Engenharia de Materiais (UACSA)
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TCC - Trabalho de Conclusão de Curso
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Item Redução da emissão de CO2: influência na microestrutura e propriedades mecânicas dos materiais cimentícios(2025-03-18) Aragão, Caio César Feitosa; Nascimento, Renalle Cristina Alves De Medeiros; http://lattes.cnpq.br/6167163214175615; http://lattes.cnpq.br/4328816936256791Os materiais cimentícios, amplamente utilizados na indústria da construção civil, desempenham um papel fundamental não apenas na infraestrutura moderna, mas também são responsáveis por significativa emissão de CO2 ao longo de seu ciclo produtivo. A redução da emissão de CO2 tem sido amplamente estudada como uma estratégia para melhorar a sustentabilidade e a eficiência dos materiais cimentícios e à base de cal. O objetivo deste estudo foi analisar os impactos da carbonatação acelerada e do uso de materiais modificados na micro e macroestrutura dos materiais cimentícios e à base de cal. A metodologia baseou-se em uma revisão integrativa da literatura, considerando estudos publicados entre 2019 e 2024 em bases científicas reconhecidas. Foram analisadas pesquisas que abordam a influência da carbonatação, da pressão de CO2 e do uso de resíduos industriais na resistência mecânica e durabilidade dos materiais. Os resultados indicaram que: i) a carbonatação acelerada melhora a densidade e a resistência à compressão dos materiais, reduzindo a porosidade e aumentando a sua estabilidade química, ii)a utilização de agregados reciclados e resíduos de carbeto de cálcio também se mostrou eficaz na captura de CO2, contribuindo para a sustentabilidade do setor e iii) a redução de CO2 nos materiais cimentícios é uma abordagem promissora para a indústria da construção, promovendo materiais mais sustentáveis e de alto desempenho. No entanto, desafios como a padronização do processo e a viabilidade econômica ainda precisam ser superados.Item Estudo eletroquímico de corrosão da liga Ni-w obtida pelo processo de eletrodeposição em aços API 5L X70(2025-03-19) Silva, José Webson da; Santos, Aureliano Xavier dos; http://lattes.cnpq.br/0810494477757052; http://lattes.cnpq.br/5836699779911871Os aços API 5L X70 são utilizados em malhas dutoviárias que são responsáveis pelo transporte de petróleo e seus derivados. No entanto, sua susceptibilidade à corrosão é uma preocupação, especialmente em ambientes agressivos, como solos úmidos, água do mar e meios ácidos contendo H2S. Assim, pesquisas vem sendo desenvolvidas a partir de depósitos da liga metálica níquel-tungstênio (Ni-W) por eletrodepositados para melhorar a resistência à corrosão dessas tubulações, a qual oferece uma alternativa particularmente promissora devido às suas melhores propriedades mecânicas e de resistência à corrosão e a possibilidade de deposição em geometrias mais complexas. Estudou-se o processo de eletrodeposição de liga Ni-W sobre um cátodo, utilizando um banho eletrolítico contendo sulfato de níquel e tungstato de sódio. Neste trabalho, foram analisados os efeitos dos parâmetros operacionais: pH , temperatura e densidade de corrente do banho eletrolítico, sobre a composição química da liga binária de Ni-W. Os revestimentos de níquel-tungstênio (Ni-W) foram fabricados por eletrodeposição usando um planejamento fatorial composto central de 23 com três pontos centrais e dois axiais, totalizando dezesseis experimentos. O planejamento Composto Central Rotacional foi associado à metodologia de superfície de resposta (MSR). Os depósitos da liga Ni-W foram caracterizados inicialmente quanto à sua composição química, e foi realizado a através da técnica de DRX, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e resistência à corrosão para estudos morfológicos. Os resultados indicam que os revestimentos apresentaram características parcialmente amorfo, com a variável pH tendo a maior influência em comparação às variáveis densidade de corrente (mA/cm2) e temperatura (°C) do banho sobre a composição química dos revestimentos. Foi observado um favorecimento na deposição de W em níveis intermediários (0) do planejamento experimental para pH = 6,5, os melhores parâmetros obtidos para o potencial de corrosão, resistência a polarização e taxa de corrosão foram nas condições operacionais de 55 mA/cm2, pH 6,5 e 55° C, com um valor de Rp igual a 12,91 (KΩ.cm2), Ecoor de -0,558 (V) e icorr 8,35 (μA/cm2).Item Avaliação da eficiência fotocatalítica do compósito la2o3@cinza de castanha de caju na degradação de metronidazol(2025-02-24) Neres Filho, Adilson José Felipe; Peña Garcia, Ramón Raudel; http://lattes.cnpq.br/2997448735629942; http://lattes.cnpq.br/6641062285736503Este estudo avaliou a eficiência fotocatalítica das razões estequiométricas 1:1, 1:2 e 1:3 do compósito La2O3@Cinza de castanha de caju, sintetizado por ultrasonicação, na degradação do metronidazol (MTZ). Os compósitos sintetizados apresentaram uma morfologia de aglomerados do semicondutor distribuídos de forma irregular sobre as camadas da cinza de castanha de caju. A análise do padrão de difração de raios X indicou que o material base La2O3 sofreu hidratação antes da síntese, enquanto a cinza de castanha de caju não alterou a estrutura química do La(OH)3. A análise do bandgap do compósito revelou uma alta energia de banda proibida, indicando a necessidade de uma fonte de luz UV para os testes de fotocatálise. Os experimentos fotocatalíticos demonstraram que o compósito com razão 1:2 apresentou a maior eficiência na degradação do metronidazol (54,56%) após 180 minutos. Os testes com supressores indicaram que tanto os buracos (h+) quanto os radicais hidroxila (•OH) desempenham um papel fundamental no processo de degradação do metronidazol. Os testes de reuso mostraram uma redução de 12,96% na eficiência no primeiro ciclo, seguida por um aumento de 24,76% no segundo ciclo. Além disso, experimentos complementares após calcinação a 400°C revelaram a formação de uma nova fase de La2O2CO3 no compósito. Testes fotocatalíticos subsequentes indicaram um aumento significativo na eficiência de degradação do metronidazol pelo compósito de razão 1:2 calcinado, atingindo 71,87%.Item Análise e otimização dos processos de aplicação de gelcoat na produção de pás eólicas(2024-09-16) Ramalho, Maria Júlia Dias; Diniz, Verônica Cristhina de Souza; http://lattes.cnpq.br/9239037374332331; http://lattes.cnpq.br/9654826211690773A crescente demanda por fontes de energia renovável tem impulsionado o desenvolvimento e a otimização de tecnologias eólicas. Nesse contexto, a durabilidade e a eficiência das pás eólicas são essenciais para assegurar a viabilidade econômica e operacional dos parques eólicos. Este trabalho tem como objetivo analisar e otimizar a aplicação de gelcoat nas pás eólicas, investigando as formas mais eficientes de aplicação para reduzir defeitos de superfície e, consequentemente, diminuir o retrabalho, aumentando a durabilidade e a eficiência no processo de produção. A avaliação do desempenho foi realizada por meio de testes e análises na área produtiva, considerando aspectos como tempo de cura, aderência, defeitos e capacidade de proteção contra os elementos naturais, a fim de identificar as melhores práticas e materiais. Os resultados indicam que a escolha adequada dos parâmetros de aplicação de gelcoat pode prolongar a vida útil das pás eólicas, reduzindo a necessidade de manutenção e substituição, além de melhorar a eficiência aerodinâmica das pás ao manter uma superfície lisa e uniforme. A pesquisa também ressaltou os desafios na utilização de gelcoat, como espessura irregular, tempo de cura inadequado, adesão insuficiente, aplicação inadequada e defeitos de superfície, sugerindo soluções que incluem treinamentos operacionais e ajustes nos parâmetros das máquinas. Os resultados demonstraram que a adoção de melhores práticas na aplicação de gelcoat melhora a uniformidade da superfície, reduzindo defeitos como rachaduras, porosidade e espessura irregular. Além disso, a implementação de treinamentos operacionais e ajustes nos parâmetros de aplicação levou a uma redução significativa na necessidade de retrabalho, contribuindo para maior eficiência produtiva e aumento da vida útil das pás.Item ESTUDO COMPARATIVO DAS PROPRIEDADES TÉRMICAS, MORFOLÓGICAS E MECÂNICAS DE PA E PLA NA IMPRESSÃO 3D(2024-11-30) Silva, Rafael Aldreem Alves da; Ghislandi, Marcos Gomes; http://lattes.cnpq.br/3409757365313853; http://lattes.cnpq.br/1915012203419619This study conducted a comprehensive characterization of the thermal, morphological, and mechanical properties of poly(lactic acid) (PLA) and polyamide (PA) filaments used in 3D printing, including their carbon fiber (CF) and glass fiber (GF) reinforced variants, as well as specialized versions for high-strength (PRO) and high-temperature (PAHT) applications. Using Differential Scanning Calorimetry (DSC), tensile tests, and Scanning Electron Microscopy (SEM), the thermal behavior, mechanical strength, and internal morphology of the filaments were investigated. The results indicate that PAHT CF15, reinforced with 15% carbon fiber, exhibits the best thermal and mechanical resistance, making it suitable for high-temperature applications. PA6 GF30, with 30% glass fiber, offers a good balance between stiffness and strength. In contrast, PLA White and PLA Pro materials are more suited for moderate- temperature applications. The analysis of different infill patterns (40% and 100%) reveals that the choice of configuration depends on cost-effectiveness, considering the specific application and desired strength. The study suggests that improvements in matrix-fiber adhesion could optimize the performance of the composites, particularly for PAHT CF15.Item Protótipo para reaproveitamento da água rejeitada no processo de destilação(2025-01-30) Lopes, Vinicius Bernard Ramos; Ghislandi, Marcos Gomes; http://lattes.cnpq.br/3409757365313853; http://lattes.cnpq.br/3152723257481776Water is an indispensable natural resource for life on planet Earth. It holds immense environmental, social, and economic value, fundamental to the survival of humans and ecosystems on our planet. Proper water resource management should consider reuse as an integral component, as it not only generates savings but also helps prevent water scarcity. In Brazil, water is primarily used for crop irrigation, public supply, industrial activities, energy generation, mineral extraction, aquaculture, navigation, tourism, and recreation. This study addresses the issue of water waste during the distillation process and is dedicated to developing a system to reuse the rejected water generated during the process, aiming to generate savings and reduce waste. Comparing the two production methods, we can observe that while the usual production method uses approximately 8,580 liters (distilled + waste) of water over 12 months, the proposed production method in this study uses only 627 liters of water, as all the water rejected in the process will be reused for new distillations. The results demonstrated that, due to the significant savings generated by the proposed system compared to the current model, the project can be implemented and replicated in other university laboratories. The findings also highlighted that this water reuse system is an excellent sustainable alternative for managing water resources.Item Estudo da resistência à corrosão do revestimento a base da liga Zn-Ni obtido por eletrodeposição em aço SAE 1020(2023-09-18) Gomes, Anyelle Maria Torres; Santos, Aureliano Xavier dos; http://lattes.cnpq.br/0810494477757052; http://lattes.cnpq.br/9310446438519382Concern for the environment and environmental laws increasingly increase the desire to reduce waste disposal costs, with this in mind, a good alternative is the use of metal biodigesters. However, the organic material and the product of the biochemical process reduce the useful life of this equipment. Aiming for good durability and efficiency of this equipment, studies have been carried out to apply coatings with materials that are highly resistant to corrosion through the electrodeposition process. The objective of this study was to evaluate the corrosion resistance of coatings based on the Zn-Ni alloy obtained by electrodeposition on SAE 1020 steel sheet. The process parameters, bath temperature and current density used to obtain coatings with the alloy Zn-Ni were optimized using factorial experimental design and the results analyzed by the Response Surface Methodology (MSR). The Ni-Zn alloy coatings were characterized using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and electrochemical corrosion measurements by Linear Potentiodynamic Polarization (PPL) and Electrochemical Impedance Spectrometry (EIE). The coating with the alloy Zn68.9Ni31.1 at.%, deposited with current density 25 A/cm2 and bath temperature 60oC, presented the best results against corrosion, as it presented the lowest values of corrosion current, thus indicating a less dissolution of the coating.Item Gesso de revestimento destinado à construção civil reforçado com nanopartículas de óxido de grafeno: análise da resistência mecânica(2024-03-01) Firmino, Daniel Ardiles; Ghislandi, Marcos Gomes; http://lattes.cnpq.br/3409757365313853; http://lattes.cnpq.br/3378137503705619Plaster is a widely used material in civil construction, employed for both structures and general coatings. Graphene Oxide, known for reinforcing structures and being utilized as a reinforcement in civil engineering, is expected to provide additional strength to the structure when incorporated into plaster. This study focused on reinforcing plaster coating with graphene oxide at a concentration of 0.01% by mass, aiming to optimize mass and examine its mechanical properties. A comparison was made between samples with and without oxide addition. The graphene oxide was obtained through the modified Hummers method. Two characterization techniques, X-ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM), were employed for morphological and structural analysis. Sample preparation adhered to parameters outlined in the NBR 12128 (ABNT, 2019) and NBR 12129 (ABNT, 2017) standards. The results revealed that plaster with added graphene oxide exhibited a reduction of over half in compressive strength compared to plaster without the additional load. SEM images highlighted the accumulation of graphene oxide in specific regions of the plaster, potentially contributing to this decrease in strength.Item Plano de gerenciamento de materiais de reposição para mitigação de falhas no processo de resfriamento em linhas produtivas de uma aciaria(2024-10-04) Gusmão, Maria Clara Carvalho; Araújo, Ana Cláudia Vaz de; http://lattes.cnpq.br/6861890992609511; http://lattes.cnpq.br/9542072301264041Cooling in the continuous casting process is essential for the solidification of liquid steel in a controlled manner. Failures in cooling pumps can interrupt the flow of water, resulting in inadequate cooling and increasing the downtime of a melt shop. The availability of suitable replacement materials for the water pumps is fundamental to maintaining the efficiency of the production lines. In this study, a spare materials management plan was implemented for cooling pumps in a steel mill, with the aim of reducing recurring failures. To analyze the causes of these failures, methodologies such as the Ishikawa Diagram and the 5 Whys Method were applied, which enabled critical factors to be identified, including the use of inappropriate materials. Based on this information, a materials management plan was drawn up, which included the creation of a detailed inventory with the technical specifications of the components, theclassification of replacement items by criticality, the implementation of maintenance plans and regular audits to monitor the effectiveness of the system. The results showed a significant reduction in machine downtime, from 878 minutes to 123 minutes over the 6-month period, representing a decrease of approximately 85.9%. These results reinforce the importance of effective materials management and the correct availability of spare parts for maintaining operational efficiency, highlighting the importance of proactive maintenance practices and strict quality control of materials.Item Efeito dos parâmetros de soldagem em revestimentos a base de níquel nas medidas eletroquímicas de corrosão(2024-09-30) Santos, Paulo Vinícius Lima dos; Santos, Aureliano Xavier dos; http://lattes.cnpq.br/0810494477757052; https://lattes.cnpq.br/7584847021954297Metallic materials are widely used in industry, including API 5L X70 steel, used for oil transportation. However, these steels are susceptible to corrosion due to the aggressive environment. As a result, various studies have been carried out to mitigate the effect of corrosion. Solid wire welding processes are used to weld coatings for this purpose, but they require information from the user to determine the most suitable welding conditions. The aim of this work was to study the influence of welding parameters for Inconel 625-based coatings on electrochemical corrosion measurements. To optimize the experiments, a full factorial design was used to evaluate the welding parameters, welding speed and feed rate. After welding, the samples were cross-sectioned and dilution calculations and iron content measurements were made by EDX. Finally, to reveal the corrosion resistance, the electrochemical technique by linearpotentiodynamic polarization was used, through polarization resistance, corrosion potential, corrosion current.