Repositório RCAAP

Ataque de cloretos em ambiente marítimo ou em estruturas que são usados sais de degelo nem sempre apresentam perfis com teores diminuindo da superfície externa para o interior do concreto. Alguns perfis apresentam um aumento no teor de cloretos da superfície externa até uma determinada profundidade, diminuindo deste ponto até camadas mais profundas, formando pico. Este tipo de perfil deve ter tratamento diferente do modelo tradicional da segunda lei de Fick, obtendo modelos de estimativa de vida útil mais precisos. Modelo previamente proposto por GUIMARÃES e HELENE estima a penetração de íons cloreto ao longo do tempo para perfis formando pico. Para comprovar a eficiência deste modelo é necessário observar o comportamento do perfil de cloretos com pico de uma mesma estrutura ao longo do tempo. Com este objetivo foram obtidos dois perfis de cloretos de uma mesma estrutura em idades diferentes, 22 anos e 27 anos. Sobre o perfil obtido na idade de 22 anos foram estimados perfis para a idade de 27 anos através de três modelos: a) modelo tradicional considerando a segunda lei de Fick, extrapolando o valor de C S; b) modelo tradicional considerando a segunda lei de Fick, deslocando o eixo do x para a profundidade do pico e c) modelo proposto por GUIMARÃES e HELENE. Os resultados são comparados com o perfil medido na idade de 27 anos, sendo os resultados analisados. O modelo apresentou uma boa precisão, sendo que deve ser aferido em outras estruturas em uso.

Magnetic properties (coercive force and saturation magnetization) of SAE 4340 steel, heat treated in different ways, were measured in a Vibrating Sample Magnetometer. Four soaking temperatures were investigated: 860°C, 960°C, 1060°C and 1160°C. The oil-quenched samples were tempered at different temperatures between the range of 200°C and 650°C. The increase of the soaking temperature promotes the decrease of the saturation magnetization, which is mainly due to the retained austenite in the steel. This austenite transforms into bainite during tempering between 200°C and 300°C. The saturation magnetization measurements were used to quantify the amount of retained austenite in the different samples. The coercive force of the steel varied from 115.0 Oe (9151.7 A/m) to 133.0 Oe (10584.1 A/m), depending on the heat treatment condition.

Este estudo investigou os principais agentes de corrosão em quatro subestações de energia elétrica do estado do Rio Grande do Sul, três no litoral e uma em Porto Alegre. O objetivo foi determinar as taxas de corrosão de vários materiais metálicos expostos aos agentes agressivos existentes no ambiente das subestações. Foram desenvolvidos experimentos de perda de massa dos materiais expostos em tempo real nas subestações, monitoramento de potencial do solo, determinação da composição química e resistividade do solo, e análise micrográfica e química dos materiais após exposição no sítio de trabalho. Os ensaios de perda de massa foram realizados seguindo as normas ISO (International Organization of Standardization) 8407, 8565 e 9223 a 9227. A resistividade do solo foi determinada pelo método Wenner e as micrografias e constituição química dos produtos de corrosão por microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva, respectivamente. Resultados mostraram significativa alteração nas massas do aço e do cobre, principalmente nas subestações litorâneas. Embora os agentes corrosivos existam no solo, as altas taxas de corrosão no litoral estão fortemente associadas à maresia. Já para o zinco e o aço galvanizado, a corrosão foi mais expressiva em Porto Alegre, região urbana sem presença de maresia. Os solos de todas as subestações estudadas apresentaram alta resistividade, o que implica em baixa agressividade destes aos materiais metálicos. Com estas conclusões, fica evidente que os procedimentos e precauções em relação à corrosão dos componentes metálicos das subestações expostas a condições extremas de agressividade, como em presença de íons cloreto e particulados sólidos, não podem ser os mesmos que os adotados para os ambientes livres destes componentes.

Neste trabalho foi investigada a eficiência e a resistência à corrosão do eletrodo de Ti/SnO2 dopado com Sb, preparado pelo método Pechini, para oxidação de fenol em meio de cloreto. Os resultados mostraram que sua resistência à corrosão depende da temperatura de calcinação, da morfologia do revestimento e do controle do pH durante a eletrólise. Após 60 min de eletrólise em solução 0,34 mol.L-1 de NaCl na presença de 100 mg.L-1 de fenol a uma densidade de corrente fixa de 10 mA.cm-2, com pH controlado entre 7 e 9, as micrografias de MEV mostraram que apenas o eletrodo calcinado 600ºC não sofreu corrosão. Uma redução de 90% da absorbância do fenol (269,5 nm) foi obtida após 60 min de eletrólise a uma densidade de corrente fixa de 10 mA.cm-2 usando o eletrodo calcinado a 600ºC.

Corantes e pigmentos são incorporados aos polímeros principalmente para melhorar suas propriedades estéticas. Porém, estes aditivos podem afetar a estabilidade térmica e fotoquímica do material. Este trabalho teve como objetivo estudar a influência de diferentes classes de colorantes sobre a estabilidade termo-oxidativa do policarbonato (PC), empregando os pigmentos à base de diazo de condensação e vanadato de bismuto e os corantes do tipo antraquinona e ftalocianina de cobre. Para tanto, foram realizados ensaios termogravimétricos no modo dinâmico em diferentes taxas de aquecimento e avaliadas as taxas de conversão, determinadas pela derivação das curvas termogravimétricas, e as energias de ativação, determinadas segundo o método de FLYNN e WALL. A análise da taxa de conversão revelou que a decomposição do PC contendo ou não colorantes ocorre em três etapas principais, porém a velocidade nestas etapas para o PC com colorantes é, na maioria dos casos estudados, superior à taxa de decomposição do PC puro. Isto indica que os colorantes estudados aceleram a degradação do PC. Entretanto, a energia de ativação calculada segundo o método de FLYNN e WALL não apresentou a mesma tendência observada nos resultados obtidos a partir das taxas de decomposição, sugerindo que a decomposição do PC não deve ser regida por uma cinética de primeira ordem, conforme se baseia o modelo de FLYNN e WALL.

Este trabalho tem por objetivo avaliar a durabilidade de uma argamassa geopolimérica exposta a ambientes altamente agressivos compostos por sulfato de sódio e ácido sulfúrico em soluções com 10% e 5% de concentração, respectivamente. A argamassa foi constituída de metacaulim, cimento Portland, hidróxido de potássio e silicato de sódio alcalino. As propriedades avaliadas foram: resistência à compressão axial e características microestruturais. A microestrutura da pasta geopolimérica foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura e por análise termodiferencial. Os resultados indicaram que o metacaulim utilizado não possuiu propriedades satisfatórias para fins de geopolimerização, comprometendo de sobremaneira a resistência mecânica da argamassa submetida aos dois ambientes agressivos.

No Estado do Rio Grande do Sul, os processos produtivos de beneficiamento de pedras semi-preciosas, como a ágata, geram resíduos que demandam soluções quanto ao destino do passivo acumulado no processo. A utilização de resíduos e subprodutos industriais na Construção Civil apresenta-se como uma excelente alternativa para diminuição do impacto ambiental e contribuição para o desenvolvimento sustentável. O presente trabalho avalia a influência da utilização do resíduo de ágata como agregado graúdo na resistência à compressão e no consumo de cimento de concretos produzidos com diferentes proporcionamentos e teores de agregado reciclado. Para a produção dos concretos foram utilizados os traços 1:3,5; 1:5,0 e 1:6,5, com três teores de substituição do agregado graúdo natural pelo agregado graúdo reciclado: 25%, 50% e 75%. Com os resultados de resistência à compressão foram obtidos diagramas de dosagem para cada teor de agregado reciclado e determinados os consumos de cimento para concretos com diferentes níveis de resistências. A análise dos resultados permitiu concluir que a utilização do resíduo de ágata em concretos pode ser viável, sendo o teor de 50% de substituição o que apresentou melhor desempenho.

This research work studies the microstructural changes in SAF 2507 superduplex stainless steel after thermal cycle in the range from 200 to 900°C for 20 minutes. The results showed there is no microstructural change in the temperature range of 200-700°C. However, over 800°C the sigma phase precipitates; the percentage of this phase increases with temperature. Sigma phase precipitates at the boundaries of δ/δ and δ/γ. The experimental results also showed precipitation of small particles of sigma phase at 900°C all over the microstructure showing the initial stages of formation.

O copolímero poli(L-co-D,L ácido lático), PLDLA, tem ganhado destaque no campo das próteses temporárias, em virtude de seu tempo de degradação ser bastante compatível com o requisitado no caso de fraturas ósseas. Neste trabalho estudou-se a degradação in vivo de dispositivos do copolímero PLDLA, na forma de um sistema de placas e parafusos, empregado na fixação interna da tíbia de coelhos. Os dispositivos foram implantados em 15 coelhos adultos, albinos, da raça Nova Zelândia. Foram utilizados como controle dispositivos a base de ligas de titânio. (Ti-6Al-4V/Grau V) A aplicação de copolímeros do poli (L-co-D, lácido lático), sintetizado em laboratório, foi testada no reparo de fratura em tíbias de coelhos, sendo avaliado nos seguintes tempos: 2 semanas, 2 meses e 3 meses. A análise morfológica do tecido circunjacente ao sistema placa e parafuso PLDLA, referente a 2 semanas do implante, mostra a presença de osteoblastos, indicando uma pré formação óssea. Após 2 meses verifica-se neoformação óssea na região em contato com o polímero. Esse crescimento ósseo ocorre simultaneamente ao processo de degradação do PLDLA, invadindo a região onde havia o polímero e após 3 meses verifica-se uma intensa degradação do copolímero PLDLA e conseqüentemente uma maior invasão tecidual comparado a 2 meses, sendo caracterizado uma formação óssea na região em que o polímero degradou. O estudo da degradação "in vivo" dos dispositivos de PLDLA, por meio das avaliações histológicas durante o período de consolidação da fratura, mostrou a eficiência deste sistema placa e parafuso, sendo possível verificar formação de tecido ósseo no local do implante, sem a presença de reação inflamatória.

Este trabalho investigou a condutividade elétrica e a microestrutura de amostras com composições Ce1-xGd xO2-δ (x = 0, 5, 10 e 15%em mol) preparadas com CeO2 com 99,9% pureza. A sinterização de corpos de prova obtidos por prensagem isostática foi realizada ao ar a 1450 ºC por 2 e 10 horas de patamar e a 1500 ºC por 8 horas de patamar. Amostras sinterizadas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de impedância entre 200-600ºC e na faixa de freqüência 5Hz-13MHz. A sinterização ocorreu via fase líquida e amostras sinterizadas a 1450 °C com 10 h apresentaram densidade superior a 97 %. A maior condutividade elétrica do grão foi obtida para amostra contendo 10 mol Gd2O3 e sinterizada a 1500 °C - 8 h. A condutividade elétrica do contorno de grão apresentou aumento sistemático com o aumento do teor de Gd2O3 sendo que a composição CeGdO15 (com 15% de Gd2O3) sinterizada a 1450 °C - 10 h apresentou a maior condutividade total.

A indústria cerâmica apresenta processos industriais com um grande consumo de energia e elevado impacto ambiental. A grande maioria destas indústrias está desenvolvendo produtos de baixa qualidade devido a processos inadequados de secagem e queima. Sendo assim, a finalidade deste estudo é contribuir para a melhoria da qualidade do processo de secagem apresentando um estudo experimental da secagem de amostras de argila para cerâmica vermelha (blocos vazados e tijolos maciços), com diferentes dimensões e umidades iniciais. Nos processos de secagem, várias temperaturas e umidades relativas do ar foram usadas, e várias curvas da cinética de secagem e de retração volumétrica foram obtidas. Equações matemáticas para descrever a perda de água e variações dimensionais durante o processo de secagem foram propostas Verificou-se que o processo de secagem ocorreu no período de taxa decrescente e o encolhimento apresentou dois períodos distintos.

Tecnologias de Prototipagem Rápida (Rapid Prototyping, RP) permitem a fabricação automática de peças com geometria complicada a partir de dados de Projeto Auxiliado por Computador (Computer Aided Design, CAD). A peça tridimensional é construída por consolidação de pó em camadas (processo "aditivo" ou "generativo"). Por isso, estas técnicas estão freqüentemente chamadas de fabricação de forma livre sólida ou fabricação em camadas. Em geral, uma abordagem de 5 etapas do desenvolvimento de produto é comumente aplicada: criação de um modelo de CAD, conversão do modelo de CAD em formato STL, fatiamento do arquivo STL em camadas de seção transversal, fabricação do produto, e finalmente acabamento superficial do produto. Técnicas de RP têm muitos benefícios sobre métodos tradicionais para geração de modelos, ferramentaria e construção de peças de produção de qualidade. Por exemplo, em contraste com processos "subtrativos" (furação, moagem, desbaste) os métodos "aditivos" de RP permitem a fabricação de produtos com estrutura complexa de poros internos que não podem ser fabricados por outros métodos. Técnicas de RP podem diminuir significativamente o tempo de fabricação de pilhas a combustível de óxido sólido (PaCOS) com pequena despesa de operação e reduzido custo de produto quando aplicadas corretamente. Tecnologias como Sinterização Seletiva a Laser (Selective Laser Sintering, SLS), Manufatura de Objetos Laminados (Laminated Object Manufacturing, LOM) e Impressão 3D (3D Printing, 3DP) podem ser usadas para fabricação de protótipos de pilhas a combustível, em particular na configuração planar.

Filmes de céria dopados com gadolínio (CDG) foram depositados em substratos de quartzo utilizando-se a técnica de deposição spray pirólise. Os filmes foram depositados com concentrações de dopante de 0, 10, 20 e 30% at.. Foi investigada a influência da concentração do dopante (Gd) e da proporção água/álcool, utilizados como solvente na preparação da solução precursora, nas propriedades estruturais, morfológicas, composicionais e elétricas dos filmes. As análises por difração de raios-X mostraram que os filmes obtidos apresentam-se policristalinos com uma estrutura cúbica do tipo fluorita e uma orientação preferencial (200). Foi verificado que o crescimento dos filmes é fortemente dependente da proporção água/álcool utilizada na preparação da solução precursora, podendo resultar no crescimento de filmes com estrutura "colunar". Os resultados das análises por AFM ("Atomic Force Microscope") e MEV (Microscópio Eletrônico de Varredura) indicaram que os filmes obtidos são densos e livres de trincas. O tratamento térmico modificou significativamente o grau de cristalinidade e o tamanho de cristalito dos filmes. As análises por fluorescência de raios-X mostraram que a estequiometria utilizada na solução precursora foi mantida nos filmes depositados. As medidas da variação da condutividade elétrica em função da temperatura mostraram que os filmes dopados com 20% at. de Gd apresentaram condutividade elétrica mais elevada que os filmes intrínsecos.

Em células a combustível1 de eletrólito polimérico sólido o principal componente é o conjunto membrana/eletrodos - MEA (membrane-eletrocde assembly). Os eletrodos de difusão de gás - GDL (gas diffusion layer) são um dos principais constituintes do MEA, sendo um material compósito constituído de camadas difusora e catalítica, formadas por pó de carbono, platina e polímeros - PTFE (politetrafluoretileno) e Nafion - depositados sobre um substrato (papel ou tecido de carbono). Essas camadas apresentam superfícies rugosas e porosas, de caracterização complexa. O objetivo deste trabalho é caracterizar a GDL. A molhabilidade da superfície foi determinada por medidas de ângulo de contato externo pelo método da gota de água. Os ângulos de avanço e recuo foram medidos e usados para estimar a histerese e o ângulo de equilíbrio. A morfologia e a composição foram estudadas usando Microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva, enquanto que a porosidade foi medida embebendo os substratos com n-heptano e água para quantificar os poros hidrofílicos/hidrofóbicos. O estudo morfológico indicou que a incorporação do PTFE no pó de carbono é uma etapa crítica na fabricação das camadas difusoras. Uma maior quantidade de PTFE resulta no decréscimo da porosidade total e um aumento do percentual de poros hidrofóbicos para ambos os substratos. Os resultados obtidos na determinação dos ângulos de contato apresentaram boa precisão, em especial para os compósitos depositados sobre o tecido de carbono. Os ângulos de contato obtidos para as camadas catalíticas foram inferiores aos das camadas difusoras, provavelmente devido à presença do Nafion, que apresenta caráter hidrofílico minimizado a hidrofobicidade do compósito. Esses resultados confirmaram a complexidade do GDL e a importância de sua caracterização detalhada para a otimização da fabricação do MEA.

A borracha natural (BN) é amplamente utilizada para aplicações em isolamento elétrico. No setor elétrico, BN é usada principalmente na fabricação de equipamentos de segurança como luvas, mangas e lençóis isolantes e ferramentas aplicadas em serviços com a rede energizada. Este trabalho faz parte de uma pesquisa sobre propriedades elétricas e mecânicas da BN. Foram obtidos resultados por meio das técnicas de corrente termicamente estimulada - TSC (thermally stimulated current), uma importante técnica de caracterização de armazenamento de carga em BN, análise termodinâmico-mecânica - DMTA (dynamic mechanical thermal analysis). Duas formulações foram estudadas, uma contendo enxofre como agente de vulcanização (cura) e a outra, peróxido de dicumila. A reorientação de dipolos elétricos detectados por TSC para as amostras de borracha natural, novas e envelhecidas de ambas as formulações, estão relacionados aos movimentos de segmentos, grupos laterais, e partes de terminações de cadeias, detectados por DMTA. Além disso, a degradação das amostras de borracha natural mostrou-se divida em dois estágios: no primeiro, a reação de reticulação é predominante e, no segundo, predominam a cisão de cadeias e a reação de oxidação de terminações, ramificações e pontos de cisão.

Numerous silicates based wastes have been produced and considered for recycling and reuse. Among them, glass cullet is one of the most common silicate wastes and has considerable volume in the cities wastes. A big amount of this waste is recycled by the glass industry but another part is dumped in the cities garbage deposits. In the last few decades there has been considerable research on the reuse of glass waste as aggregate to produce glass-ceramic, for mortars, ceramics and for cement and concrete. This work is concerned to study the reuse of one way glass bottles as aggregate to produce roof tiles (red ceramic). Two kinds of glass powder were prepared by sieving: alpha (0.088 to 0.125 mm) and beta (0.037 to 0.088 mm). Prismatic ceramic bodies (CB) were pressed (60 x 20 x ~5 mm) using a ceramic mass with 0, 5, 8 and 10 % of glass cullet powder added and fired at five different temperatures (800 to 1200 ºC). The results of the technological tests (flexural strength, water absorption, dimensional changes, density and porosity apparent) show that shrinkage increases with the glass content and all other properties above are improved. These changes are more exhibited at temperatures higher than 900°C and in the higher powder glass concentrations (8 e 10%).

O objetivo deste trabalho foi desenvolver materiais compósitos à base de resina epoxídica para restauração dentária, para uso em próteses fixas. Diferentes compósitos foram formulados utilizando a resina líquida do tipo éter diglicidílico do bisfenol-A (DGEBA), com três diferentes agentes de cura tais como trietilenotetramina (TETA), isoforonodiamina (IPD) e 1-(2-aminoetil)piperazina (AEP), como sistemas independentes, contendo diferentes concentrações de micro-partículas de quartzo. As formulações foram otimizadas usando métodos de titulação de grupos funcionais, bem como a incorporação de diferentes quantidades de quartzo. As formulações foram avaliadas por ensaios mecânicos de compressão uniaxial e por ensaios biológicos in vitro usando células de ovário de hamster chinês. O sistema com AEP manifestou a maior deformação nos ensaios de compressão. O modulo de elasticidade e a tensão limite de escoamento aumenta com a quantidade de quartzo. Entretanto, a resistência à ruptura diminui significativamente com o aumento da concentração de material inorgânico. Os compósitos com TETA e AEP apresentam os melhores comportamentos mecânicos. As interações biológicas dos polímeros epoxídicos revelaram que não existem sinais de citotoxicidade. Os materiais compósitos desenvolvidos podem ser utilizados como biomateriais com boas propriedades mecânicas e biológicas, especificamente na fabricação de próteses ortodônticas, sendo ainda de fácil fabricação e baixo custo quando comparados com os materiais já utilizados para estes fins.

Os inúmeros artigos científicos aplicando polímeros biorreabsorvíveis como biomaterial, desde 1966, mostram o crescente interesse dos pesquisadores em várias partes do mundo devido a sua ampla gama de aplicações na área médica, tais como regeneração guiada de tecidos, liberação controlada de drogas, suporte para cultura de células, implantes ortopédicos, entre outros. Com o intuito de analisar histologicamente a blenda PLLA/PCL poli(ácido- lático/poli(ε - caprolactona) na composição 70/30 com 3% de plastificante para aplicação como prótese de menisco, foi realizado um estudo in vivo em coelhos, os quais foram submetidos à remoção total do menisco medial do joelho, sendo que em um dos joelhos foi implantada a prótese da blenda e o outro, sem implante, serviu como controle. Após 8, 16 e 24 semanas, foram recolhidos deles, a prótese juntamente com o tecido ao seu redor, o côndilo femural da prótese e o côndilo femural controle. Os materiais foram submetidos à análise histológica por microscopia óptica. Os resultados mostraram que após 24 semanas, ocorreu a formação de um tecido do tipo fibrocartilagem, indicando que a blenda estudada apresenta grande potencial para ser utilizada para aplicação em questão, já que o material favorece a formação de um tecido muito semelhante ao do menisco.

As culturas de banana e arroz são predominantes na região Nordeste do Estado de Santa Catarina e no caso da banana chegam a gerar 200 toneladas/ano de resíduos entre, pseudocaules, engaços e folhas, que geralmente são incorporados ao solo. Desta forma, este trabalho teve como objetivo avaliar a influência da adição de polpa de fibras vegetais nas propriedades físicas e mecânicas de papéis reciclados de forma artesanal, bem como reaproveitar os resíduos gerados por estas culturas. As polpas contendo fibras de palha de arroz ou de pseudocaule de bananeira foram acrescentadas à polpa de papel nas proporções de 0, 10, 20 e 30 % em massa (m/m) e as folhas obtidas foram submetidas aos ensaios de gramatura, espessura, permeância ao ar, resistência à tração, resistência ao esmagamento do anel e resistência ao arrebentamento segundo normas NBR apropriadas. Analisados os ensaios físicos e mecânicos, constatou-se que os resultados mais expressivos foram registrados para as folhas que continham 20 % (m/m) de pasta de bananeira.

Com o constante crescimento da indústria nacional, cresce também a demanda pelo desenvolvimento de ferramentas eficientes de inspeção e monitoramento da integridade estrutural de equipamentos e estruturas. Dentre estas, destacam-se os ensaios não destrutivos. Das diversas técnicas não destrutivas aplicadas para a inspeção de componentes, destaca-se o uso da técnica de ultra-som convencional para a localização e dimensionamento de defeitos. Porém, em inspeções de campo, devido ao desconhecimento freqüente da orientação dos defeitos, recorre-se a metodologias que utilizam diversos ângulos incidentes e sistemas de análise de sinais, resultando num processo lento e subjetivo de inspeção. Com o aumento da demanda por medidas on line, tem-se elevado a necessidade de processos mais rápidos e confiáveis, dentre estes, destaca-se o uso da técnica de ultra-som via time of flight diffraction (TOFD). Este trabalho apresenta a técnica TOFD como uma ferramenta eficiente na determinação da profundidade de entalhes usinados em blocos de aço SAE 1022, a partir da calibração segundo Norma Britânica BS 7706:1993. Para isso, foi elaborada uma metodologia utilizando quatro variações (freqüência/ângulo) diferentes de inspeção, verificando o potencial do método na análise das diferentes profundidades, a fim de aplicar na inspeção e no monitoramento de equipamentos. Os resultados mostram que tanto para defeitos aflorando na superfície de varredura quanto para defeitos aflorando na superfície oposta, o dimensionamento pode ser preciso, se a variação adequada (freqüência/ângulo) para cada caso for selecionada.