Engenharia Mecânica

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Restrito
Adequação de equipamentos a NR-12 em uma serralheria
(2023-06) Santos, Eduardo Meolino Dos; Izquierdo, Rafael Crespo; http://lattes.cnpq.br/6632171988832435; Rosa, Guilherme Cortelini Da; Delwing, Eduardo Becker
Atualmente as empresas estão investindo constantemente na segurança e no bemestar dos seus colaboradores, a fim de oferecer um trabalho mais seguro para seus funcionários dentro dos seus processos produtivos. O presente trabalho tem o intuito de analisar e adequar uma máquina de corte e uma furadeira de bancada de uma empresa de pequeno porte, seguindo os critérios apresentados na norma regulamentadora NR-12. A metodologia proposta consiste em realizar uma análise de risco dos equipamentos antes das implementações de segurança por meio do cálculo do HRN, para, posteriormente, aplicar as adequações conforme os riscos identificados. Com base nos dados coletados, uma nova análise de acordo com as normas foi realizada. Por meio desses resultados, identificou-se uma redução considerável dos riscos presentes em cada equipamento. Também pode-se considerar que os valores globais envolvidos nessas adequações, podem ser considerados extremamente baixos considerando a complexidade que um acidente de trabalho poderia gerar.
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Adequação de prensa mecânica excêntrica de engate por chaveta à norma regulamentadora 12
(2019-11) Rambo, Guilherme; Delwing, Eduardo Becker; http://lattes.cnpq.br/2830036172073754
A Norma Regulamentadora 12 - Segurança no trabalho em máquinas e equipamentos, juntamente com o Anexo VIII da norma, que trata de prensas e similares, serviram como guia para elaboração do presente trabalho cujo tema principal é a adequação de uma prensa mecânica excêntrica de engate por chaveta a norma regulamentadora 12. A adequação do equipamento tem por objetivo minimizar quaisquer possibilidades de risco/acidente ao operador da prensa. Conforme pesquisa realizada, o setor da indústria metalúrgica possui o segundo maior índice de ocorrência de acidentes do trabalho. Episódios com prensas mecânicas são apontadas como as principais causadoras de lesões, onde membros superiores como mãos e dedos são os mais atingidos. A metodologia de pesquisa foi experimental, onde foi realizado a apreciação de risco do equipamento e realizada implantação de adequações. Este trabalho apresenta levantamento de dados históricos de acidentes do trabalho, a nível nacional, estadual e regional, expõe questões básicas informadas pelas NR12, um estudo detalhado sobre o equipamento prensa mecânica excêntrica de engate por chaveta e diretrizes de análise de risco aplicadas no equipamento. A adequação foi realizada em uma indústria metalúrgica do Vale do Taquari, minimizando riscos aos operadores expostos. Quanto aos objetivos, após adequação da prensa, foi realizada nova apreciação de risco onde observou-se uma redução de 96,71% de possibilidade da ocorrência de acidentes. O Investimento total na adequação girou em torno de R$5.809,49 considerado baixo visto a grande redução na possibilidade da ocorrência de acidentes.
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Análise comparativa do processo produtivo e propriedades mecânicas resultantes dos processos de soldagem TIG e a laser na união de chapas de aço inoxidável ferrítico AISI 430
(2022-06) Schlosser, Jeferson Luis; Barretos, Marcelo dos Santos; http://lattes.cnpq.br/7435324744426034; Garcia, Rafael Farias; Souza, Ricson Rocha de
A soldagem TIG é muito utilizada nas empresas para união de chapas metálicas de aço inoxidável, especialmente os ferríticos AISI 430, em função das atraentes propriedades associadas a resistência a corrosão, favorecendo um bom acabamento aos produtos. Com a competitividade do mercado e com o aparecimento de novas tecnologias, as empresas enxergam como alternativa a implementação de novos equipamentos de soldagem a laser portátil para otimização do sistema produtivo e que permitem exercer as mesmas atividades que a soldagem TIG, ofertando melhores resultados pertinente as propriedades mecânicas das juntas soldadas e ao sistema produtivo. Neste trabalho é analisado, mediante a ensaios mecânicos, os aspectos relacionados as propriedades mecânicas em juntas soldadas e analisado os ganhos de produtividade do processo de soldagem a laser em relação a soldagem TIG. Buscando averiguar de maneira comparativa entre os dois sistemas de soldagem em chapas de aços inoxidáveis AISI 430 de até 3mm de espessura. Desta forma, as amostras deram-se confeccionadas pela soldagem de quatro conjuntos por meio dos processos de soldagem a laser e soldagem TIG com e sem metal de adição. Os procedimentos experimentais realizados estão relacionados aos ensaios não destrutivos de inspeção visual e líquido penetrante, aos ensaios destrutivos de tração, dobramento e macrográfico nas juntas soldadas, a verificação da viabilidade produtiva realizada diretamente no sistema fabril de uma empresa metalúrgica. Os resultados evidenciam melhores benefícios obtidos pela soldagem a laser no aspecto visual do cordão de solda, maior índice de penetração de solda e melhor desempenho ao sistema produtivo, ofertando ao sistema produtivo um ganho de produtividade em escala de 3,5:1, ou seja, um acréscimo de 71,3% de rendimento em relação ao processo de soldagem TIG. Relacionando a resistência mecânica e a ductilidade do material na região soldada, a solda a laser com e sem metal de adição apresentou valores aproximados e similares a solda TIG com metal de adição, com os valores de resistência mecânica obtidos ficando entre 482 Mpa e 495 Mpa mantendo-se próximo ao exigido para o metal base. Já a solda TIG sem metal de adição mostra-se frágil em todos os aspectos com o valor da resistência mecânica não ultrapassando 257 Mpa apresentando uma fratura frágil e ruptura na região soldada nos ensaios de tração e de dobramento. De maneira geral, a solda a laser implementada de maneira correta no processo produtivo e com o uso dos parâmetros ideias para soldagem de chapas metálicas pode promover melhores benefícios no âmbito produtivo em relação a soldagem TIG.
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Análise comparativa do torneamento externo dos aços inoxidáveis AISI 304 e AISI 316
(2022-12) Zagonel, Mateus; Izquierdo, Rafael Crespo
Para melhorar a eficiência e produtividade do processo de usinagem, é necessário analisar o tipo de ferramenta e os parâmetros de usinagem. A otimização dos parâmetros aumenta a produtividade, a eficiência do processo e reduz custos. Este trabalho tem como objetivo analisar a combinação ótima de usinagem para os corpos de prova de aço AISI 304 e AISI 316, alterando os parâmetros de entrada. Dentre os aços selecionados, o AISI 316 mostrou uma pequena vantagem na textura da superfície usinada, obtendo o menor valor de rugosidade e o menor valor dentre os maiores valores encontrados. Além disso, obteve melhores resultados quanto ao desgaste de ferramenta, resultado que pode ter sido influenciado pela adição de molibdênio em sua composição química. Em geral, pode-se concluir que as medições de rugosidade média (Ra) efetuadas pelo rugosímetro obtiveram uma boa variabilidade.
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Análise da geometria de corte para otimizar a vida útil da ferramenta de corte scroll em folhas de flandres
(2021-06) Cargnelutti, Robson Rossato; Izquierdo, Rafael Crespo; http://lattes.cnpq.br/6632171988832435; Lagemann, Carlos Henrique; Espindola, Elias Samuel Cristo
A análise da geometria de corte é uma técnica que pode otimizar a vida útil da ferramenta de cisalhamento. Para o aprimoramento do processo de corte scroll em folhas de flandres foi utilizada a técnica de corte progressivo a partir de critérios técnicos que reduzem os esforços de corte, simetria de esforços, usinabilidade e paralelismo de mesa de alimentação. A partir desses critérios definiu-se que a técnica de punção pontiagudo atende a todos os requisitos propostos, sendo aplicadas em regime de operação duas inclinações para a técnica proposta, podendo assim avaliar a influência da inclinação no aumento da vida útil da ferramenta. Os resultados obtidos apontam para uma diminuição significativa no desgaste da ferramenta, aumentando sua produtividade em quatorze vezes, resultado obtido principalmente pela diminuição no material removido na afiação e pelo aumento no número de componentes produzidos entre afiações. Com a estabilização do processo de corte por cisalhamento foi possível eliminar a etapa de fresamento da afiação dos gumes de corte, diminuindo assim o custo de reparo da ferramenta em 92,4%, além da maior disponibilidade operacional do equipamento.
Restrito
Análise das causas e mecanismos associados à falha por fragilização por hidrogênio em fixadores de alta resistência mecânica
(2023-07) Richter, Ralf Richter; Izquierdo, Rafael Crespo; http://lattes.cnpq.br/6632171988832435; Rosa, Guilherme Cortelini Da; Hackenhaar, William
A exigência de reduzir os eventos associados à problemas de qualidade nos produtos, principalmente itens automotivos, aumentou de forma significativa na indústria ao longo dos anos, afim de evitar riscos envolvendo a segurança dos consumidores e custos com paradas de linha e recall. A falha por fragilização por hidrogênio é um dos eventos mais catastróficos em fixadores de alta resistência mecânica, tendo em vista que, sua ocorrência é a quebra retardada após o parafuso ter sido submetido ao esforço de tensão axial por um determinado período. O presente trabalho propõe um procedimento experimental para investigar quais são os processos e as propriedades mecânicas que são mais susceptíveis a falha por fragilização por hidrogênio em fixadores de alta resistência. Para isso, ensaios de aperto foram realizados para verificar o nível de fragilização do produto, assim como, análises mecânicas (dureza e resistência à tração) para verificar a sua relação com a falha. Segundo, já previsto pela literatura, uma parcela de fixadores com maior resistência mecânica combinados com o revestimento galvanizado devem romper devido a infiltração de hidrogênio no metal, após serem tensionados nos ensaios de aperto. Com base nos resultados, foi possível sugerir possíveis melhorias para o produto e para o processo de fabricação, evitando perdas em retrabalho ou descarte de produto não conforme, que geram custos de não qualidade. Portanto, para atender plenamente as expectativas do cliente em relação à performance e à qualidade dos elementos de fixação de alta resistência mecânica, algumas medidas, como, por exemplo, a alteração do projeto (mudança do revestimento de eletrodeposição de zinco para um revestimento organometálico), ou processos alternativos (adição de processo de tratamento térmico de “desidrogenização” para remoção do hidrogênio da superfície do metal) são fundamentais para minimizar ou eliminar os riscos de fragilização por hidrogênio.
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Análise das propriedades mecânicas de uma solda mag aplicada a aço de alta resistência e baixa liga
(2020-12) Favaretto, Lucas; Barretos, Marcelo dos Santos; http://lattes.cnpq.br/7435324744426034; Delwing, Eduardo Becker; Hermany, Lober
A utilização de materiais que possibilitem a produção de produtos de alta qualidade aliada à redução de custos e maior produtividade tornou-se um grande foco das empresas proporcionando um aumento na competitividade. O aço representa um dos principais materiais de fabricação utilizados em indústrias automotivas na produção de componentes mecânicos. Neste cenário os aços microligados alcançam uma maior relevância, pois proporcionam importantes reduções de peso em estruturas de grande porte. Dentre os processos mais conhecidos para união de metais, destaca-se a soldagem por arco elétrico. Nas indústrias, dentre os processos de soldagem por arco elétrico mais empregados na união de aços microligados, está o processo MAG. Neste trabalho foram avaliadas de forma técnica as propriedades mecânicas de uma junta soldada pelo processo supracitado de aço NBR 6656 LNE 38. As amostras se deram por meio da soldagem de topo com a presença ou não do chanfro de face. Para avaliação e qualificação dos processos, bem como confecção dos corpos de prova, e procedimentos dos processos qualificativos, foram utilizados os critérios disponibilizados através do código ASME IX – Boiler & Pressure Vessel Code. Os procedimentos experimentais foram realizados por meio de ensaios mecânicos. Os resultados evidenciam grande presença de falhas oriundas do processo como presença de porosidade e mordeduras.
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Análise de vibrações de um veículo baja através de simulação pelo método de elementos finitos
(2020-11) Rauber, Amanda Gabriele; Hermany, Lober; http://lattes.cnpq.br/3119032715902940; Izquierdo, Rafael Crespo; Souza, Ricson Rocha de
A Sociedade de Engenheiros Automotivos (SAE) organiza uma competição estudantil chamada Baja SAE, onde estudantes de engenharia são desafiados a projetar e construir um veículo tipo off-road que atenda a requisitos técnicos e de segurança especificados. O uso de simulações pelo método de elementos finitos apresenta vantagens na etapa de projeto do veículo, como redução de custos e possibilidade teste de diversos cenários em um curto período, tornando a evolução do projeto mais dinâmica. O objetivo deste trabalho foi realizar uma análise do veículo da equipe Baja Univates, considerando aspectos relacionados à estrutura do veículo, através de simulações pelo método de elementos finitos, utilizando o software Ansys. A partir de análise modal de corpo livre e corpo restringido, e simulações de colisão, foi possível conhecer as frequências naturais e modos de vibração do chassi, bem como o comportamento do mesmo frente a esforços aplicados. Com base nos resultados das simulações, foram propostas alterações na geometria, com remoção de elementos e alteração do diâmetro da tubulação em regiões específicas, e novas simulações foram realizadas. Os resultados das novas simulações mostraram um aumento na frequência do primeiro modo de vibração, de 29,299 Hz para 35,023 Hz, enquanto as características de rigidez estrutural e resistência a colisões da estrutura se mantiveram iguais.
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Análise do acabamento no fresamento frontal de rasgos de chavetas no aço 4140 utilizando o projeto de experimento Box-Behnken design
(2023-07) Möschbörcher, Roger Luis; Garcia, Rafael Farias; http://lattes.cnpq.br/1373172067588682; Barretos, Marcelo dos Santos; Hackenhaar, William
O rasgo de chaveta em um eixo, juntamente com a chaveta, é um elemento de máquinas que serve para realizar a trava de peças entre eixos e polias ou entre eixos e engrenagens, possibilitando a transmissão da rotação simultânea entre estes elementos de máquinas. Neste trabalho, para a fabricação do rasgo de chaveta através do fresamento frontal, foi usado o aço SAE 4140, que é fortemente recomendado, pois é utilizado para a fabricação de vários componentes mecânicos onde se deseja uma boa combinação de resistência mecânica, resistência à fratura e resistência à fadiga. Muitos elementos de máquinas são fabricados com o aço SAE 4140, bem como: rolamentos, cilindros de fixação, pinos, bielas, virabrequins e eixos. Para tanto, com o auxílio do projeto de experimento Box-Behnken Design (BBD) foram avaliadas as variáveis de entrada deste processo (vc: velocidade de corte; ap: profundidade de corte e fz: avanço por dente) sobre as variáveis de saída do processo através da análise do acabamento Ra e Rz. Também foi avaliado a morfologia dos cavacos nas maiores e menores combinações. Através das Análises de Variância (ANOVA), foi possível identificar o nível de contribuição de cada variável de entrada, sobre as variáveis respostas. Como resultado, o menor valor de Ra =0,675 μm foi encontrado na combinação vc = 40 m/min, fz = 0,01 mm/dente e ap = 0,6 mm, já o menor valor de Rz= 3,903 μm foi encontrado na combinação vc = 40 m/min, fz = 0,03 mm/dente e ap = 0,6 mm, sendo assim a velocidade de corte o parâmetro com maior contribuição no experimento, de 43,62% em Ra e 45,76% em Rz. Com o auxílio do BBD, foi realizada a otimização do processo, onde foram encontrados os valor de (vc = 40 m/min, fz = 0,03 mm/dente e ap = 0,9 mm) e com isso novos valores de saída foram gerados, como resultado de Ra =0,538 μm e de Rz= 3,715 sendo os menores valores dentre todos os que foram encontrados no experimento, comprovando a eficiência e a robustez do método proposto.
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Análise estrutural e otimização de um reboque artesanal
(2024-12) Gregory, Iago; Hackenhaar, William; http://lattes.cnpq.br/0737606963031593; Garcia, Rafael Farias; Rosa, Guilherme Cortelini da
Os reboques leves são veículos não tracionados que tem o objetivo de transportar cargas com segurança para determinado local. A principal abordagem do estudo é uma análise estrutural de um reboque artesanal e otimização de um modelo construído nos anos 90, onde as técnicas de manufatura e materiais de fabricação desses reboques não eram as mais adequadas. O método de análise do estudo é uma abordagem de ensaio estático aplicado no chassi, assim avaliando tensões de Von Mises, deformação e coeficiente de segurança. Ferramentas computacionais que utilizam método de elementos finitos foram utilizados para o auxílio de desenhos tridimensionais e dos ensaios citados. Os resultados evidenciam que o modelo de reboque leve artesanal é muito resistente, porém não possui uma distribuição de carga adequada, logo um modelo comercial foi proposto e ensaiado para fins de comparação. O modelo otimizado teve um ótimo desempenho nos ensaios, apresentando uma excelente resistência com melhores distribuições de tensões para a carga de transporte proposta e ainda tendo uma redução de 25% na sua massa estrutural
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Análise numérica e analítica do cisalhamento viscoso de discos lisos para o cálculo do torque em dinamômetros hidráulicos
(2018-10-09) Wommer, Rodrigo Augusto; Izquierdo, Rafael Crespo; http://lattes.cnpq.br/6632171988832435
A queima de combustíveis fósseis está diretamente ligada aos grandes impactos socioambientais, o que exige ampliar o desenvolvimento de instrumentos capazes de aferir a potência entregue aos veículos, como, por exemplo, os dinamômetros. Nesse viés, o presente trabalho apresenta um estudo para o dimensionamento de um dinamômetro hidráulico, de fabricação simples e de baixo custo. Para tanto, é apresentado os princípios de funcionamento dos dinamômetros e o comportamento do fluido entre discos rotacionais, que absorve a energia entregue pelo motor, através do seu cisalhamento viscoso. Neste trabalho a simulação numérica foi implementada em três etapas distintas. A primeira se deu em regime laminar com duas diferentes condições de espessura da câmara do fluido, 7 mm e 0,1 mm. Em cada uma delas, realizou-se o cálculo numérico e analítico para 12 diferentes rotações, de 0,1 a 1,2 rpm. Na segunda etapa, foi implementado o modelo numérico em regime de escoamento turbulento. A implementação se deu em 11 diferentes rotações, de 1000 a 6500 rpm. Por fim, na terceira etapa, aplicou-se, computacionalmente, uma simulação para uma condição real de operação de um dinamômetro hidráulico com um disco rotor. Os resultados mostram que a metodologia proposta é adequada, visto que nas três etapas foi possível a validação do modelo. No entanto, houve uma restrição quanto a espessura da câmara na implementação no regime laminar.
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Aproximação numérica de um estudo experimental da NASA aplicada ao aerofólio NACA 65(2)-415 com flapes planos
(2019-11) Matte, Leonardo Roni; Hermany, Lober; http://lattes.cnpq.br/3119032715902940
No projeto de aeronaves, o desenvolvimento de dispositivos hipersustentadores eficientes permitem operações de pousos e decolagens mais seguras, sem comprometer o desempenho em voo de cruzeiro. Esses sistemas têm o objetivo de aumentar a eficiência do aerofólio, sendo seu estudo desenvolvido de forma puramente prática durante muitos anos, por meio dos túneis de vento. Esse cenário mudou após o surgimento dos computadores, que têm seu poder de processamento utilizado para o cálculo das equações envolvidas. O estudo numérico de escoamentos sobre aerofólios permite aos engenheiros economizar tempo e investimentos na obtenção de informações essenciais para o projeto de aeronaves, turbinas e outros equipamentos. Neste contexto, o presente trabalho traz uma análise computacional do aerofólio NACA 65(2)-415 com a utilização de flapes. Se trata de uma reprodução computacional parcial de um estudo prático em túnel de vento realizado pela NASA em 1950. É uma análise bidimensional do aerofólio, gerando os coeficientes de sustentação e de arrasto conforme varia-se o parâmetro de ângulo de ataque. Inicialmente é feita a validação do modelo por meio do trabalho de Obeid et. al.(2017), onde o perfil NACA 0015 é simulado pelo mesmo software adotando modelos de turbulência na análise. Além disso, é realizado o teste de qualidade de malha para evitar possíveis variações no resultado final que estejam ligadas à discretização do problema. Depois, são plotadas as coordenadas do aerofólio estudado em software CAD e importadas para o ANSYS Fluent, configuradas as condições simplificadas de escoamento, que são regime permanente, incompressível e isotérmico. São escolhidos 4 combinações de ângulo de ataque para os 55° de deflexão de flape analisados. A comparação entre os coeficientes obtidos nas situações escolhidas e os resultados da NASA apresentam uma boa aproximação próximo ao ângulo de estol (desvio de 1,1%) , e mesmo que alguns pontos mostrem variações maiores, o comportamento da curva é semelhante, mostrando relevância à esta aproximação simplificada.
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Avaliação da eficiência energética de uma fritadeira industrial a gás natural
(2024-12) Martins, Kauê Rodrigo; Hackenhaar, William; http://lattes.cnpq.br/0737606963031593; Lagemann, Carlos Henrique; Lehn, Daniel Neutzling
O desenvolvimento de produtos ou a adequação a novas normas são fundamentais nas indústrias, devido à variedade de novas tecnologias, melhorias contínuas e novos modelos de produtos. Na era da Indústria 4.0, as empresas devem ajustar seus sistemas de produção e logística para se adequar à eficiência de custos, agilidade e flexibilidade do sistema produtivo. O estudo teve como objetivo principal avaliar e otimizar o desempenho energético de uma fritadeira industrial, adaptando-a às normas ASTM International e aos critérios do selo Energy Star. A pesquisa utilizou um modelo base (Fryers Restaurant RFB 40) e propôs melhorias para criar um novo modelo, denominado Efficiency. As principais alterações incluíram o revestimento da cuba com lã de vidro para retenção de calor, a otimização do defletor de calor para maior eficiência térmica e ajustes no injetor de gás para reduzir o consumo. O projeto da fritadeira à gás foi ajustado para atender à norma ASTM F1361-21 e à critérios da Energy Star, resultando em maior eficiência energética. O modelo Efficiency destacou-se por inovações como a redução do diâmetro do injetor de gás, economizando 20% no consumo energético (73.418 kJ/h contra 91.133 kJ/h do RFB 40), e o revestimento da cuba com lã de vidro, que reduziu a troca térmica com o ambiente. Apesar de maior emissão de monóxido de carbono (0,0610 ppm), manteve-se dentro dos limites normativos. O Efficiency é uma solução sustentável e econômica, ideal para mercados ambientalmente conscientes.
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Avaliação de materiais transparentes e leves para atenuação de ruído em máquinas conforme a NR-15
(2025-06) Hünemeyer, Felipe Jacó; Hackenhaar, William; http://lattes.cnpq.br/0737606963031593; Delwing, Eduardo Becker; Rosa, Guilherme Cortelini da
O trabalho analisa a eficácia de sistemas de atenuação de ruído em máquinas de sopro de frascos para atender aos limites de exposição sonora estabelecidos pela Norma Regulamentadora (NR) 15 no ambiente de trabalho. A pesquisa foca na identificação e mitigação dos impactos do ruído industrial, que, ao exceder 85 dB, gera riscos de perda auditiva e outros problemas de saúde ocupacional. No contexto de uma indústria de produtos de higiene e limpeza, são apresentados materiais transparentes e leves, como acrílico, PETG e policarbonato para uso em dispositivos de isolamento acústico, em substituição aos tradicionais fabricados com aço carbono e lã de rocha, que limitam a visibilidade e dificultam a manutenção das máquinas. A metodologia inclui mapeamento das fontes de ruído, desenvolvimento de protótipos de barreiras acústicas e avaliação de custo-benefício, medindo a eficácia dos dispositivos em reduzir o nível sonoro para valores aceitáveis. Os resultados obtidos demonstraram que as placas transparentes, especialmente as de policarbonato de 6 mm, apresentam desempenho acústico equivalente ou superior às barreiras tradicionais de aço carbono com lã de rocha, com destaque para a redução de até 25 dB em determinados cenários. Além da atenuação eficiente, o policarbonato destacou-se por seu menor custo, alta resistência mecânica e facilidade de aplicação, tornando-se a opção recomendada para substituição em mais de 20 máquinas de sopro do setor, promovendo melhorias na visibilidade operacional, setup e conformidade com os limites estabelecidos pela NR-15.
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Avaliação de parâmetros no dimensionamento de um transportador pneumático de farinha de soja
(2023-07) Schroeder, Daniel; Hackenhaar, William; http://lattes.cnpq.br/0737606963031593; Izquierdo, Rafael Crespo; Zotti, Eduardo
Os sistemas de transporte pneumáticos são amplamente utilizados para transportes de grãos, como os das farinhas, e podem substituir diferentes tipos de transportadores como esteiras, elevadores, canecas ou helicoidais. Esse tipo de transportador oferece um alto desempenho, com elevadas velocidades de transporte, baixa manutenção, aumentando a segurança aos operadores e resultando em elevada qualidade de transporte. Neste trabalho se avaliaram os parâmetros de dimensionamento de um sistema de transporte pneumático de farinha de soja e seus derivados. Com o auxílio de planilhas eletrônicas de Excel, investigou-se o efeito da variação de parâmetros como o diâmetro da tubulação e a velocidade de transporte para a otimização da potência consumida pelo sistema de transporte. Também, realizou-se a comparação do modelo proposto para o dimensionamento com um equipamento em operação, validando-se os resultados obtidos. Os resultados indicaram as combinações dos parâmetros que geram a redução da potência consumida, e por consequência do custo de operação do equipamento. A combinação teórica que resultou na máxima otimização do sistema durante a avaliação dos parâmetros foi com o diâmetro da tubulação de 101,6 mm e velocidade de transporte de 17,6 m/s. Essa combinação, acarretou em uma redução de potência da máquina geradora de fluxo de 8,4 cv para 6,7 cv, resultando assim em uma economia financeira para a instalação do equipamento e principalmente no consumo de energia elétrica da máquina geradora de fluxo. Através dos resultados obtidos, constatou-se que entre os benefícios de uma futura instalação do equipamento, pode-se obter uma melhoria dos índices de qualidade, maior segurança de operação e o incremento na eficiência de transporte do produto.
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Avaliação de um protótipo de reator de pirólise utilizando resíduo como fonte de energia
(2020-06) Turatti, Filipe Dos Santos; Konrad, Odorico; http://lattes.cnpq.br/9946679953072196
Neste trabalho foi estudado um protótipo de reator de pirólise através de uma avaliação do potencial energético gerado por diferentes resíduos de ambiente doméstico e industrial, sendo este último, o resíduo sólido de couro wet blue. Para uma melhor verificação das análises, foi realizada uma triagem dos resíduos coletados do ambiente doméstico, a fim de retirar o resíduo orgânico e utilizar o restante, assim como uma triagem do tamanho dos resíduos a serem utilizados, tanto doméstico quanto industrial, mantendo uma quantidade menor de matéria. Essa padronização é necessária para que a análise se torne mais eficiente e rápida, já que se trata de um reator de pirólise de escala de bancada. Para dimensionamento dos componentes e melhor detalhamento para fabricação, o reator foi desenvolvido através de um protótipo em software 3D. Para que o protótipo fosse mais eficiente, aproximando-se da escala real, foi projetado com o cilindro principal do reator, em modo rotatório, agitando a massa, de modo que o resíduo se tornasse mais homogêneo e a transferência de calor mais eficiente. O princípio do mecanismo do reator é a decomposição física e química por meio da ação de carga térmica e ausência de oxigênio, em que a temperatura varia de 300 a 1000 °C no processo. Ao final da pesquisa, concluiu-se que o balanço energético se deu negativo, uma vez que a injeção de energia ao processo foi maior que as energias resultantes dos subprodutos gerados, o que pode ser caracterizado através da análise elementar. Calculados o poder calorífico resultante da pirólise dos resíduos, obteve-se 1252,01 kcal de perda energética no processamento do resíduo sólido urbano e 1324,49 kcal de perda energética no resíduo sólido industrial. Com o desenvolvimento do protótipo, puderam ser identificadas variáveis que devem ser consideradas, para a obtenção de melhores de resultados no que tange ao melhor aproveitamento do processo, de modo a reduzir perdas durante o processamento, promover o reaproveitamento dos gases para aquecimento do sistema e evitar pontos de vazamento dos mesmos.
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Avaliação do comportamento do aço SAE 4140 submetido a ensaios mecânicos
(2017-10) Turatti, Ednildo; Toso, Marcelo André; Birck, Gabriel; http://lattes.cnpq.br/1627159672211929; Birck, Gabriel; Toso, Marcelo André
Falhas de componentes são recorrentes em diversas áreas da indústria, portanto, a correta caracterização do material empregado na fabricação de determinado produto é importante. As falhas por fadiga, que geralmente ocorrem em componentes com carregamento cíclico, são as mais comuns. Assim, com a realização correta do ensaio de fadiga pode-se determinar o limite de resistência à fadiga dos materiais, possibilitando a avaliação dos resultados antes da fabricação de um componente por um determinado material, evitando a quebra inesperada do componente. O objetivo do trabalho é avaliar o aço SAE 4140 por ensaios mecânicos de tração, dureza e impacto em corpos de prova em condições controladas em laboratório seguindo as especificações impostas por normas. Além de realizar o ensaio de fadiga axial em um componente, um parafuso utilizado na indústria automotiva. Os ensaios foram realizados nas dependências de uma indústria da região e no laboratório da Univates. E finalmente, os resultados foram discutidos e comparados com outras referências, concluindo que as propriedades estão próximas daquelas obtidas de outras fontes.
Acesso Aberto
Avaliação do desgaste de um modelo obtido através da manufatura aditiva no processo de fundição em areia verde
(2020-06) Bittencourt, Leandro De; Rosa, Guilherme Cortelini Da; http://lattes.cnpq.br/3922144658164302
A competitividade do mercado atual requer que as empresas inovem e se reinventem continuamente, tanto no que concerne aos seus produtos quanto aos seus processos. Neste sentido, o presente trabalho visa explorar os atos inerentes à fundição e àqueles pertinentes à manufatura aditiva, buscando propor a utilização de modelos não convencionais, como a Manufatura Aditiva por Fabricação com Filamento Fundido, processo de concepção de modelos fundidos para moldagem em areia verde a partir da análise e avaliação do desgaste do material, e estimativa da quantidade de peças produzidas através da moldagem mecanizada. Para isso, foram submetidas amostras de modelos impressos em ABS juntamente com modelos de materiais convencionais, os quais forma testados em condições reais de moldagem mecanizada, produzindo mais de 1200 moldes com medições realizadas em intervalos de aproximadamente 200 peças. Com isso, tornou-se possível verificar se um molde impresso possui a mesma resistência ao desgaste que a madeira ou alumínio.
Acesso Aberto
Avaliação experimental de um sistema termoelétrico para refrigeração e aquecimento
(2021-06) Franzon, Vinícius; Hermany, Lober; http://lattes.cnpq.br/3119032715902940; Lagemann, Carlos Henrique; Gonzatti, Sônia Elisa Marchi
Com a descoberta dos efeitos termoelétricos, observou-se a geração ou absorção de calor reversível simultaneamente a um gradiente de temperatura e a uma corrente elétrica, onde buscou-se desenvolver materiais semicondutores com maior capacidade de conversão termoelétrica. A simplicidade construtiva do módulo é uma das suas maiores vantagens, entretanto, o sistema apresenta uma eficiência baixa em relação aos sistemas convencionais de refrigeração. Assim sendo, o presente trabalho tem por objetivo desenvolver um protótipo de um sistema de refrigeração e aquecimento de um fluido condutor térmico, através da utilização de módulos termoelétricos, baseando-se no efeitos Peltier. O protótipo desenvolvido opera pela configuração líquido para líquido, utilizando-se de um sistema de condicionador de ar comercial, que teve o sistema de compressor substituído pelo sistema termoelétrico. Os módulos termoelétricos foram testados, analisando seu comportamento térmico em relação à tensão de alimentação. O funcionamento e comportamento do protótipo foi avaliado a partir de cinco testes, alterando-se apenas os sistemas de bombeamento do fluido e acionamento dos ventiladores. Com os resultados obtidos identificou-se o comportamento térmico do sistema. As análises mostraram que o sistema apresenta uma baixa capacidade de refrigeração e aquecimento.
Acesso Aberto
Caracterização das propriedades mecânicas e magnéticas de um aço inoxidável AISI 304
(2017-02) Purper, Bernardo Vinícius; Barretos, Marcelo dos Santos; http://lattes.cnpq.br/7435324744426034; Barretos, Marcelo dos Santos; Souza, Ricson Rocha de; Birck, Gabriel
O aço inoxidável austenítico é uma matéria prima de uso frequente por diversas indústrias e consequentemente, de forma direta ou indireta, está inserida na rotina das pessoas. Sua utilização, nos mais diversos segmentos, pode ser justificada pela combinação vantajosa de suas propriedades mecânicas, particularmente, a resistência à corrosão e à oxidação, soldabilidade e a resistência mecânica à quente. O processo de laminação dos aços é uma das etapas do seu processo de produção, e nesta etapa pode-se originar a anisotropia. Este trabalho buscou analisar e caracterizar por meio de ensaios mecânicos e magnéticos a influência da anisotropia nas propriedades mecânicas e magnéticas de um aço inoxidável AISI 304. As amostras extraídas de uma mesma chapa de aço inoxidável com 2 milímetros de espessura, foram utilizadas para a preparação dos corpos de prova. Dois corpos de prova foram submetidos à análise microestrutural conforme norma ASTM E3, outros quinze corpos de prova, obtidos em sentidos de laminação diferentes, sendo cinco no sentido da laminação, cinco à 45º da laminação e outros cinco perpendiculares ao sentido de laminação, foram submetidos à ensaio de tração, segundo norma ASTM E8 / E8M. As medições de variação do campo magnético foram executadas em quinze corpos de prova, também extraídos seguindo o mesmo critério do ensaio de tração, porém, passando pelo processo de deformação à frio com diferentes ângulos de dobra. Com os testes realizados, foram obtidos valores de limite de escoamento e de resistência à tração, conforme o sentido de laminação do material. As medições de variações do campo magnético mostram que em três corpos de prova, para alguns ângulos de dobra, combinados a um sentido de laminação específico, há magnetização na região afetada pela deformação à frio.

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