de revestimentos, podendo ser depositados por soldagem. Objetivouse neste estudo, avaliar os efeitos de diferentes parâmetros de soldagem sobre a resistência à corrosão de revestimentos à base da liga Inconel 625, depositados pelo processo MIG em aço API 5L X70. Os parâmetros foram otimizados utilizando o planejamento experimental fatorial e os resultados analisados pela Metodologia de Superfície de Resposta (MSR). Foram realizados três depósitos com sobreposição de ½ por processo de soldagem MIG (Metal Inert Gas), seguindo de corte transversal das amostras para análise da diluição (D), teor de ferro (Fe) e resistência à corrosão por polarização potenciodinâmica linear (PPL), através do potencial de corrosão (Ecorr), corrente de corrosão (Icorr) e resistência à polarização (Rp). Os revestimentos obtidos apresentaram valores da diluição que variaram de 5,8% a 15,01%, sendo o revestimento com menor valor de diluição, aquele que apresentou menores Icorr e Fe, além de maiores Ecorr eRp, assim, maior resistência à corrosão.