Faculdade de Engenharia de Materiais - FEMAT/CANAN

URI Permanente para esta coleção

https://bdm.ufpa.br/handle/prefix/306

Campus de Ananindeua / Bibliotecários: Erik André de Nazaré Pires / Élida Moura Figueiredo / Cleide Dantas Fone: (91) 3201-7041 E-mail: bbca@ufpa.br

Navegar

Agora exibindo 1 - 20 de 87

Acesso aberto (Open Access)
Adsorção do chumbo na Manihot Esculenta (mandioca) exposta ao rio cateté-pa contaminado por metais pesados
(2022-02-11) COSTA, Juliana Socorro Barbosa da; NEVES, Alacid do Socorro Siqueira; http://lattes.cnpq.br/4480788820987458; PAIVA, Reginaldo Sabóia de; http://lattes.cnpq.br/9461672108039581
Neste trabalho, aborda-se um caso real de contaminação pelo metal pesado chumbo, devido o lançamento de efluentes do empreendimento minerário localizado próximo ao Rio Cateté, que pertence a região de Carajás, Sudeste do Estado do Pará. Ao longo deste rio foram escolhido dois pontos para serem estudados, o porto da Aldeia Indígena Cateté e o porto da Aldeia Indígena Djudjeko. Com isso, investigando a rotina da população que habita essa aréa e se utiliza desse porto, percebeu-se que é uma característica dos índios da região utilizarem o rio para produção de farinha de mandioca (manihot esculenta), alimento muito consumido por eles. No entanto, as análises químicas da água do Rio Cateté, do lodo das margens do rio e da própria mandioca, apontaram que estes se encontram contaminados por chumbo. O estudo em questão aborda o fenômeno da adsorção que ocorre na etapa de produção da farinha exercida com o auxílio do rio, onde a mandioca é imersa nas águas do rio, por um determinado período, para o seu amolecimento. Diante disso, este trabalho propõe-se a traduzir este fenômeno através do desenvolvimento de um modelo matemático que descreve numericamente o processo de adsorção de chumbo pela mandioca exposta ao Rio Cateté. Para as análises químicas, foram preparadas amostras da água do rio, mandioca, farinha de mandioca e do lodo formado na margem do rio. Em seguida, após a identificação dos teores de chumbo nessas amostras, foi criado um modelo algébrico em que foi aplicado a união do modelo sigmoidal e o da transformada de Laplace para resolver o balanço de carga iônica. Com isso, foram realizadas simulações para ambos os modelos, inclusive a simulação de extrapolação, em que é possível observar o ponto máximo de adsorção. Por fim, o modelo obtido atendeu ao objetivo proposto neste trabalho, sendo capaz de caracterizar e representar o fenômeno de adsorção do chumbo na contaminação da mandioca (manihot esculenta) exposta a água do Rio Cateté, concluindo que a contaminação do tubérculo ocorre pela concentração de chumbo depositado no lodo das margens do rio.
Acesso aberto (Open Access)
Análise comparativa das propriedades química, microestrutural e mecânica das ligas 3004, recicladas das latas de alumínio, com e sem a adição de 3 % de níquel, solidificadas em molde de cobre
(2023-05-29) SILVA, Nelma Cristiane Siqueira da; DANIEL, Brenda Thayssa Figueira; http://lattes.cnpq.br/1993134397856983; https://orcid.org/0000-0003-1473-9247; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-2165-2628
A reciclagem de materiais é um dos fatores que contribuem para o desenvolvimento sustentável no planeta. A reciclagem do alumínio é referência para a indústria mundial, especialmente a de embalagens. Neste trabalho foi realizado a obtenção de dois lingotes de alumínio reciclados de latas de bebidas pós-consumo, liga AA3004, com o objetivo de comparar suas propriedades química, microestrutural e mecânica, sendo que o segundo lingote foi modificado por teor de 3 % Níquel. Os materiais coletados foram higienizados, cominuídos, prensados e submetidos à fusão. Optou-se em utilizar o molde de cobre para a solidificação dos lingotes 1 (3004) e 2 (3004 + 3 % Ni). Para a caracterização química utilizou-se a técnica de Espectrometria de Emissão Óptica (EEO), e as amostras obtidas dos dois lingotes foram preparadas por meio de caracterização metalográfica. As microestruturas foram analisadas através de Microscopia Óptica (MO) e Microscopia Eletrônica de Varredura com sistema de Energia Dispersiva (MEV/EDS). Na caracterização mecânica foram realizados os ensaios de microdureza Vickers e de tração. Como resultado do estudo, observou-se que para a caracterização química do lingote 1, apenas o elemento Mn apresentou valor inferior (0,83 %), mas não discrepante do apresentado pela norma ABNT NBR ISO 209:2010. Para o lingote 2, constatou-se que o elemento Mn também apresentou percentual inferior (0,84 %) e o valor encontrado para elemento Fe foi superior (> 1,00 %) segundo a norma ABNT NBR ISO 209:2010. As microestruturas obtidas são típicas para as ligas Al-Mn e Al-Mn-Ni. A microdureza obtida para o lingote 1 foi de 55,76 HV e para o lingote 2 foi de 56,32 HV. O limite de resistência a tração (LRT) mostrou que o valor médio para o lingote 1 foi de 109 MPa e para o lingote 2 o valor médio do limite de resistência a tração foi de 140 MPa. Por fim, os valores obtidos evidenciam que o lingote 2 apresentou um melhor resultado devido a presença do elemento Ni.
Acesso aberto (Open Access)
Análise da propriedade elétrica e mecânica das ligas Al-0,5%Si-0,04%Ni e Al-0,5%Si-0,30%Ni submetidas ao tratamento térmico de recozimento a 200, 300 e 400 °C por 2 horas
(2024-12-19) BARBOSA, Alicia Regina Zanon; ESPÍNDOLA, Eric Elian Lima; http://lattes.cnpq.br/1193834237116588; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-2165-2628
Com o avanço tecnológico e o aumento populacional, a demanda por energia elétrica cresce, exigindo uma maior eficiência das linhas de transmissão e distribuição. Para enfrentar os desafios das expansões dos centros urbanos, intempéries climáticas e desenvolvimento das indústrias, é necessário o aprimoramento da transmissão e distribuição de energia elétrica. Dessa forma, o objetivo do estudo foi analisar o efeito da adição de Ni em concentrações de 0,04% e 0,3%, e do tratamento térmico de recozimento nas temperaturas de 200, 300 e 400 ºC, nas propriedades elétricas e mecânicas da liga Al-0,5%Si. As ligas foram fundidas pelo método de solidificação estática direta em coquilha metálica em “U”, em seguidas foram retiradas amostras para análise química e macroestrutural das ligas, os restantes dos materiais foram usinados para diminuição do diâmetro de 22,0 mm para 18,5 mm. Posteriormente, foram laminados para produção dos fios com diâmetro de 3 mm. Após a laminação foram separadas amostras para realização do tratamento térmico de recozimento nas temperaturas 200, 300 e 400 ºC. Após esses processos, todas as amostras foram submetidas aos ensaios de resistência elétrica e resistência mecânica. Os resultados obtidos nas análises químicas demonstraram que as ligas fabricadas estão próximas dos valores estipulados no estudo. As macroestruturas apresentadas tiveram suas morfologias alteradas com o recozimento, gerando grãos predominantemente equiaxiais. A condutividade elétrica apresentada revelou que ao comparar as ligas sem tratamento e tratadas a 400 °C, houve um aumento na condutividade elétrica das ligas tratadas de 4,81%, 5,97% e 6,73% para as ligas Al-Si, Al-Si-0,04%Ni e Al-Si-0,3%Ni, respectivamente. No entanto, ao analisar os resultados do ensaio de tração das ligas tratadas a 400 ºC e não tratadas, observou-se uma redução nas ligas tratadas de 57,05%, 55,10% e 61,78% para as ligas Al-Si, Al-Si-0,04%Ni e Al-Si-0,3%Ni, respectivamente. Conclui-se que o tratamento térmico modificou a morfologia das ligas. O tratamento térmico aplicado foi efetivo no aumento da propriedade elétrica. Entretanto, a resistência mecânica apresentou uma redução da propriedade ao realizar o tratamento térmico.
Acesso aberto (Open Access)
Análise da propriedade mecânica de tração e resistência à chama de compósitos poliméricos com fibras de Envira Cheirosa (Annona paludosa Abul.)
(2024-12-13) MONTEIRO, Manoel Vinícius França; SOUSA, Ana Paula Souza de; http://lattes.cnpq.br/9161169241736758; https://orcid.org/0009-0006-9908-0099; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-2165-2628
A crescente demanda da indústria por materiais sustentáveis e de alto desempenho tem se intensificado frente à crescente preocupação com os impactos ambientais. Dessa forma, o uso de fibras naturais como reforço em compósitos poliméricos surge como uma alternativa promissora. Nesse contexto, este trabalho abordou o uso das fibras naturais de envira cheirosa (Annona paludosa Aubl.) como reforço em compósitos poliméricos de matriz poliéster, visando desenvolver materiais sustentáveis. O objetivo foi caracterizar a fibra de envira cheirosa, com caracterizações de morfologia da fibra, por meio da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Massa Específica Aparente da fibra (MEA), pelo método do picnômetro, ensaio de flamabilidade e ensaio mecânico de tração, utilizando normas ASTM como D 635 e D 638, respectivamente; e avaliar o desempenho dos compósitos em propriedades físicas, resistência à tração e flamabilidade. A fabricação foi realizada pelo método Hand Lay-Up, nas frações mássicas de 1%, 3% e 5%, com fibras curtas no tamanho de 15 mm, e longas no tamanho de 160 mm. Na análise da morfologia, as fibras apresentaram uma superfície levemente rugosa. A massa específica da fibra apresentou valor de 1,154 g/cm³, estando de acordo com valores encontrados nas literaturas para fibras vegetais. Nos ensaios físicos, os compósitos mostraram maior porosidade e absorção de água a medida em que se aumentava a fração mássica de fibras. Quanto à flamabilidade, os compósitos com 5% de fibras longas apresentaram melhor resistência à chama. No ensaio de tração, a tensão máxima foi registrada nos compósitos com 5% de fibras longas, com aumento de 40% em relação a matriz plena, destacando a eficiência da orientação e interação matriz/reforço, ao mesmo tempo que a análise estatística por ANOVA validou a significância dos resultados obtidos nos ensaios físicos, de flamabilidade e de tração. A análise fractográfica evidenciou a adesão fibra/matriz e padrões de fratura coesiva e interfacial, confirmando o desempenho mecânico superior das amostras com maior fração de reforço. Dessa forma, concluiu-se que a envira cheirosa é uma alternativa promissora para compósitos poliméricos, combinando eficiência estrutural, sustentabilidade e viabilidade econômica.
Acesso aberto (Open Access)
Análise de massas cerâmicas utilizando argila piauiense, com teores de resíduo de pó de balão e rejeito de minério de cobre visando a produção de cerâmica vermelha
(2022-12-22) SILVA, Flávia Regina Guedes da; REIS, André Wilson da Cruz; http://lattes.cnpq.br/0498111069343845; NEVES, Alacid do Socorro Siqueira; http://lattes.cnpq.br/4480788820987458
A indústria da cerâmica vermelha é o setor responsável por uma expressiva parcela dos materiais utilizados na construção civil, sendo também tema recorrente de pesquisas que visam, através de formulações com adição de diferentes matérias-primas, aprimorar as propriedades tecnológicas do produto de modo a atender às demandas de engenharia. Deste modo, esse trabalho visa analisar a composição das misturas: argila da região de Jardim do mulato- Piauí, com rejeito de cobre e resíduo de pó de balão, através da caracterização física dos corpos de prova. Foram feitas também análises de fluorescência de raios X e difração de raios X. Após isto, foram conformados corpos de prova da argila com misturas contendo de 10% e 15% de rejeito de cobre e 5% e 10% de pó de balão. Os corpos de prova foram secos à 105ºC e queimados a 950ºC por 2h. As características físicas avaliadas foram: absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente. A caracterização mostrou que a argila é caulinítica com elevados teores de SiO2 e Al2O3 e que a melhor relação de misturas se obteve com a formulação contendo 15% de cobre e 10% de pó de balão, onde apresentou melhor desenvoltura nas propriedades tecnológicas.
Acesso aberto (Open Access)
Análise do uso de resíduo de caulim intercalado com acetato de potássio em compósito de matriz polimérica
(2024-06-11) SANTOS, Jenniffer Cristina Pena dos; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-2165-2628; HILDEBRANDO, Edemarino Araújo; http://lattes.cnpq.br/4710292620846375; orcid logo https://orcid.org/0000-0002-4915-3492
Devido ao aumento no volume de resíduos industriais, busca-se por novas alternativas, como o reaproveitamento desse material para a produção de novas tecnologias através de materiais compósitos. O presente estudo tem como objetivo a realização da modificação química do resíduo de caulim visando sua aplicação como carga mineral de reforço na produção de materiais compósitos de matriz poliéster. O resíduo in natura e o resíduo tratado foram caracterizados através da técnica de difratometria de raios X e da análise térmica, para verificar sua composição mineralógica, e foi realizada a técnica de picnometria para determinar a massa especifica do resíduo tratado. Posteriormente, uma solução estequiometricamente elaborada de resíduo in natura, acetato de potássio e água destilada foi agitada por 8 horas em temperatura ambiente. Após 24 horas, o material foi filtrado e colocado em estufa à 60 °C por 6 horas. As placas dos compósitos foram confeccionadas pelo método hand lay-up associado à compressão, e os valores de frações mássicas foram de 0% (Resina Plena – RP), 10% (Resíduo de Caulim Tratado 10 – RCT-10) e 20% (Resíduo de Caulim Tratado 20 – RCT-20). Posteriormente aos ensaios, foi constatado que a incorporação de carga mineral tratada quimicamente resultou em mudanças estatisticamente satisfatórias em suas propriedades físicas (absorção de água, porosidade aparente e massa especifica aparente) e atribuiu características relevantes devido resistência a propagação de chama, principalmente para RCT-10, embora os resultados de Limite de Resistência à Tração (LRT) registraram uma certa diminuição em relação a resina plena. Pode-se dizer que a pesquisa alcançou resultados satisfatórios, conforme demonstrado na literatura, além da considerável importância do reaproveitamento de resíduos para contribuir na diminuição de impactos ambientais.
Acesso aberto (Open Access)
Análise numérica computacional de antenas e metamaterias utilizando ti3c2tx mxene como material ressonador na banda terahertz (THz)
(2023-05-04) SOARES, Edson Miranda; COSTA, Marcos Benedito Caldas; http://lattes.cnpq.br/7636226766852440
Havendo a necessidade de aprimoramento das tecnologias de telecomunicação para atender parâmetros cada vez mais elevados, assim como o desenvolvimento de novos métodos de análise, caracterização e identificação de materiais e objetos. Nesse estudo é elaborado projeto de antenas e metamateriais para a aplicações no THz gap, faixa viável para aplicações em telecomunicação e Imaging. Os dispositivos são constituídos de sílica como material dielétrico e utiliza Ti3C2Tx MXene como meio ressonador. O projeto foi simulado por análise numérica computacional, utilizando os softwares COMSOL Multiphysics para as simulações das antenas e metamateriais e MATLAB para a modelagem das antenas e desenvolvimento dos modelos numéricos de Drude-Smith e Drude-Lorentz, visando representar as propriedades óticas do Ti3C2Tx MXene. O Metamaterial apresentou comportamento como meio de ε negativo (ENG) na faixa de 1-3 THz, como meio de μ negativo (MNG) com permitividade próximo de zero (ENZ) na faixa de 3-6 THz, contendo picos de absorbância em entre 6-7 THz e reflectância em 3-4 THz. As antenas apresentaram resultados coerentes para antenas de baixo perfil, contendo três modos de ressonância TM10, TM02 e TM20. O modo fundamental TM10 Ressoou entre 3,1-3,2 THz com coeficiente de reflexão de -36,478 dB apresentando largura de banda de 16,44 %, sendo o modo de ressonância predominante, o incremento de MTM resultou no aumento da largura de banda no modo TM20 nas faixas de 6-7 THz com -24,38 dB e ganho de 1,13 dBi no modo fundamental para Ti3C2Tx MXene modelado por Drude-Smith, apresentando o total de 3,76 dBi. As antenas com Ti3C2Tx MXene modelado por Drude-Lorentz apresentaram modo TM20 com maior ressonância contendo coeficiente de reflexão de – 36,613 dB e largura de banda de 21,8%, nessas antenas o incremento de MTM fomentou aumento de ganho de 0,86 dBi somente no modo TM10, ao qual obteve ganho de 2,48 dBi.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação da incorporação do rejeito de minério de cobre em massas argilosas para a produção de cerâmica vermelha
(2018-12-05) CARDOSO, Altair Costa; HILDEBRANDO, Edemarino Araújo; http://lattes.cnpq.br/4710292620846375
Atualmente, as matérias-primas estão se tornando cada vez mais escassas e os rejeitos gerados se transformaram em graves problemas ao meio ambiente com gerenciamento complexo. Sabe-se que rejeitos industriais são problemas no mundo todo, e que a reutilização destes pode garantir um menor impacto ambiental. Em vista destes problemas, este trabalho tem por objetivo avaliar o efeito da incorporação do rejeito proveniente da mineração de cobre em massas argilosas, em diferentes percentuais, visando à produção de cerâmica vermelha. A argila e o rejeito utilizado foram caracterizados através de difração de raios X (DRX) e as formulações foram elaboradas nas seguintes proporções de rejeito de cobre: 10%, 20%, 30% e 40% em peso. Os corpos cerâmicos foram conformados por prensagem uniaxial e sinterizados a 850 ºC, 950 °C e 1050 °C com um patamar de queima de 2 horas. As propriedades tecnológicas analisadas foram retração linear, massa especifica aparente, porosidade aparente, absorção de água e resistência mecânica, essa última obtida pela tensão de ruptura à flexão em três pontos. A análise microestrutural do material produzido foi avaliada utilizando-se a técnica de microscopia óptica. Foram obtidos resultados satisfatórios nas composições contendo 20 e 30% de rejeito de cobre, sem grandes perdas na resistência mecânica. A partir deste estudo verificou-se que a adição do rejeito de cobre em massas argilosas pode vir a torna-se algo atrativo para a fabricação de produtos da indústria de cerâmica vermelha.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação da incorporação do rejeito do processo bayer em formulações com argila do município de Acará-Pa visando a produção de cerâmica vermelha
(2023-12-05) VAZ NETO, Josias de Souza; COSTA, Augusto Fernando de Freitas; http://lattes.cnpq.br/8507174218750706; HILDEBRANDO, Edemarino Araújo; http://lattes.cnpq.br/4710292620846375; https://orcid.org/0000-0002-4915-3492
O estado do Pará tem se consolidado como uma potência no sentido de abertura de novas frentes de aproveitamento e beneficiamento de matérias-primas e dado espaço para uma crescente no setor de mineração e metalurgia, contudo, essa crescente no desenvolvimento resulta também na geração de toneladas de resíduos e rejeitos, que em determinados aspectos impactam diretamente o ambiente e o entorno destes centros industriais. Tendo isto em vista, este estudo concentrou-se na produção de cerâmica vermelha, utilizando rejeitos provenientes do processo Bayer, especificamente a lama vermelha. Uma análise detalhada das formulações e dos parâmetros de processamento, tal como o patamar e tempo de queima foi conduzida com a proposta de reintroduzir este rejeito, agregando-o valor, também visando a produção com foco na redução do consumo de matérias-primas, ao mesmo tempo em que se mantém a conformidade com as normas técnicas. Para alcançar esse objetivo, este estudo baseou-se em metodologias já empregadas na inserção de lama vermelha na produção de cerâmicas, empregando ao todo três formulações distintas LA8020 (80% de Rejeito e 20% de Argila), LA6040 (60% de Rejeito e 40% de Argila) e LA100 (100% de Argila) como comparativo, além de três temperaturas de queima 900, 1000 e 1100 °C. Foram adotadas as normas relacionadas ao desenvolvimento de cerâmica vermelha ABNT NBR 15270/2017 e ABNT NBR 15310/2005, que classificam produtos cerâmicos em categorias específicas, como blocos de vedação, blocos estruturais e telhas cerâmicas, como parâmetro para avaliar a qualidade dos materiais produzidos e classificação de utilização. Os resultados obtidos indicaram que em determinados parâmetros as formulações testadas cumpriram os requisitos estabelecidos pelas normas. Isso pode ser alcançado com variações do tempo de queima e temperatura, resultando em economia significativa nos custos de produção e em uma utilização mais eficiente das matérias-primas. Além disso, os resultados demonstraram viabilidade na produção de materiais com desempenho comparável aos produtos convencionais disponíveis no mercado. É importante destacar a formulação LA6040 como a mais promissora para os fins deste estudo, pois exibiu um perfil de propriedades que sugere um alto potencial para emprego no desenvolvimento de cerâmica vermelha, tornando-a adequada para a fabricação de blocos ou tijolos de vedação.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação da influência dos nanotubos de carbono nas propriedades da liga Al-2 % Si
(2022-11-03) SILVA, Hanathanya Rocha da; PRAZERES, Emerson Rodrigues; http://lattes.cnpq.br/8918189837419936; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-5421-5256
Devido à tendência no aumento do consumo energético, seguido de deteriorações frequente dos cabos e linhas de transmissão elétrica é que pesquisas estão sendo feitas sobre elementos que aumente a resistência nas ligas condutoras de eletricidade. Este trabalho tem como objetivo geral avaliar a influência dos Nanotubos de Carbono (CNT) na liga de Al2 % Si. A princípio realizou-se a espectroscopia Raman no pó de NTC funcionalizado para iniciar o processo de fundição da liga em molde cilíndrico; Após a solidificação da peça, cortou-a e dividiu-se parte para laminação, a qual se verificou a macroestrutura e realizaram-se testes de microdureza, condutividade elétrica, tração e MEV da fratura; a parte não laminada se verificou também a macroestrutura e microdureza, e então se comparou os resultados, além de observar o efeito do tratamento térmico (TT). A espectroscopia Raman dos NTC mostraram uma proximidade das bandas D e G demonstrando que há presença de carbonos amorfos, já na sua razão de ID/IG foi revelado um grau de desordem aceitável; nas macroestruturas, identificou-se um maior refinamento de grãos para a liga Al-2 % Si-NTC; já na microdureza, os Nanotubos presente foram responsáveis pelo aumento dessa propriedade; na condutividade elétrica todas as ligas ultrapassaram de 54,71 % exigido pela IACS (International Annealed Copper Standard) para 3 mm de diâmetro final para serem consideradas ligas condutoras de eletricidade; na tração as ligas contendo NTC também elevaram seus valores; no MEV da região fraturada das ligas com o NTC foram encontradas microcavidades (dimples) do tipo mais razas e menor ductilidade em relação as ligas não tratadas; o tratamento térmico se mostrou mais evidentes nas ligas sem os NTC. Todos os ensaios obtiveram ganhos em suas propriedades em relação às ligas sem tratamentos térmicos (STT) quando submetidas ao teste de termorresistividade (230 °C e 280 °C), com exceção do limite de resistência à tração (LRT), sendo apenas a liga Al-2 % Si a 230 °C apta, de acordo com o protocolo COPEL. Por fim, o NTC conferiu a liga maior resistência mecânica e melhor condutividade elétrica, porém uma diminuição na ductilidade, possibilitando a liga ser utilizada dentro da indústria elétrica, já que essas foram consideradas condutoras.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação da resistência à chamas de compósitos poliéster isoftálico insaturado com resíduo de lama vermelha e fibra de bambu
(2022-04-14) LIMA, Haianny Beatriz Saraiva; MENDES, Bruno Henrique Alves; http://lattes.cnpq.br/5787125242125490; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087
Foram fabricados materiais compósitos de matriz polimérica com inserção de fibras naturais de bambu e resíduo industrial de lama vermelha proveniente da indústria de beneficiamento da bauxita, levando em consideração a sustentabilidade, a grande disponibilidade de fibras vegetais na Amazônia e a problemática dos resíduos industriais que podem, através da má disposição, gerar grandes impactos ambientais. A produção seguiu o método de fabricação manual hand lay-up em molde de silicone com pressão, com percentual mássico de 5 % para as fibras naturais no tamanho de 30 mm, e de 20 % e 40 % para o resíduo industrial que passou pelo processo de beneficiamento obtendo granulometria de 325 Mesh da série Tyler. A matriz utilizada foi a resina poliéster isofitálica insaturada, com acelerador de cobalto na proporção de 1,5 % v/v e catalisador butanox M-50 na proporção de 1 % v/v. A análise micrográfica da fibra e do resíduo foi realizada através do Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) com Sistema de Energia Dispersiva (EDS). Após etapa de confecção dos corpos de prova realizou-se os ensaios físicos de absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente segundo as normas ASTM D 570, ASTM D 2734 e ASTM D 792. A taxa de propagação de chama foi determinada através do ensaio de flamabilidade horizontal (ASTM D 635) e por fim realizou-se o ensaio mecânico de resistência à flexão (ASTM D 790) com análise de superfície de fratura através do MEV. A análise microestrutural evidenciou particularidades dos reforços, sendo possível observar poros e rugosidades presente nas fibras, assim como a morfologia do resíduo e diferentes tamanhos de partículas. A Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) apresentou alguns elementos presentes no resíduo. Nos ensaios físicos observou-se um aumento na absorção de água e porosidade aparente conforme foram inseridos os reforços (fibra e resíduo). Nos ensaios de flamabilidade notou-se excelentes resultados no retardo à chama para os compósitos com a inserção do resíduo na matriz com destaque para a fração mássica de 40 % de lama vermelha que extinguiu a chama. Nos ensaios de flexão os compósitos obtiveram resultados superiores ao da matriz plena. Através da análise fractográfica notou-se a presença de trincas, poros, bolhas, além de mecanismo de deslocamento e arrancamento de fibras. Os materiais fabricados se candidatam em algumas aplicações, tais como divisórias de parede, painéis e materiais que não exijam elevado esforço mecânico com isso atribuindo utilidade a um resíduo que a princípio seria descartado degradando o meio ambiente.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação das características químicas, mecânicas e metalográficas do defeito de canoamento em solda por centelhamento de trilhos ferroviários
(2021-09-28) ANDRADE, Carlos Cícero Reis; DANIEL, Brenda Thayssa Figueira; http://lattes.cnpq.br/1993134397856983; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/ 0000-0002-5421-5256
O modal ferroviário desempenha um papel importante na economia, contribuindo principalmente para o transporte de cargas. Os trilhos ferroviários estão sujeitos a defeitos desde a fabricação até os defeitos originados em serviço. A prevenção de falhas nos trilhos é um dos principais objetivos para manter a segurança da via permanente. Neste trabalho, foi analisado um trilho ferroviário que apresentou o defeito de canoamento na região do boleto, localizado em uma junta soldada por centelhamento. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o defeito do tipo canoamento decorrente da solda por centelhamento identificado nos trilhos ferroviários. O trilho classificado como TR-68 foi submetido a caracterizações químicas, mecânicas e metalográficas. A análise de composição química foi realizada por meio de espectrômetro de emissão óptica, realizou-se a avaliação macro e microestrutural do trilho ferroviário por meio de microscópio estereoscópio e microscópio óptico, respectivamente. Além disso, foram realizados os ensaios de dureza Rockwell e microdureza Vickers. A junta soldada apresentou alterações pouco significativas na dispersão dos elementos de liga, a composição química apresentou-se de acordo com as literaturas. A análise macroestrutural constatou um defeito (trinca) no boleto e a descarbonetação da linha central do cordão de solda, onde ocorreu o defeito de canoamento. Na análise microestrutural constatou-se a morfologia perlítica do material, encontrou-se também cementita proeutetóide na linha central do cordão de solda. Os ensaios de dureza e microdureza revelaram a diminuição acentuada de dureza na zona termicamente afetada (ZTA) e na linha central (LC), onde ocorreu o defeito. O trilho caracterizado não apresentou deformações na microestrutura da superfície do boleto, tratando-se de um trilho novo que possivelmente falhou e foi reprovado na etapa de soldagem em estaleiro e rejeitado para aplicação em serviço.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação das propriedades de adsorção de materiais micáceos sintetizados a partir de Caulim flint
(2019-12-02) ROCHA, Jéssica Brito; HILDEBRANDO, Edemarino Araújo; http://lattes.cnpq.br/4710292620846375; https://orcid.org/0000-0002-4915-3492
Atualmente, os estudos sobre adsorção e a busca por adsorventes alternativos aumentaram. A adsorção é uma operação de transferência de massa, a qual estuda a habilidade de certos sólidos em concentrar na sua superfície determinadas substâncias existentes em fluidos líquidos ou gasosos, possibilitando a separação dos componentes desses fluidos. As micas são aluminossilicatos, pertencentes à subclasse dos filossilicatos, que se caracterizam por uma estrutura lamelar ou em folhas, podendo apresentar uma boa propriedade adsortiva, em função do seu arranjo estrutural. A mica utilizada nesse trabalho foi produto de síntese a partir de Caulim Flint “in natura” e calcinado. O presente estudo teve como objetivo a avaliação da propriedade adsortiva desses materiais micáceos. Essa síntese foi dividida em duas etapas, uma no período de 24h e a outra no período de 48h, resultando em quatro amostras adsorventes para avaliação: MSC24.15 (Mica sintetizada a partir do caulim calcinado 24h a 150 °C), MSC48.15 (Mica sintetizada a partir do caulim calcinado durante 48h a 150 ºC), MSCN24.15 (Mica sintetizada a partir do caulim “in natura” durante 24h a 150°C) e a MSCN48.15 (Mica sintetizada a partir do caulim “in natura” durantes 48h a 150°C) Para melhor análise, foi realizado também o ensaio de adsorção no caulim Flint “in natura” (CDIN) e calcinado (CDC) a 700 °C por 2 h, para parâmetros comparativos. Nessa avaliação foi utilizado soluções aquosas com concentrações bem definidas na faixa de 10 a 200 mg/L de corante azul de metileno, através do método de batelada. Respondendo satisfatoriamente ao objetivo, os materiais de síntese demonstraram boa adsorção, a amostra MSC48.15 atingiu uma quantidade máxima de adsorção (Q0) de 78,12 mg/g, enquanto os materiais CDIN e CDC atingiram uma faixa de 5,71 a 7,63 mg/g.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação das propriedades do compósito de matriz polimérica ortoftálica com fibra de sisal e resíduos de escória de alto-forno
(2024-05-17) DIAS, Andreza Karen Brioso; BRANDÃO, Luis Felipe Alencar; http://lattes.cnpq.br/1087177611634286; https://orcid.org/0000-0002-5421-5256; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-2165-2628
Este estudo promoveu a produção de compósitos poliméricos utilizando resíduos de escória de alto-forno, fibra de sisal e compósitos híbridos. O objetivo é avaliar as propriedades físicas, mecânicas, fractográficas e de flamabilidade desses materiais. A fabricação foi realizada manualmente em molde de silicone, sem compressão, com a inserção de 1% de iniciador na mistura com a matriz polimérica, com fibras naturais de sisal (1%, 2% e 3%) e resíduos de escória de alto-forno (10%, 20% e 30%). Os compósitos híbridos foram fabricados com as frações mássicas de 20% de resíduo e 2% de fibras de sisal. Foram feitos testes de massa especifica aparente e caracterização morfológica tanto do resíduo quanto da fibra, também foi realizado caracterizações mineralógicas do resíduo. Após a fabricação dos corpos de prova, foram conduzidos ensaios físicos para determinar a absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente, seguido pelo ensaio mecânico de resistência à tração, com análise de superfície de fratura realizada por microscopia eletrônica de varredura e a taxa de propagação de chama foi avaliada por meio do ensaio de flamabilidade horizontal. As análises revelaram que a fibra de sisal possui uma massa específica de 1,295 g/cm³, enquanto a escória de alto-forno registra 3,013 g/cm³, valores consistentes com a literatura. As análises morfológicas e mineralógicas dos resíduos destacaram características que podem influenciar nas propriedades dos compósitos, como o tamanho e a forma das partículas, bem como a presença do mineral quartzo. Nos ensaios físicos, observou-se uma redução na porosidade e absorção de água em comparação com a matriz plena. Por outro lado, os compósitos com fibra de sisal mostraram aumento na porosidade e absorção de água devido à porosidade natural da fibra. A massa específica dos compósitos aumentou com a introdução dos reforços na matriz. O teste de tração revelou que o compósito com 3% de fibra de sisal apresentou a maior resistência, atingindo 33,598 MPa. A análise da superfície de fratura dos compósitos revelou os mecanismos de falhas associadas a resistência mecânica. O teste de flamabilidade horizontal classificou os materiais como HB (Horizontal Burning), padrão de critérios de resistência a chama, da norma ASTM D 635. A composição com 30% de escória de alto-forno obteve resultados, com redução de 76,71%, em relação ao padrão CONTRAN 498.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação das propriedades mecânicas de compósitos de matriz polimérica epóxi reforçados com porcentagens alternadas de Fibras de Envira Preta (Bocageopsis multiflora)
(2025-02-27) SOUZA, Sarah Gabrielly Brandão de; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403
A busca por reforços naturais que sejam alternativas sustentáveis aos reforços sintéticos é de extrema importância para produção de materiais compósitos mais responsáveis ecologicamente. Em vista disso, a Amazônia se tornou foco de estudos devido a sua inexplorada diversidade vegetal. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a incorporação volumétrica (5, 15, 25, 35 e 45%) de fibras de envira preta (Bocageopsis multiflora), uma planta pouco explorada na região amazônica, em uma matriz polimérica epóxi, com o intuito de investigar suas propriedades mecânicas e características físicas, químicas, térmicas e morfológicas. Em relação as características físicas, a fibra de envira apresentou massa especifica de 0,25𝑔/𝑐𝑚3, seção transversal circular, relação inversa entre densidade e diâmetro, aspecto rugoso e superfície longitudinal. O FTIR apresentou os grupos funcionais característicos das fibras lignocelulósicas como celulose, hemicelulose e lignina, e o TG/DTG, indicou que a fibra de envira perde cerca de 69% de massa até degradar totalmente a 365,50 °C. Em relação as propriedades mecânicas, além de aumentar a rigidez do material, a adição de fibras de envira proporcionou um aumento significativo na resistência à tração e flexão, especialmente na fração volumétrica de 45%, onde apresentou resultados de 78 e 95 MPa, respectivamente, confirmados pela análise estatística via Análise de Variância (ANOVA) e Teste Tukey. Logo, os resultados obtidos neste estudo evidenciam o grande potencial das fibras de envira preta como reforço em compósitos de matriz polimérica epóxi, tanto por apresentarem características físicas, mecânicas e químicas compatíveis com aplicações estruturais, como pelo seu caráter renovável, sua abundância na região amazônica e pela possibilidade de contribuir significativamente para a redução da dependência de reforços sintéticos e se alinhar as diretrizes da sustentabilidade.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação mecânica de tração e flexão dos compósitos com fibras curtas de juta e vidro
(2018-12-06) SANTOS, Wynara Sandy Teixeira dos; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087
Nos últimos anos, observa-se um aumento de estudos que focam na substituição de fibras sintéticas por naturais em compósitos poliméricos, por conta dos autos custos de fabricação das fibras sintéticas e pelo grande número de rejeitos gerados poluindo o meio ambiente. Este trabalho consiste na substituição parcial da fibra sintética de vidro pela fibra natural de juta, avaliando mecanicamente tração e flexão, fazendo análises físicas e análises das fraturas dos compósitos com fibras naturais de juta e fibras sintéticas de vidro. As fibras foram adquiridas do comércio local de Belém-PA e utilizadas nos comprimentos de 15 mm, 30 mm e 45 mm. O processo de fabricação dos compósitos foi o hand lay up. A matriz polimérica foi constituída por resina poliéster isoftálica insaturada em conjunto com catalisador (1 %) e acelerador de cobalto (1,5 %) em v/v. As proporções de fibra de juta e vidro inseridos nos compósitos foram de 2,5 % e 5 % em massa. As caracterizações mecânicas dos compósitos foram avaliadas por ensaios de resistência a tração e a flexão segundo as normas ASTM 3039 e ASTM 790, respectivamente. As propriedades físicas (porosidade aparente, absorção de água e massa específica aparente) seguindo a norma NBR 12766. As fraturas dos compósitos foram analisadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados dos compósitos com fibras de juta e fibras de vidro para o ensaio de tração foram superiores em relação a matriz plena. O módulo de elasticidade dos compósitos com fibras de juta e das fibras de vidro comparadas a matriz plena tiveram um aumento. Os ensaios de flexão dos compósitos com fibras de juta e das fibras de vidro tiveram um valor inferior comparado a matriz plenas e o módulo de elasticidade dos compósitos com fibras de juta e o com fibras de vidro apresentaram resultados inferiores comparados a matriz plena. Por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi possível a identificação e as características das fraturas dos compósitos fabricados.
Acesso aberto (Open Access)
Blendas de quitosana/poli (álcool vinílico) contendo emulsão de óleo de copaíba e nanopartículas de prata para possível aplicação em tratamento de feridas
(2022-12-14) MATOS, Taiana de Sousa; PAULA, Marcos Vinícius da Silva; http://lattes.cnpq.br/7538211324097974; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403
A investigação de novas formas farmacêuticas para o tratamento de feridas representa um importante avanço tecnológico na área de engenharia de tecidos. Nesse contexto, filmes à base de poli (álcool vinílico) (PVA)/quitosana (CS) com emulsão de óleo de copaíba e nanopartículas de prata surgem como promissores para uso como curativos, buscando através de um efeito sinérgico obter biomateriais com amplos espectros de ação biológica com possibilidade de acelerar o reparo e cicatrização de tecidos lesionados, como feridas. Portanto, a presente pesquisa teve como objetivo a produção e caracterização de filmes de PVA/CS nas proporções 0,2:0,8 (m/v), respectivamente, com 0,1% e 0,5% (v/v) de óleo de copaíba e 10 ml de nanopartículas de prata pelo método casting, visando sua possível aplicação em feridas. A nanopartícula de prata e emulsão de óleo de copaíba foram analisados pela técnica UV/Vis (UV-Visível). Os filmes foram avaliados qualitativamente por inspeção visual, intumescimento, umidade e ângulo de contato, assim como caracterizados por Espectroscopia por transformada de Fourier (FTIR). No geral, mediante a inspeção visual, a maioria dos filmes apresentou excelente transparência ótica. Assim como, caráter hidrofílico e bom grau de intumescimento na presença de fluidos de água destilada e PBS, indicando que esses filmes com emulsão de óleo de copaíba e prata mostram-se promissores para aplicação como curativos na regeneração de tecidos lesionados. Portanto, através da avaliação de todos os resultados, os filmes BP 0,5% AGNPS (v/v) podem ser mais indicados para aplicação quando comparado com as amostras restantes.
Acesso aberto (Open Access)
Caracterização física e mineralógica de argilas do Pólo Cerâmico de Moju no Estado do Pará
(2023-10-17) NASCIMENTO, Gabriella da Silva; HILDEBRANDO, Edemarino Araújo; http://lattes.cnpq.br/4710292620846375; https://orcid.org/0000-0002-4915-3492
Materiais cerâmicos desempenham um papel essencial em diversas aplicações industriais e do cotidiano. Nesse contexto, a análise realizada neste estudo se concentra em uma categoria específica de materiais cerâmicos conhecida como “cerâmica vermelha” ou “tradicional”. Esses materiais são produzidos em uma região onde a indústria ceramista está em desenvolvimento, no município de Moju, situado no estado do Pará. No decorrer deste estudo, a abordagem metodológica abrangeu tanto experimentos em laboratório quanto pesquisa de campo, foram aplicadas metodologias qualitativas e de revisão bibliográfica, a fim de buscar um melhor desempenho na compreensão das análises realizadas. O objetivo desta pesquisa é fornecer uma análise do cenário cerâmico local, com destaque para a relação entre as matrizes argilosas empregadas e a formulação de novos “blends”. Para alcançar esse propósito, foram conduzidas análises nas composições mineralógicas das argilas utilizadas, em suas propriedades tecnológicas e em suas características físicas. Logo, investigou-se as implicações decorrentes da formulação de dois “blends” desenvolvidos com essas matérias-primas. Para caracterizar as propriedades tecnológicas, os corpos de prova foram submetidos a ensaios padronizados de acordo com as normas da ABNT/NBR e de autores de referência na área. Ademais, observou-se que o “blend” proposto exibe características notáveis, indicando um potencial significativo e apontando para um cenário promissor.
Acesso aberto (Open Access)
Caracterização mecânica de compósitos de matriz polimérica com adição de resíduos sólidos industriais
(2019-11-26) MORAES, Mario Henrique Moreira de; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087
Neste trabalho foram confeccionados compósitos de matriz polimérica, utilizando-se dos resíduos industriais de lama vermelha, caulim, cobre e cinzas volantes, com granulometria padronizada em 100 mesh. A confecção seguiu o método de fabricação manual "hand lay-up", com proporções em massa variando entre 0 %, 5 %, 15 %, 25 % e 35 %. Utilizou-se resina poliéster isoftálica como fase matriz, com iniciador na proporção de 1 % em v/v e ativador na proporção de 1,5 % v/v. A análise mineralógica dos resíduos foi realizada pela técnica de Difração de Raios-X. Após a etapa de confecção dos materiais compósitos e da elaboração dos corpos de prova, realizaram-se ensaios físicos (NBR 12.766) e os ensaios mecânicos de flexão (ASTM D 790) e tração (ASTM D 3039), com a análise da superfície de fratura realizada utilizando o Microscópio Eletrônico de Varredura. A taxa de propagação de chama foi obtida por meio do ensaio de flamabilidade horizontal (ASTM D 635). Verificou-se que propriedades físicas como a absorção de água e a porosidade aparente aumentaram conforme se elevaram as composições, o que já era esperado devido o aumento gradual da fração mássica do particulado. Mecanicamente, obtiveram-se resultados semelhantes ou inferiores ao da matriz plena para o ensaio de flexão, entretanto, notou-se um aumento da resistência para o ensaio de tração, configurando os resíduos como carga de reforço para este ensaio. A análise fractográfica demonstrou uma boa distribuição dos resíduos na matriz, bem como a presença de trincas e marcas de rios, representativos do tipo de fratura frágil característico do compósito estudado. Todos os materiais ensaiados exibiram ótimas propriedades de resistência à chama quando comparados com as diretrizes e recomendações da norma utilizada para o ensaio de flamabilidade, com a diminuição na taxa de propagação de chama favorecida pelas fases minerais e composição química presentes nos resíduos utilizados.
Acesso aberto (Open Access)
Caracterização mecânica e morfológica de compositos com fibras de vidro e palha da costa (Raphia Taedigera Mart)
(2018-12-06) TAVARES, Arthur Ruan Dias; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087
Neste trabalho foram produzidos materiais compósitos de matriz poliéster isoftálica com inserção de fibra de vidro e fibras de palha da costa nos comprimentos de 15, 30 e 45 mm. Os compósitos foram confeccionados de acordo com o método hand lay-up. Para cada ensaio foram produzidos 7 (sete) corpos de prova para cada composição. A matriz utilizada foi a resina poliéster isoftálica, utilizando iniciador (1,0 % v/v) e acelerador de cobalto (1,5 % v/v). As fibras inseridas tiveram valores de fração mássica de 2,5 e 5 %. Foram realizados ensaios físicos de absorção de água, porosidade aparente e massa especifica aparente adotando a NBR 12766, ensaios de tração dos compósitos segundo a ASTM D 3039, ensaios de flexão segundo a norma ASTM D 790 e análises da superfície de fratura através da microscopia eletrônica de varredura – MEV. Os resultados mostraram que houve aumento no limite de resistência a tração dos compósitos com fibra de vidro em relação à matriz plena. Os melhores resultados de limite de resistência a tração foi de 21,25 MPa para fibras de vidro; 9,20 MPa para fibras de palha da costa; a resistência a flexão para compósitos com fibras de vidro foi de 85,83 MPa, e para compósitos de palha da costa foi de 45,65 MPa. As análises morfológicas das superfícies de fraturas foram eficientes para a determinação dos mecanismos de falhas e características presentes nos materiais, onde os fenômenos de fibras dispostas transversalmente na direção do carregamento e fibras rompidas foram observados. Os materiais produzidos e caracterizados apresentaram propriedades mecânicas similares com a literatura consulta.