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LIVRO DE RESUMOS – SIMPÓSIO METMAT 2017 ________________________________________________________________________________________________________

O EVENTO

O Simpósio MetMat USP 2017, que ocorreu concomitantemente e em colaboração

da 53ª Semana de Estudos Mínero-Metalúrgicos (SEMM), teve como objetivos expor ao

público os trabalhos realizados pelos alunos de pós-graduação e as principais linhas de

pesquisa dos Departamentos de Engenharia Metalúrgica e de Materiais e Engenharia de

Minas da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Juntamente com a organização

da 53ª SEMM, também fomentamos a inserção de trabalhos de iniciação científica, não

somente dos departamentos citados, mas também de instituições externas, os quais

tivemos o imenso prazer de receber.

Grandes instituições de ensino superior e pesquisa colaboraram para o

desenvolvimento deste evento, as quais fazemos questão de mencionar: Faculdade

Presbiteriana Mackenzie; Fundação Educacional Inaciana (FEI); Instituto Mauá de

Tecnologia; Universidade Federal do ABC e Universidade Nove de Julho (UNINOVE).

Grande parte dos palestrantes das respectivas instituições foram formados em nosso

departamento pelo programa de pós-graduação, fato que ressalta a importância de

mantermos os laços de amizade e colaboração.

Agradecemos imensamente aos patrocinadores por acreditarem em nosso evento,

que ocorreu em um momento político e econômico delicado para a ciência e a indústria

brasileira. Também agradecemos as instituições: Instituto Tecnológico de Aeronáutica;

Faculdade de Tecnologia Professor Miguel Reale; Universidade de Mogi das Cruzes

(campus Villa Lobos); Universidade Federal de Campina Grande; Universidade Federal de

Pernambuco e Centro Universitário Luterano de Palmas por submeterem seus trabalhos e

compartilhar conhecimento conosco.

LIVRO DE RESUMOS – SIMPÓSIO METMAT 2017 ________________________________________________________________________________________________________

A ciência é um dos maiores legados da espécie humana perpetuada ao longo de

diferentes gerações. Acreditamos que eventos como a SEMM e o Simpósio MetMat USP

devem acontecer com frequência para saciar parte da nossa eterna busca por

conhecimento. Que essa primeira edição em conjunto com a SEMM seja a primeira de

muitas e que a ciência continue movimentando de forma positiva e progressista as

próximas gerações de pós-graduandos e graduandos de nossos departamentos e de outras

instituições de ensino e pesquisa.

Msc. Éder Baroni da Silveira

Coordenador Geral - Simpósio MetMat USP 2017

Júlia Guimarães Sanches

Coordenadora Geral - 53ª SEMM

LIVRO DE RESUMOS – SIMPÓSIO METMAT 2017 _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1

SUMÁRIO

Página

Aditivos antichama não tóxicos para ABS aplicados em equipamentos

elétricos e eletrônicos ……………...................................................................................................................6

Priscila Alves Martins, Ticiane Sanches Valera,

Jorge Alberto Soares Tenório

Análise da interação eletromagnética de material compósito à base de

carbono com estrutura esponjosa em matrizes dielétrica ……………………....................................7

Braulio H. K. Lopes, Roberto C. Portes, Miguel A. Amaral Jr.,

Deigo E. F. Vergara, Jossano S. Marcusso,

Gisele Aparecida Amaral Labat, Guilherme F. B. L. Silva,

Sandro F. Quirino, Maurício R. Baldan

Análise de energia de coesão de revestimento duro ERCoCr-C por

soldagem pelo processo TIG ………………….............................................................................................9

Jeferson José de Carvalho, Jaime Casanova Soeiro Junior,

Antonio do Nascimento Silva Alves, Rubelmar Maia de Azevedo Cruz Neto,

Nicollas Freitas de Arruda, Sérgio Duarte Brandi

Avaliação da fragilização por hidrogênio em aços “Dual Phase” tratados

intercriticamente seguidos do processo têmpera e partição e

termomecanicamente com deformação à quente ………………………………………………………...11

Dany Michell Andrade Centeno, Hélio Goldenstein

Avaliação do comportamento tribológico de materiais para aplicações em válvulas

de motores flex-fuel …………………………………………………………………….…………………………….13

Vinicius Rosário Dyonisio, Alexander Zuleta Durango,

Roberto Martins de Souza


2

Caracterização microestrutural e avaliação da susceptibilidade à corrosão

mediante técnicas de impedância eletroquímicas (EIS) em aços microligados

API 5L X65 e API 5L 80 com diferentes teores de Mn e Nb …………………………….…………….14

Janeth Marlene Quispe Avilés, Hercílio Gomes de Melo

Comportamento tribológico de revestimentos à base de carbono

(DLC e W-DLC) durante testes de movimento recíproco ………….…………….…...…………………16

Cassiano Ferreira Bernardes, Newton Kiyoshi Fukumasu,

Guilherme Antônio Assis Machado, Izabel Fernanda Machado

Desenvolvimento de isolantes cerâmicos à base de geopolímero de silicato

de alumínio com aditivos e diferentes adições de resíduos de madeira para

ajuste da porosidade após queima ……………………………………………………………………………...17

Damião de Carvalho Pereira, Guilherme Frederico Bernades Lenz

Desenvolvimento de nanocompósitos de polietileno verde com nanocelulose ………………18

Ray Manoel de Eneas Araujo, Renê Anísio da Paz

Desenvolvimento de propantes cerâmicos sintéticos à base de metacaulim

ativado alcalinamente e nanomateriais de carbono …………………………………...………………...20

Vitor Polezi Pesce de Campos, Guilherme F. B. Lenz e Silva

Determinação da porosidade em agregados reciclados por métodos

químicos e físicos ...........................................................................................................................................21

Ana Yumi Asada Jacomo, Laís Bento Cazelato,

Rafael dos S. Macedo, Carina Ulsen

Determinação química do teor de pasta de cimento endurecida em

agregados reciclados ……………………………………………………………………………………………........23

Laís Bento Cazelato, Ana Yumi Asada Jacomo,

Rafael dos S. Macedo, Carina Ulsen


3

Difração de raios X in situ com radiação síncrotron …..……………….…………………………………25

Arthur Seiji Nishikawa, Hélio Goldenstein

Efeito do ângulo da pistola sobre o formato do cordão de uma soldagem

em aço ASTM 516 Gr 70 por meio do processo GMAW ………………………………...…..…………..27

Gustavo Requena de Lima, Jeferson José de Carvalho,

Antonio do Nascimento Silva Alves, Luan dos Santos Silva,

Sérgio Duarte Brandi

Estudo da corrosão/degradação de cimento Portland III em meio contendo cloretos ….....28

Camila Teixeira Costa, Minara Kelly Saraiva De Aguiar

Estudo da segregação de íons na superfície de nano-óxidos e sua influência

no processo de sinterização: o caso MgAl2O4 – Li2O …………………………………………………..30

André Avancini Bernardes, Douglas Gouvêa,

Kléber Lanigra Guimarães

Estudo do mecanismo do refino de grão do latão 70/30 inoculado

com fósforo e zircônio ………………………………………………………………………………………………..31

Thiago Pires Nagasima, Marcelo Alexandre Tirelli,

Juan Marcelo Rojas Arango, Marcelo de Aquino Martorano,

Angelo Fernando Padilha

Graphitization of amorphous carbons with metallic catalysts ……………………………………….32

Grecia M. S. Gámez Colina, Léa Senseby,

Gisele Aparecida Amaral Labat, Guilherme F.B. Lenz e Silva

Influência das condições de simulação física de soldagem em serviço

sobre o teor de oxigênio e propriedades mecânicas do metal de

solda utilizando DOE ……......................................................................................................................……33

Gustavo José Suto de Souza, Arthur Santana de Souza,

Sérgio Duarte Brandi


4

Masterbatch líquido como alternativa para dispersão de cargas micro e

nanométricas em matriz polimérica …………………………………………………………………………….35

Ivan Ribeiro Soares, Ernane da Silva Fernandes,

Douglas Morais, Éder Baroni da Silveira

Material carbonoso derivado do resíduo liquido do processo Kraft ……………………………….36

Natália Alberti Guedes, Caio Zuccolan Carvas,

Leidy Julieth Hernández Buitrago, Gisele Aparecida Amaral Labat,

Guilherme Frederico Bernardo Lenz e Silva

Modelagem e simulação numérica de soldagem em serviço …………………………………………38

Antonio do Nascimento Silva Alves, Rubelmar Maia de Azevedo Cruz Neto,

Dario Magno Batista Ferreira, Sergio Duarte Brandi

Principais morfologias de blendas poliméricas e suas respectivas propriedades ……………39

Éder Baroni da Silveira, Ticiane Sanches Valera

Produção de nanofibras de sílica por meio da fiação por sopro em solução

para remoção de azul de metileno ………………………………………………..…………….……….……...40

Lucas Leite Severo, Romualdo Rodrigues Menezes,

Rosiane Maria da Costa Farias

Segregação de íon na superfície de nano-óxidos e sua influência na

estabilidade termodinâmica das nanopartículas …………………………………………………………..42

Andre Luiz Da Silva, Douglas Gouvêa

Síntese de zeólita A e hidroxisodalita a partir de metacaulim em meios

reacionais com diferentes razões Na/Al ………………………………………………………………………43

Raphael Cons Andrades, Francisco Rolando Valenzuela-Díaz,

Roberto de Freitas Neves, Thamyres Cardoso de Carvalho


5

Solidificação/estabilização de resíduos líquidos e sólidos na produção

de novos materiais ………………………………………………………………………………………………….…44

Leidy Julieth Hernández Buitrago, Gisele Aparecida Amaral Labat,

Guilherme Frederico Bernardo Lenz e Silva

Suporte eletrocatalítico sustentável de carbono para células de

combustível a álcool …………………………………………………………………………………………………..46

C. Z. Carvas, N. A. Guedes, E. Leal da Silva, A. Cuña,

C. F. Malfatti, G. A. A. Labat, G. F. B. Lenz e Silva

Utilização da fibra de carbono como aditivo em argamassas ………………………………………...48

Igor Novais Santos, Éder Baroni da Silveira2 Fábio Conte Correia

Viabilidade técnica da fabricação de carvão ativado de resíduos de coco ………………………50

Cesar Yuji Narita, Gustavo José Suto de Souza,

Cyro Takano, Marcelo Breda Mourão


6

Aditivos antichama não tóxicos para ABS aplicados em equipamentos

elétricos e eletrônicos

Priscila Alves Martins1, Ticiane Sanches Valera1, Jorge Alberto Soares Tenório1

1Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP

Resumo:

Equipamentos elétricos e eletrônicos estão vastamente presentes no cotidiano das

pessoas. Grande parte destes dispositivos são formados com materiais poliméricos, dentre

eles, o copolímero de Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS) frequentemente é utilizado na

carcaça de equipamentos. Contudo, devido a risco de incêndios, a utilização de aditivos

antichama é obrigatória. Os antichamas comercializados no Brasil são formados de

componentes bromados, que são tóxicos, e são liberados no ambiente causando

contaminação passiva em todos que têm contato. Preocupados com esta realidade e

considerando as legislações internacionais, européias e norte-americanas, que restringem

o uso de aditivos tóxicos, o presente estudo investigou uma nova rota de aplicação de

aditivos antichama não tóxicos. Neste trabalho foram preparados compósitos de ABS, com

a adição de argila organofílica e retardantes de chama livres de halogênio, como: o

polifosfato de amônio e a melamina. Os compósitos obtidos apresentaram classificação V-

2 e V-0 na norma UL94, resultados estes equivalentes aos dos materiais comercializados

com aditivos bromados.

Palavras-chave:

Compósito de ABS, antichama, UL94.

Contato:

Priscila Alves Martins, [email protected]


7

Análise da interação eletromagnética de material compósito à base de carbono

com estrutura esponjosa em matrizes dielétrica

Braulio H. K. Lopes1, Roberto C. Portes2, Miguel A. Amaral Jr.3, Deigo E. F. Vergara3, Jossano

S. Marcusso3, Gisele Aparecida Amaral Labat4, Guilherme F. B. L. Silva4, Sandro F. Quirino2,

Maurício R. Baldan3

1Instituto Tecnológico de Aeronáutica, São José dos Campos, SP

2ETEP Faculdades, São José dos Campos, SP

3Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, São José dos Campos, SP

4Universidade de São Paulo, São Paulo, SP

Resumo:

Neste trabalho foi analisada a diferença da absorção eletromagnética de um material

composto constituído de bio-carbono grafítico com estrutura esponjosa em forma de

particulado distribuído ao longo da uma matriz de resina poliéster ortoftálica e em matriz

de silicone. O pó de carbono foi obtido da lignina de descarte da indústria de papel que

sofreu uma polimerização controlada relativamente simples, porém com grande taxa de

obtenção de estrutura grafítica. Para cada matriz, foi feito um estudo com porcentagem

de 1%, 5% e 10 % de particulado na matriz dielétrica e verificado o comportamento

eletromagnético através dos parâmetros Sij para cada composto. A faixa de frequência

analisada foi de 8,2 a 12,4 GHz, referente a banda X, devido a ser a banda utilizada por

radares no setor aeronáutico e aeroespacial segundo as normas técnicas. Paralelamente à

análise da absorção eletromagnética, foi realizado um estudo a partir dos parâmetros Sij

em relação a heterogeneidade da distribuição do particulado ao longo da matriz e sua

influência na resposta eletromagnética e desta forma evidenciando o grau de dificuldade

na produção de amostras contendo material condutor em forma de pó e matriz isolante.


8

Palavras-chave:

Carbono poroso, Absorvedores eletromagnéticos, Banda X, Bio-material

Contato:

Braulio Haruo Kondo Lopes, [email protected]


9

Análise de energia de coesão de revestimento duro ERCoCr-C por

soldagem pelo processo TIG

Jeferson José de Carvalho1, Jaime Casanova Soeiro Junior1, Antonio do Nascimento Silva

Alves1, Rubelmar Maia de Azevedo Cruz Neto1, Nicollas Freitas de Arruda1, Sérgio Duarte

Brandi1


Resumo:

O revestimento duro é requerido em situações em que o desgaste por abrasão deve

ser minimizado. Na mineração, as ferramentas são submetidas a condições de abrasão e

corrosão excessivas, o que requer aplicações de ferramentas especiais que permitam

otimizar sua vida útil. Ligas de cobalto são uma opção para o revestimento de materiais

sujeitos à abrasão, pois apresentam propriedades mecânicas adequadas para esta

situação. A coesão do depósito é uma informação importante para evitar o destacamento

de parte do revestimento em serviço. Este trabalho tem por objetivo propor um

dispositivo e uma metodologia para análise da energia de revestimentos por soldagem

por diferentes técnicas de deposição. Neste trabalho o revestimento por soldagem foi

realizado sobre uma chapa de aço ASTM A516 Grau 70, com as dimensões

150x200x12mm. O metal de adição utilizado foi foi o AWS A5.21 ERCoCr-C. A soldagem

realizada foi mecanizada utilizando o processo de soldagem TIG. Foram usadas duas

energias de soldagem 0,74 kJ/mm e 1,15 kJ/mm, com a deposição de duas camadas de

revestimento. Para o ensaio de cisalhamento foi desenvolvido um dispositivo seguindo os

critérios da norma ASTM A263, para chapas revestidas. Os resultados mostraram que para

a condição com menor energia de soldagem e com duas camadas, foi observada uma

redução de 50% da energia de coesão em relação a condição com uma camada

depositada. Para a condição com maior energia de soldagem com duas camadas, ocorreu

redução de aproximadamente 20% em relação a mesma condição com uma camada. Após

a fratura, foi obtida a área de contato da região do revestimento, tendo como base o valor

da área que permita desconsiderar falhas provenientes da soldagem, como regiões com

falta de fusão ou de trincas de alívio de tensões dos revestimentos. O dispositivo garantiu

reprodutibilidade nos resultados e proporcionou uma comparação entre as amostras, o


10

que permitiu validá-lo com base nos resultados obtidos, possibilitando obter a variação da

energia de coesão em função da energia de soldagem no revestimento.

Palavras-chave:

Revestimento duro por soldagem, coesão, cisalhamento

Contato:

Jeferson José de Carvalho, [email protected]


11

Avaliação da fragilização por hidrogênio em aços “Dual Phase” tratados

intercriticamente seguidos do processo têmpera e partição e

termomecanicamente com deformação à quente

Dany Michell Andrade Centeno1, Hélio Goldenstein1


Resumo:

O desenvolvimento de aços de alta resistência, como o aço Dual Phase, tem

direcionado seus esforços nas atuais demandas do mercado mundial, as quais têm como

propósito a diminuição do consumo de combustível gerando materiais mais leves e

resistentes. Assim, diversas pesquisas têm abordado esses requerimentos propondo

modificações estruturais, reformulando tratamentos térmicos e otimizando processos de

conformação. Entretanto, a alteração microestrutural que resulta na melhora de

propriedades mecânicas, pode ocasionar uma perda de ductilidade e susceptibilidade a

danos provocados pelo hidrogênio. O objetivo do trabalho foi avaliar uma série de

tratamentos térmicos, os quais implicavam processos de têmpera e partição; tratamentos

termomecânicos que simulavam fisicamente o processo de estampagem à quente,

variando a deformação em 10% e 30%, e processos que combinaram a estampagem à

quente com subsequente tratamento de partição. Todos os tratamentos foram realizados

no campo intercrítico no simulador termomecânico Gleeble, acoplado à linha de difração

de raios X (XTMS) do Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano). Desta forma, foi

acompanhado in situ o desenvolvimento das microestruturas durante esses processos.

Complementando, a parte de caracterização foi realizada por meio de técnicas

metalográficas com suporte de microscopia óptica e eletrônica de varredura (MEV-FEG),

permitindo uma análise mais profunda da microestrutura obtida. Uma vez caracterizada a

microestrutura, as amostras foram submetidas a ensaios de resistência ao trincamento por

hidrogênio segundo a norma NACE TM0284 (Hydrogen Induced Cracking – HIC),

utilizando a solução A desaerada com injeções de H2S. Adicionalmente, foi feita a medição

de hidrogênio ancorado na microestrutura estudada, após tratamentos, utilizando a

técnica de dessorção térmica disponível no LNNano. O intuito de avaliar a

susceptibilidade à fragilização por hidrogênio na microestrutura desenvolvida por cada


12

tratamento térmico proposto visa estudar o comportamento microestrutural quando

submetido a esse tipo de testes.

Palavras-chave:

Dual phase, têmpera e partição, fragiliação por hidrogênio

Contato:

Dany Michell Andrade Centeno, [email protected]


13

Avaliação do comportamento tribológico de materiais para aplicações

em válvulas de motores flex-fuel

Vinicius Rosário Dyonisio1, Alexander Zuleta Durango1, Roberto Martins de Souza1


Resumo:

No Brasil, o motor com a tecnologia “flex-fuel” já domina o mercado de automóveis e

esse tipo de motor tende a ter sua empregabilidade aumentada no mundo todo. Esses

motores, sendo uma variação do motor de combustão interna, definido portanto como

uma máquina térmica que transforma a energia química em energia mecânica, é um

sistema mecânico. Em qualquer sistema mecânico existem desgastes ocasionados pela

movimentação relativa de componentes por meio do atrito. O par tribológico objeto de

estudo é o par válvula-sede, que permite a entrada de combustível e ar na câmara de

combustão e a saída dos gases, produtos da combustão. O estudo desse par tribológico é

de relevância para os motores flex-fuel, dado que o etanol como combustível, aumenta a

potência do motor, levando a maiores carregamentos termomecânicos e

consequentemente tribológicos nos componentes. O objetivo do trabalho é validar uma

metodologia desenvolvida, realizando ensaios tribológicos com diferentes materiais para

aplicações em válvulas, caracterizar os mecanismos de desgaste e contribuir para a

análise do sistema válvula-sede de motores flex-fuel.

Palavras-chave:

motor flex-fuel, válvulas, atrito, desgaste

Contato:

Alexander Zuleta Durango, [email protected]


14

Caracterização microestrutural e avaliação da susceptibilidade à corrosão mediante

técnicas de impedância eletroquímicas (EIS) em aços microligados

API 5L X65 e API 5L 80 com diferentes teores de Mn e Nb

Janeth Marlene Quispe Avilés1, Hercílio Gomes de Melo1


Resumo:

A maior fonte para a geracao de energia proveem do petroleo e gás natural. Pela

crescente demanda da extração é transporte destes produtos, tem-se como resultado a

necessidade de utilizar materiais que possuam maior resistência às altas pressões de

operação, sendo atualmente utilizados os aços de alta resistencia e baixa liga ARBL ou

HSLA, os quais respondem à expectativa pela alta resistência mecânica e boa

soldabilidade. Nas aplicações da indústria petrolífera, estes tipos de aços são expostos a

meios corrosivos que contêm altos teores de H2S e CO2, tornando-os suscetíveis a danos

provocados pelo hidrogênio.

Neste trabalho, foi estudada a resistência à corrosão de dois tubos de aço

microligados API 5L X65 e API 5L X80, sendo a principal diferença destes a variação de

Mn e Nb. Foram realizadas análises das inclusões examinadas em Microscópio Óptico

(MO) e a microestrutura avaliada por meio de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)

com análise por espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Para o estudo e avaliação da

susceptibilidade à corrosão foram realizados ensaios aplicando as técnicas de: impedância

eletroquímica, sendo avaliado o potencial de circuito aberto (OCP – Open Circuit

Potential); espectroscopia de impedância eletroquímica (Electrochemical Impedance

Spectroscopy - EIS) e curvas de polarização potenciodinâmica em um eletrólito composto

de 0,5% ácido acético e 5% cloreto de sódio (solução A, NACE TM0284-11) com e sem

injeções de H2S. O tempo de exposição foi de 24h.

Os dois tubos estudados apresentaram microestrutura ferrítica com presença de

microconstituinte M/A (martensita/austenita) disperso pela matriz. O tubo API 5L X65

apresentou uma microestrutura ferrítica com presença de microconstituinte perlita

degenerada dispersa pela matriz . As inclusões apresentaram formato principalmente

arredondado com presença de Al e Ca (óxidos) para ambos os tubos. Os resultados dos


15

ensaios eletroquímicos mostraram que o aço X80 é mais suscetível à corrosão e que as

injeções de H2S aumentaram a suscetibilidade à corrosão dos dois aços microligados.

Palavras-chave:

Aços microligados, espectroscopia de impedância eletroquímica, corrosão, H2S.

Contato:

Janeth Marlene Quispe Avilés, [email protected]


16

Comportamento tribológico de revestimentos à base de carbono (DLC e W-DLC)

durante testes de movimento recíproco

Cassiano Ferreira Bernardes1, Newton Kiyoshi Fukumasu1, Guilherme Antônio Assis

Machado2, Izabel Fernanda Machado1


2Fiat Chrysler Automobiles, Betim, MG

Resumo:

Os revestimentos à base de carbono são utilizados em várias aplicações industriais,

normalmente para melhorar o comportamento de desgaste e atrito. Neste trabalho, são

analisados dois revestimentos baseados em carbono: “Diamond Like Carbon” (DLC)

amorfo, não dopado, produzido por um processo de Deposição Química Melhorado por

Plasma (PECVD), e um DLC dopado com Tungstênio (W-DLC), produzido pelo Processo de

Deposição Física (PVD). As propriedades mecânicas (dureza e módulo de elasticidade) são

medidas pela técnica de nanoindentação utilizando o triboindentador Hysitron TI950,

enquanto os aspectos tribológicos dos revestimentos (comportamento de desgaste e

coeficiente de atrito) são avaliados por testes de movimento reciprocativo no tribômetro

Optimol SRV v4. O DLC apresentou maior dureza e módulo de elasticidade quando

comparado ao W-DLC. Os resultados também indicam que o DLC apresenta um menor

coeficiente de atrito e cargas críticas mais elevadas para apresentar a delaminação do

revestimento quando comparado com W-DLC.

Palavras-chave:

COF (coeficiente de atrito), desgaste, DLC

Contato:

Cassiano Ferreira Bernardes, [email protected]


17

Desenvolvimento de isolantes cerâmicos à base de geopolímero de silicato

de alumínio com aditivos e diferentes adições de resíduos de madeira para

ajuste da porosidade após queima

Damião de Carvalho Pereira1, Guilherme Frederico Bernades Lenz1


Resumo:

Para contribuição com o conforto térmico e acústico nas construções, está sendo

desenvolvido no laboratório LM2C2 um material cerâmico com porosidade controlada

usando Al2O3.Na2O.SiO2,. É usado metacaulim como base. Al2O3, sílica coloidal, microssílica

e hidróxido de sódio são utilizados para a formação de fases específicas do sistema

ternário, como β-Alumina, Carnegieite, Mulita e Corundum. A mistura destes componentes

forma o geopolímero, um material com resistência mecânica, química, térmica e

durabilidade. Quatro formulações com os seguintes percentuais estão sendo estudadas,

Al2O350%Na2O19%SiO231%, Al2O330%Na2O31%SiO239%, Al2O335%Na2O5%SiO260% e

Al2O345%Na2O10%SiO245%. Foram usados os teores de serragem de 10, 8 e 6% com o

sisal fixo em 3%. Houve a caracterização quanto a porosidade geométrica antes e depois

do tratamento térmico. Foram feitos ensaios de resistência à compressão antes e depois

da queima. As fases cristalinas foram analisadas por meio da difração de Raios X. Com

base nesses resultados e análises mais criteriosas o estudo deste material foi

condicionado para uma porosidade controlada com teores de serragem de 1% e 3% e sisal

com valor fixo de 1,5%. As composições foram remodeladas com auxílio da ferramenta

Solver do MSExcel® para atender duas regiões do sistema ternário. As composições

estudadas são Al2O328%Na2O21%SiO251%, Al2O346%Na2O22%SiO232%. Ambas as

composições são trabalhadas com escória e sem escória, para posteriores tratamentos de

dados.

Palavras-chave:

Geopolímero, material acústico, material refratário, metacaulim ativado

Contato:

Damiao de Carvalho Pereira, [email protected]


18

Desenvolvimento de nanocompósitos de polietileno verde com nanocelulose

Ray Manoel de Eneas Araujo1, Renê Anísio da Paz1

1Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, PB

Resumo:

A cada dia, a busca por um mundo sustentável é o objetivo de muitos, visto que o

aumento do consumo de combustíveis fósseis agride mais e mais o meio ambiente. A

busca por materiais renováveis é o desafio de uma boa parte dos cientistas. A

nanocelulose caracteriza-se como um polímero natural, em grande abundancia no

mundo[1], e com propriedades mecânicas muito satisfatórias que chamam atenção dos

pesquisadores da classe polimérica. Este polímero natural é adicionado a uma matriz

polimérica com o intuito de melhorar ainda mais suas propriedades[2,3]. O objetivo geral

deste trabalho é obter nanocompósitos de polietileno verde com 1 e 3% de nanocelulose,

pelo método de intercalação por fusão. Com a adição das cargas de NCC, foi possível

observar certa interação entre a carga e matriz, pelo fato da análise de DRX apresentar

um provável aumento na cristalinidade dos materiais obtidos. Na espectroscopia de

infravermelho, foi possível observar alterações nos picos, o que significa que houve

alteração na estrutura do material à medida que aumentava o teor de carga. No ensaio de

tração observou-se que a composição com 1% de NCC apresentou maior rigidez, diferente

do material com 3% que aconteceu o inverso, de modo que apresentou maior

alongamento. Houve também aumento da resistência ao impacto. Na análise

termogravimétrica observou-se que com o acréscimo de NCC diminuiu o nível de perda de

massa do material. Já análise de DSC, ao incorporar a carga na matriz, observou-se uma

diminuição no grau de cristalização do polietileno com 3% da carga, diferente da

composição com 1% de NCC. Na análise de HDT, verificou-se que com o aumento de 1%

de carga, houve o aumento da temperatura de deflexão térmica, porém, quando

acrescentou 3%, a temperatura decaiu, provavelmente pela fraca interação.


19

[1] HUBBE, M. A.; ROJAS, O. J.; LUCIA, L. A.; SAIN, M. Cellulosic nanocomposites: a

review. BioResources, v.3, n.3, p.929-980, 2008.

[2] DUFRESNE. A. In Nano-Cellulose: From nature to high performance tailored

materials. Walter de Gruyter GmbH: Berlin/Boston, 2012.

[3] DUFRESNE, A.; BELGACEM, M. N. Cellulose-reinforced composites: from micro-

tonanoscale. Polimeros, v.23, p. 277-286, 2013.

Palavras-chave:

Polietileno verde, nanocompósitos, nanocelulose.

Contato:

Ray Manoel de Eneas Araujo, [email protected]


20

Desenvolvimento de propantes cerâmicos sintéticos à base de metacaulim ativado

alcalinamente e nanomateriais de carbono

Vitor Polezi Pesce de Campos1, Guilherme F. B. Lenz e Silva1


Resumo:

Nos últimos anos, o uso de propantes na técnica de fraturamento hidráulico

aumentou significativamente e, consequentemente, o estudo envolvendo nanomateriais

como aditivos nas matrizes de propantes para o desenvolvimento de propantes que

podem sofrer mudanças químicas e mecânicas dentro do reservatório ou que podem

permitir sua direção e escaneamento tornar-se alvo de empresas e universidades norte-

americanas. Este trabalho mostra um desenvolvimento com microesferas de metacaulim

ativado alcalinamente com hidróxido de sódio capaz de incorporar os nanomateriais em

sua estrutura, permitindo a ligação de diferentes aditivos que podem ser transportados

e/ou entregues dentro do reservatório. O método de produção adotado foi a mistura de

alta intensidade da matéria-prima com nanomateriais dispersos. A rota de produção

apresentou-se eficiente produzindo microesferas com grau entre 0,7 e 0,9 K&S para

esfericidade e redondamento. Os testes de esmagamento alcançaram valores entre 3 e 4

K (x 1000 psi) para as amostras sinterizadas a 1300°C. Por fim, a análise de MEV

comprovou a introdução de nanomateriais de carbono na estrutura esférica dos propantes

mesmo após a sinterização a 1450°C em atmosfera inerte.

Palavras-chave:

Propante cerâmico sintético, fraturamento hidráulico, nanotecnologia, metacaulim,

nanomateriais de carbono.

Contato:

Vitor Polezi Pesce de Campos, [email protected]


21

Determinação da porosidade em agregados reciclados por métodos químicos e físicos

Ana Yumi Asada Jacomo1, Laís Bento Cazelato1, Rafael dos S. Macedo1, Carina Ulsen1


Resumo:

O objetivo deste trabalho é desenvolver um método para a determinação da

porosidade em agregados reciclados miúdos com elevado conteúdo de carbonatos. Os

agregados reciclados resultam do processamento de Resíduos de Construção e Demolição

(RCD) (ULSEN, 2011) e a porosidade desses agregados é proveniente da pasta de cimento

aderida em suas superfícies. Entretanto, a pasta de cimento é a origem das piores

propriedades dos agregados reciclados, como menor densidade e maior absorção de água

em comparação com os agregados naturais. Essas propriedades apresentam uma

influência negativa na qualidade do concreto reciclado, afetando principalmente suas

qualidades relacionadas à tensão e durabilidade (DE JUAN e GUTIÉRREZ, 2009). O

procedimento experimental químico adotado na pesquisa utiliza o ácido clorídrico para

lixiviar seletivamente amostras contendo calcário calcítico, calcário dolomítico e cimento

hidratado Portland de alta resistência inicial, sendo os dois primeiros representativos do

carbonato de cálcio presente nos agregados reciclados e o último representativo da pasta

de cimento aderida. Em relação ao método físico, determina-se o volume dos poros

presentes nos agregados reciclados por meio da medição da densidade envelope, no

equipamento Geopyc (Micrometrics), e da densidade esqueleto por picnometria de Hélio.

Porém, há a necessidade inicial de determinar um material particulado com característica

de quase-fluido, que seria capaz de envelopar adequadamente as partículas dos

agregados reciclados miúdos, uma vez que o material envelopante certificado (Dry Flo)

utilizado no Geopyc, permite realizar ensaios apenas com materiais graúdos. Os

resultados desse trabalho possibilitarão um controle na qualidade dos agregados

reciclados, já que a porosidade é o parâmetro mais crítico a ser determinado nestes

agregados. Na parte química, concluiu-se que o ácido clorídrico não foi seletivo, uma vez

que lixiviou tanto os carbonatos da rocha quanto os da pasta de cimento, não sendo

possível sua quantificação. Em relação ao método físico, pela pesquisa ter sido iniciada há

poucos meses, ainda não se tem conclusões concretas. Entretanto, com os estudos


22

realizados até o momento, o candidato que melhor envelopou as partículas sem penetrar

nos poros foram as microesferas de vidro.

Palavras-chave:

Resíduos de Construção e Demolição, caracterização de materiais, construção sustentável.

Contato:

Ana Yumi Asada Jacomo, [email protected]


23

Determinação química do teor de pasta de cimento endurecida em agregados reciclados

Laís Bento Cazelato1, Ana Yumi Asada Jacomo1, Rafael dos S. Macedo1, Carina Ulsen1


Resumo:

O projeto tem como finalidade elaborar um método de lixiviação seletiva em meio

ácido, utilizando diferentes condições de pH, agitação e temperatura para quantificar a

pasta de cimento endurecida em agregados reciclados com elevado conteúdo de

carbonatos.

O teor de pasta de cimento afeta propriedades de agregados reciclados como

porosidade e absorção de água (DE JUAN e GUTIERREZ, 2009), no entanto, não encontra-

se na literatura método padronizado para determinar teor de pasta de cimento em

agregados reciclados, sendo mais utilizado o método de lixiviação com solução de ácido

clorídrico (QUARCIONI E CINCOTTO, 2006) que não é seletivo por lixiviar diferentes fases

impossibilitando suas quantificações.

O desenvolvimento do projeto consiste no preparo de soluções tampão ácida e

solução ácida para lixiviar de modo seletivo amostras de resíduos de construção e

demolição com intuito de quantificar a pasta de cimento presente. Para isso, os ensaios de

lixiviação realizados consistem em reagir 100 ml das soluções anteriormente citadas sob

agitação e aquecimento a 60°C com 2 g de amostra de calcário calcítico, calcário

dolomítico e cimento Portland V (CP-V). O pH do sistema é verificado no início e em

tempos pré-determinados em um período de 24 horas a fim de analisar a eficiência do

processo. Por fim, as misturas são filtradas para separar os resíduos insolúveis e calcular o

rendimento da operação. Os resultados indicarão se é possível lixiviar seletivamente

agregados reciclados de modo a separar a pasta de cimento dos carbonatos, tornando

assim possível determinar o teor de pasta de cimento nos agregados.

Este trabalho pertence a um projeto de iniciação científica iniciado em agosto de

2016 e encontra-se em desenvolvimento, deste modo, não apresenta conclusões

concretas. Através dos estudos presentes até este momento nota-se que a metodologia

proposta pode ser um dos caminhos utilizados na quantificação de pasta de cimento

aliada a resultados de análises químicas, mineralógicas e termogravimétricas. Entretanto,


24

diferentes soluções e condições deverão ser testadas a fim de validar o tratamento de

agregados reciclados por lixiviação seletiva.

Palavras-chave:

Agregados reciclados, pasta de cimento, lixiviação seletiva

Contato:

Laís Bento Cazelato, [email protected]


25

Difração de raios X in situ com radiação síncrotron

Arthur Seiji Nishikawa1, Hélio Goldenstein1


Resumo:

O estudo da correlação entre as propriedades macroscópicas dos materiais com sua

microestrutura e propriedades cristalinas é uma das bases da ciência dos materiais. No

que concerne ao estudo dessas características, técnicas experimentais que fazem uso do

espalhamento de partículas subatômicas (fótons, elétrons e nêutrons) têm sido utilizadas

para investigar estas correlações. Exemplos destas técnicas incluem microscopia, difração,

espectroscopia e tomografia. Embora normalmente sejam aplicadas de forma ex situ, isto

é, em materiais previamente ensaiados, elas também podem ser utilizadas durante o

próprio experimento, de forma in situ.

A motivação de técnicas in situ aplicadas em materiais metálicos reside tanto na

pesquisa de caráter fundamental, quanto do ponto de vista prático, neste último caso, seja

na pesquisa de novos materiais, ou no estudo de processos industriais. Exemplos de

fenômenos que podem ser estudados in situ incluem estudo de transformações de fases,

recuperação e recristalização, evolução de textura cristalográfica, redistribuição de solutos

e mecanismos de deformação.

Nos últimos anos, o avanço no desenvolvimento de novas fontes, detetores de rápida

resposta, sistemas de posicionamento de amostras deram mais dinâmica à utilização de

técnicas de caracterização in situ. Em particular, raios X gerados por fontes de luz

síncrotron usados em medidas de difração em geral garantem alta resolução temporal,

bem como penetração suficiente para obter-se informação do bulk; por este motivo, é a

técnica de acompanhamento in situ mais utilizada. Há instalações dedicadas à

experimentação por difração de raios X in situ nas principais fontes de luz síncrotron do

mundo. No entanto, normalmente essas instalações foram concebidas a partir de linhas

pré-existentes, adaptando-se porta amostras para experimentos in situ. Em 2008, o grupo

de Caracterização e Processamento de Materiais (CPM) do Laboratório Nacional de

Nanotecnologia (LNNano) deu início à implementação da instalação X-ray Scattering and

Thermo-Mechanical Simulation (XTMS) dedicada à simulação termomecânica de materiais


26

metálicos com acompanhamento in situ por difração de raios X. A nova estação

experimental, montada na linha XRD1 do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS),

dado seu objetivo final, compreende uma ferramenta versátil e poderosa no que diz

respeito a caracterização de metais.

O presente trabalho apresenta a estação XTMS e demonstra o potencial de aplicação

das instalações. Isso será feito pela ilustração de alguns estudos de caso, a citar:

- Estudo das transformações de fases durante o tratamento térmico de Têmpera e

Partição (Q&P);

- Estudo do alívio de tensões e transformações de fases durante o revenimento de

ligas supersaturadas em carbono e nitrogênio e,

- Avaliação da transformação martensítica induzida por deformação em um aço

inoxidável austenítico metaestável.

Palavras-chave:

Difração de raios X, in situ, síncrotron, caracterização

Contato:

Arthur Seiji Nishikawa, [email protected]


27

Efeito do ângulo da pistola sobre o formato do cordão de uma soldagem

em aço ASTM 516 Gr 70 por meio do processo GMAW

Gustavo Requena de Lima1, Jeferson José de Carvalho2, Antonio do Nascimento Silva

Alves2, Luan dos Santos Silva1, Sérgio Duarte Brandi2

1Faculdade de Tecnologia Itaquera – Miguel Reale, São Paulo, SP


Resumo:

Esse trabalho tem como objetivo avaliar a influência da posição da pistola sobre a

morfologia do cordão de solda e microdureza na zona afetada pelo calor (ZAC). Para isso,

foi realizada a soldagem em chapas de aço ASTM 516 Gr 70, com dimensões 100 mm x

200 mm x 12,9 mm de espessura utilizando o processo GMAW, metal de adição AWS

A5.18-05 ER70S6 Copper Free com 1,2 mm de diâmetro, variando a posição da pistola em

90° (Neutro), -20° (Empurrando) e +20° (Puxando). A partir dos resultados da análise

macrográfica, a posição +20° (Puxando) apresentou cordão com a morfologia mais

adequada para aplicações como por exemplo soldagem em serviço, isto é, maior largura,

menor reforço e penetração inferior em relação às demais posições da pistola.

Palavras-chave:

Soldagem em serviço, soldagem MIG/MAG, ASTM 516 Gr-70, formato do cordão

Contato:

Gustavo Requena de Lima, [email protected]


28

Estudo da corrosão/degradação de cimento Portland III em meio contendo cloretos

Camila Teixeira Costa1, Minara Kelly Saraiva De Aguiar1

1Universidade de Mogi das Cruzes, São Paulo, SP

Resumo:

Construções civis em regiões litorâneas estão sujeitas à deterioração devida à

umidade e à salinidade da atmosfera. Os danos causados precisam ser levados em

consideração, haja vista, que os reparos e as manutenções destas obras são responsáveis

por aproximadamente 10% do PIB anual. A principal causa do dano é a falta de vistorias

durante a execução da obra, isso faz com que os estudos patológicos sejam cruciais para

previsões e prevenções de avarias em obras de construção civil. A presença de

corrosão/degradação pode ser determinada observando a existência de destacamento do

concreto, fissuras devido às forças de expansão ou ao percentual de permeabilidade do

material. Um dos principais agentes causadores de danos ao concreto é o carbonato, ele

compromete a proteção alcalina através da carbonatação. Este processo se inicia pelo

contato da umidade com o concreto, originando a redução do pH do meio. O presente

trabalho tem por objetivo o estudo das patologias e possíveis métodos de redução dos

danos causados pela corrosão/degradação, e com isto, aumentar o tempo de vida útil das

construções litorâneas. Os estudos serão realizados em Cimento Portland III de

composição comercial e em Cimento Portland III modificados. Os cimentos serão expostos

em meios corrosivos para melhor compreensão do comportamento destes. Para isto,

diferentes literaturas a respeito deste tema serão estudadas. Os modelos matemáticos

desenvolvidos por Helene (1983) e Tuutti (1982) serão aplicados e comparados com os

resultados obtidos. Os possíveis resultados obtidos serão importantes, não somente pela

possibilidade de redução dos custos gerados pelos danos, mas também pela prevenção de

acidentes nas construções e aumento da segurança em obras de construção civil.


29

Palavras-chave:

Concreto, corrosão, degradação de concreto

Contato:

Camila Teixeira, [email protected]


30

Estudo da segregação de íons na superfície de nano-óxidos e sua influência no

processo de sinterização: o caso MgAl2O4 – Li2O

André Avancini Bernardes1, Douglas Gouvêa1, Kléber Lanigra Guimarães2


2Instituto de Pesquisas Tecnológicas, São Paulo, SP

Resumo:

O uso de materiais nanométricos possui um enorme potencial de crescimento devido

às suas propriedades únicas quando comparados aos materiais em escalas maiores, ou

bulk. O material alvo deste estudo é o aluminato de magnésio, espinélio de magnésio, que

quando sinterizado sob determinadas condições de temperatura e pressão, adquiri alta

resistência mecânica e torna-se transparente a comprimentos de onda que variam do

ultravioleta ao infravermelho. Apesar das aplicações militares e aeroespaciais que este

material possui, alcançar estas propriedades é dispendioso, pois a temperatura e pressão a

serem atingidas são muito altas. Uma maneira bem sucedida de se produzir o aluminato

de magnésio é fabricá-lo com grãos nanométricos e dopá-lo com íons como o Li+, o que

tem se mostrado eficaz na diminuição da temperatura e pressão de sinterização.

Este projeto tem como base a visão de que, durante a sinterização, os íons utilizados

na dopagem segregam na superfície das nanopartículas e nos contornos de grão, duas

regiões com excesso de energia e extremamente abundantes em nanomateriais

policristalinos. Para se consolidar este entendimento, durante este trabalho de mestrado

pretende-se estudar a cinética de segregação dos dopantes em diferentes estágios de

sinterização, buscando compreender como a diminuição da energia de superfície contribui

para a diminuição da temperatura de sinterização e controle da nanoestabilidade.

Palavras-chave:

Materiais cerâmicos, nanopartículas, química de superfície, nanoestabilidade, aluminato

de magnésio

Contato:

André Avancini Bernardes, [email protected]


31

Estudo do mecanismo do refino de grão do latão 70/30 inoculado

com fósforo e zircônio

Thiago Pires Nagasima1, Marcelo Alexandre Tirelli1, Juan Marcelo Rojas Arango2, Marcelo

de Aquino Martorano1, Angelo Fernando Padilha1


2Universidad de Antioquia, Medellín - Colômbia

Resumo:

O refino de grão da estrutura bruta de solidificação da liga Cu-30%Zn (latão 70/30)

foi realizado a partir de adições de P e Zr ao banho líquido. O mecanismo desta

inoculação foi então estudado a partir de técnicas de microscopia e microanálise. Foram

realizadas microanálises por espectroscopia de dispersão de energia (EDS) e de

comprimento de onda (WDS) em precipitados, geralmente facetados, contendo Zr e P em

uma proporção equivalente à da fase ZrP. Sugere-se que as adições causaram a formação

de partículas sólidas de ZrP, nas quais ocorreu a nucleação heterogênea de grãos da fase

Cu-alfa, resultando no refino de grão. Essa teoria seria reforçada pelos cálculos de

desajuste entre o beta-ZrP e o Cu-alfa.

Palavras-chave:

Refino de grão, cobre, latão, nucleação heterogênea

Contato:

Thiago Pires Nagasima, [email protected]


32

Graphitization of amorphous carbons with metallic catalysts

Grecia M. S. Gámez Colina1, Léa Senseby1, Gisele Aparecida Amaral Labat1, Guilherme F.B.

Lenz e Silva1


Resumo:

Graphite, the most stable state of carbon at room temperature, has a crystallographic

structure, providing both good thermal and chemical properties. Those properties make it

attractive to be used as electrode in the steel industry and also as refractory material.

Commercially it is produced by electrical resistive heating at temperature about 3000 K

for two weeks, resulting in an expensive methodology. In order to reduce the high energy

consumption, studies have been conducted to better perform synthetic graphite, and

catalytic graphitization appears to be relevant.

This project focuses on the use of metallic catalysts (Ni, Mo, Fe, Si, B, Al) to evaluate

the graphitization process of carbon precursors, under various heat treatment

temperatures. Furthermore, it will be studied the influence of mass and size catalyst, as

well as the time of process. The formation of carbide can take place during the

graphitization process, and its role in graphite formation will be a point of interest too. To

aim the objective, physical mixtures will be made between the carbon sources and metal

powders in a high energy ball milling. Afterwards, the mixtures will be pressed and the

pellets placed in an oven under inert atmosphere (Argon). Graphite and carbides

formation will be evaluated through different techniques such as X-Rays Diffraction, SEM,

Raman spectroscopy, Laser Granulometry, Differential Thermal Analysis and EBSC.

Palavras-chave:

Graphitization, carbides formation, amorphous carbons.

Contato:

Grecia M. S. Gámez Colina, [email protected]


33

Influência das condições de simulação física de soldagem em serviço sobre o teor

de oxigênio e propriedades mecânicas do metal de solda utilizando DOE

Gustavo José Suto de Souza1, Arthur Santana de Souza2, Sérgio Duarte Brandi1


2Faculdade de Tecnologia de São Paulo Itaquera, São Paulo, SP

Resumo:

Eletrodos revestidos tiveram seu desenvolvimento iniciado no começo do século XX

e, apesar da evolução de diversos processos de soldagem, ainda encontram ampla

aplicação, inclusive dentro da indústria de óleo e gás, por exemplo na manutenção de

tubulações de aços de alta resistência baixa liga (ARBL). Nesta aplicação, a manutenção

desses tubos é executada com o equipamento em operação (com o intuito de reduzir

custos com paradas) e, portanto, os gradientes de temperatura são mais elevados quando

comparados com soldagens realizadas ao ar, o que pode levar a redução das propriedades

mecânicas nessas juntas soldadas e causar maiores impactos financeiros e/ou ambientais.

No metal de solda resultante do eletrodo revestido E7018 (consumível usualmente

utilizado na reparação de tubos ARBL), as propriedades mecânicas têm forte relação com

a ferrita acicular, microestrutura que ocorre intergranularmente, nucleando

preferencialmente nos precipitados do metal de solda. O objetivo desse trabalho é

analisar a influência de diferentes condições de soldagem e de resfriamento sobre o teor

de oxigênio e a microdureza do metal de solda resultante do uso de eletrodos revestidos

E7018, usando técnicas de delineamento de experimentos como as metodologias Taguchi

e experimentos fatoriais. Usando o método Taguchi foi possível observar que os três

fatores (fabricante do eletrodo, corrente de soldagem e condição de resfriamento)

influenciam no teor de oxigênio e que o fornecedor do eletrodo é o fator com maior efeito

sobre a resposta, seguido pela corrente de soldagem.


34

Palavras-chave:

Soldagem em serviço, ARBL, eletrodo revestido

Contato:

Gustavo José Suto de Souza, [email protected]


35

Masterbatch líquido como alternativa para dispersão de cargas micro e

nanométricas em matriz polimérica

Ivan Ribeiro Soares1, Ernane da Silva Fernandes1, Douglas Morais2, Éder Baroni da Silveira3


2FATEC Profº Miguel Reale, São Paulo, SP


Resumo:

Compósitos de poli (metil metacrilato) (PMMA) com diferentes teores de nano-argila

organomodificada Cloisite 20A foram preparados por meio de tensão cisalhante em

misturador vertical. O objetivo desse trabalho foi obter nanocompósitos ou compósitos de

PMMA e caracterizá-los por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Os resultados

indicaram que as sínteses polímero-argila apresentaram um aumento da distância

interlamelar e possível estrutura intercalada para teores variando de 3,0 a 7,5%

peso/peso. O método de obtenção do compósito mostrou-se uma alternativa para a

indústria de masterbatches para dispersão de cargas de silicato em camada.

Palavras-chave:

Nanocompósito, compósito, resina acrílica, nano-argila, masterbatch

Contato:

Ivan Ribeiro Soares, [email protected]


36

Material carbonoso derivado do resíduo liquido do processo Kraft

Natália Alberti Guedes1, Caio Zuccolan Carvas1, Leidy Julieth Hernández Buitrago1, Gisele

Aparecida Amaral Labat1, Guilherme Frederico Bernardo Lenz e Silva1


Resumo:

O resíduo da indústria de papel e celulose, o licor negro, é substancialmente rico em

lignina (35-45% em peso - base seca), um polifenólico natural. Atualmente, este

subproduto é desvalorizado devido aos oneroros processos de purificação no isolamento

da lignina, minimizando sua viabilidade de utilização em uma em larga escala. Assim, a

produção de materiais porosos a partir do licor negro bruto pode ser uma alternativa de

grande interesse para a indústria de papel e celulose. Primeiramente, a crescente

preocupação em conceitos de sustentabilidade tem estimulado a utilização de resíduos e

subprodutos como matérias-primas alternativas em novos processos. Ademais, o material

produzido a partir de resíduos pode conter uma grande quantidade de subproduto

renovável e apresentar um custo relativamente baixo, representando um atrativo para o

mercado atual. Consequentemente, estas preocupações estimulam o interesse no

desenvolvimento de novos materiais tecnológicos avançados.

Este trabalho demonstrou uma metodologia alternativa na produção de espumas de

carbono poroso a partir do licor negro bruto e ainda parte de recuperação das matérias

inorgânicas. As espumas de carbono porosas foram facilmente sintetizadas por

polimerização química do licor negro bruto em meio alcalino, utilizando o polímero poli

metilmetacrilato (PMMA) em formato esférico, como um "modelo" para o desenvolvimento

da porosidade "micro". Após a polimerização, o material foi carbonizado, seguido de

lavagem para recuperação de alguns sais inorgânicos. Os materiais obtidos apresentaram

baixa densidade (0,36 g/ml), alta porosidade (78%) e boa estabilidade térmica e mecânica.

Imagens de tomografia computadorizada de raios X e MEV (microscopia eletrônica de

varredura) mostraram a alta porosidade do material e apesar de algumas rachaduras, o

material apresentou uma boa estabilidade mecânica. As imagens de MEV também

revelaram estruturas e porosidades nanométricas. Além disso, o ensaio de adsorção do

corante azul de metileno, mostrou uma capacidade de adsorção razoável, (37,63 mg/g)


37

revelando a importante quantidade de poros menores que 100 nm, responsável pela

adsorção deste tipo de molécula. Todas essas características tornam o material viável e

vantajoso para aplicações em diversas áreas da engenharia.

A metodologia proposta demonstra a possibilidade de produção de espumas de

carbono sustentáveis associada a diversas vantagens: (i) agregar valor ao resíduo bruto, (ii)

mostrar a viabilidade do uso do licor negro bruto de forma direta, sem a geração de novos

subprodutos, visto que as etapas de purificação da lignina não são requeridas (iii) a

possível recuperação dos inorgânicos e seu eventual retorno ao processo de polpação

Kraft.

Palavras-chave:

licor negro, sustentabilidade, biomateral, carbono

Contato:

Natália Alberti Guedes, [email protected]


38

Modelagem e simulação numérica de soldagem em serviço

Antonio do Nascimento Silva Alves1, Rubelmar Maia de Azevedo Cruz Neto1, Dario Magno

Batista Ferreira1, Sergio Duarte Brandi1


Resumo:

A soldagem em serviço é uma técnica de reparo de dutos frequentemente utilizada,

pois garante o contínuo fornecimento do fluido conduzido, demonstrando oferecer uma

grande vantagem do ponto de vista econômico e ambiental. O objetivo deste estudo é

avaliar a influência da variação da energia de soldagem sobre as propriedades mecânicas

e metalúrgicas em uma junta soldada de um tubo API 5L X80 com diâmetro 40” e 16mm

de espessura. Para simulação da soldagem, será utilizado o método dos elementos finitos

através do pacote computacional Sysweld®, para obtenção dos ciclos térmicos, tempo de

resfriamento (Δt8/5), campos de temperaturas e a temperatura máxima atingida na

superfície interna da parede do duto admitindo as condições de contorno impostas pelo

meio conduzido, que neste caso será água, com vazão de 2,4 m3/h. Ao comparar a

influência de cada valor de energia de soldagem, verificou-se que os valores de dureza na

ZAC aumentaram na razão em que a energia de soldagem foi diminuída, devido a taxas

de resfriamento maiores, uma vez que a capacidade de extração de calor do fluido

conduzido influencia diretamente nos tempos de resfriamento (Δt8/5).

Palavras-chave:

Soldagem em serviço, simulação computacional, microdureza, API 5L X80.

Contato:

Antonio do Nascimento Silva Alves, [email protected]


39

Principais morfologias de blendas poliméricas e suas respectivas propriedades

Éder Baroni da Silveira1, Ticiane Sanches Valera1


Resumo:

A produção de blendas poliméricas é uma das alternativas para se obter um novo

material com propriedades diferentes dos polímeros que a constituem, possuindo a

vantagem de apresentar baixo custo de desenvolvimento quando comparada à pesquisa

para síntese de uma nova molécula. A obtenção da morfologia adequada traz a(s)

propriedade(s) de interesse para o pesquisador, que vão desde alterações nas

propriedades mecânicas até a possibilidade de obtenção de um material híbrido com

propriedades elétricas obtidas através da adição de cargas condutoras. O presente

trabalho apresentará algumas das ferramentas teóricas que a literatura disponibiliza na

tentativa de prever a morfologia de blendas poliméricas, também apresentará uma visão

geral desse universo da ciência e engenharia de materiais. A importância da seleção

adequada da metodologia de processamento e dos seus respectivos parâmetros será

discutida, pois são fatores que influenciam diretamente na definição da morfologia final,

que por sua vez definirá as propriedades que o material terá nas condições de serviço ou

mesmo para quais aplicações pode ser direcionado.

Palavras-chave:

Blendas, morfologia, processamento.

Contato:

Éder Baroni da Silveira, [email protected]


40

Produção de nanofibras de sílica por meio da fiação por sopro em solução para

remoção de azul de metileno

Lucas Leite Severo1, Romualdo Rodrigues Menezes1, Rosiane Maria da Costa Farias1

1Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, PB

Resumo:

Com o crescente avanço da nanotecnologia é notável que cada vez mais, os estudos

voltados para os nanomateriais vêm se expandindo para as mais diversas aplicações, a

exemplo de catálises, sensores e adsorção. Dentre os nanomateriais, as nanofibras se

destacam por apresentarem um melhor desempenho de suas propriedades quando

comparadas com as fibras micrométricas, pois a redução do diâmetro favorece o aumento

da razão área superficial/volume e, consequentemente, da reatividade do material [1]. As

nanofibras de sílica, além de apresentarem elevada área superficial, são constituídas por

grupo silanois (Si-OH) em sua superfície, o que lhe confere um excelente material

adsorvente capaz de adsorver vários tipos de moléculas e íons [2]. As nanofibras podem

ser obtidas a partir de várias técnicas, a exemplo da técnica de fiação por sopro em

solução, também conhecida como SBS (Solution Blow Spinning), que, recentemente, vem

se destacando por sua simplicidade operacional e elevada taxa de produção [3,4]. Neste

sentido, o objetivo deste trabalho foi produzir nanofibras de sílica a partir da técnica SBS

e analisar a sua capacidade de adsorção de azul de metileno dissolvido em água. Para

obtenção das nanofibras foi utilizado uma solução contendo álcool etílico absoluto, o

polivinilpirrolidona (PVP), o tetraetilortosilicato (TEOS) como precursor de sílica e o ácido

clorídrico (HCl) como catalisador. Após o processo de fiação, as nanofibras foram

calcinadas em 700°C para a remoção do PVP e obtenção da fase sílica. Em seguida as

nanofibras foram caracterizadas por MEV e DRX. A capacidade de adsorção foi,

inicialmente, analisada nos pH´s 5, 7, 9 e 11 e concentrações iniciais de AM de 5, 10, 25,

50, 100 e 250 mg/l. As medidas de absorbâncias foram realizadas usando um

espectrofotômetro de UV-VIS para determinar a concentração final das soluções após a

adsorção por 24h. A partir dos resultados, as nanofibras de sílica apresentaram diâmetro

médio de 290 nm e pelo difratograma de raios X, a sílica apresentou comportamento

amorfo, com 2θ entre 15 e 35°. A capacidade máxima de adsorção foi de 102,67 mg/g em


41

pH 7 e concentração inicial de 25 mg/l. Os resultados indicaram que a SBS apresenta

potencial para a produção de nanofibras de sílica, e que estas apresentam potencial para

a adsorção de azul de metileno.

[1] OLIVEIRA, J.E.; MORAES, E.A.; COSTA, R.G.F., Nano and submicrometric fibers of

poly (D,L-Lactide) obtained by solution blow spinning: process and solution variables,

Journal of Applied Polymer Science 122, p. 3396-3405, 2011.

[2] WU, C.; YUAN, W.; AL-DEYAB, S. S.; ZHANG, K. Q. Tuning porous silica nanofibers

by colloid electrospinnig for dye adsorption; Applied Surface Science, 313, p. 389-395,

2014.

[3] FARIAS, R.M.C; MENEZES, R.R.; OLIVEIRA, J.E.; MEDEIROS, E.S. Production of

submicrometric fibers of mullite by solution blow spinning (SBS), Materials Letters 149, p.

47–49, 2015.

[4] MEDEIROS, E.S.; GLENN, G.M.; KLAMCZYNSKI, A.P.; ORTS, W. J.; MATTOSO, L. H. C.

Solution blow spinning: a new method to produce micro- and nanofibers from polymer

solutions, Journal of Applied Polymer Science 113, p. 2322–2330, 2009.

Palavras-chave:

SBS, nanofibras, adsorção, azul de metileno

Contato:

Lucas Leite Severo, [email protected]


42

Segregação de íon na superfície de nano-óxidos e sua influência na

estabilidade termodinâmica das nanopartículas

Andre Luiz Da Silva1, Douglas Gouvêa1


Resumo:

Materiais nanométricos têm intrigado a comunidade científica pelas suas

propriedades únicas e inesperadas. O desenvolvimento dessa tecnologia tem

revolucionado o mundo moderno, com impacto em diversas áreas da sociedade. Quase

todos setores são beneficiados com a produção de melhores produtos, com maior

durabilidade, mais seguros, além de produtos inteligentes para uso doméstico,

comunicação, medicina, transporte e agricultura. Contudo, para explorar esse fascinante

mundo nanotecnológico e extrair o melhor que ele tem a oferecer é de suma importância

o conhecimento dos fenômenos relacionados às nanopartículas de óxidos. Levando em

conta que um óxido com partículas de tamanho médio de 5 nm tem cerca de 60% dos

átomos em sua superfície, estudar nano-óxidos é desvendar os fenômenos associados à

sua superfície. O estudo das propriedades de nanomateriais pela compreensão do

comportamento físico-químico das superfícies é um dos caminhos mais promissores de se

estabelecer as relações entre composição química da superfície e sua relação com a

estabilidade do tamanho das nano-partículas e a estabilidade coloidal de dispersões.

Palavras-chave:

Superfície, segregação, nanopartículas, estabilidade

Contato:

Andre Luiz Da Silva, [email protected]


43

Síntese de zeólita A e hidroxisodalita a partir de metacaulim em meios

reacionais com diferentes razões Na/Al

Raphael Cons Andrades1, Francisco Rolando Valenzuela-Díaz1, Roberto de Freitas Neves2,

Thamyres Cardoso de Carvalho1


2Universidade Federal do Pará, Belém, PA

Resumo:

Zeólita A e hidroxisodalita foram sintetizadas a partir de um rejeito industrial do

beneficiamento de caulim do Pará para papel. Primeiramente, o caulim foi calcinado a

700°C por 3 h, visando à desidroxilação da caulinita, obtendo-se metacaulim, um material

amorfo e com razão Si/Al igual a 1, ideal para produção de zeólita A. Zeólitas foram

sintetizadas pelo método hidrotérmico estático reagindo-se uma massa fixa de

metacaulim com soluções de NaOH nas concentrações de 1, 1,8, 3, 5 e 9 M. Todas as

síntese foram realizadas a 110°C por 24 h. Os materiais zeolíticos obtidos foram

caracterizados por difração de raios X, espectroscopia de infravermelho e análises térmica

diferencial e termogravimétrica. Observou-se a formação de apenas zeólita A nas sínteses

realizadas com concentrações de 1, 1,8 e 3 M de NaOH, enquanto que nas sínteses

realizadas com concentrações de 5 e 9 M de NaOH foram obtidas misturas de zeólita A e

hidroxisodalita.

Palavras-chave:

Zeólita A, hidroxisodalita, caulim, síntese, razão Na/Al

Contato:

Raphael Cons Andrades, [email protected]


44

Solidificação/estabilização de resíduos líquidos e sólidos na produção de novos materiais

Leidy Julieth Hernández Buitrago1, Gisele Aparecida Amaral Labat1, Guilherme Frederico

Bernardo Lenz e Silva1


Resumo:

A tecnologia de estabilização e solidificação para resíduos tóxicos e perigosos vem

sendo usada nos últimos 20 anos, despertando o interesse em pesquisadores focados em

uma engenharia mais sustentável. Esta tecnologia propõe um processo padrão e único

para o tratamento e gestão de resíduos tóxicos e perigosos em especial aqueles que

contêm metais pesados. O processo envolve três componentes: resíduo, solidificador e

estabilizador. No presente trabalho analisa-se e discute-se os sistemas de

estabilização/solidificação e apresenta-se dois exemplos desta tecnologia que vem sendo

desenvolvida pelos autores. Um deles é o “Processo Waelz”, onde a Poeira de Aciaria

Elétrica (PAE) com conteúdo de Zn e Pb é solidificada mediante pelotização com

aglomerante e água. A estabilização da PAE é feita com a redução carbotérmica dos

óxidos de ferro e frankilinita, com a ajuda de um redutor, o qual estequiometricamente,

controla as reações químicas de óxido-redução. O Zn e Pb são evaporados e

posteriormente reoxidados. Este produto reoxidado permite a separação dos óxidos,

obtendo ZnO com alta pureza e/ou um Zn refinado muito puro. Os produtos podem ser

usados em aplicações: farmacêutica, cosmetologia metalúrgica, anticorrosiva, agrícola e

materiais compósitos. As pelotas reduzidas formam uma escória sólida, totalmente inerte

em termos de toxicidade, compostas por CaO, MgO, SiO2, FeO e Fe principalmente. O

outro processo baseia-se na solidificação de um líquido perigoso, o licor negro (black

liquor), resíduo da indústria de papel celulose com alto conteúdo de sódio além de muitos

compósitos com enxofre. A solidificação é realizada por polimerização em meio alcalino

seguida da estabilização por carbonização, na qual o composto se torna basicamente uma

matriz porosa de carbono. Após estabilização, o sódio e o enxofre são recuperados através

da lavagem do material final. Os materiais porosos de carbono são de grande eficiência

em aplicações como purificação de águas além de serem utilizados em dispositivos de

estocagem de energia como supercapacitores e células de combustível.


45

Palavras-chave:

Solidificação/estabilização, tratamento de resíduos perigosos, licor negro, processo Waelz.

Contato:

Leidy Julieth Hernández Buitrago, [email protected]


46

Suporte eletrocatalítico sustentável de carbono para células de combustível a álcool

C. Z. Carvas1, N. A. Guedes1, E. Leal da Silva2, A. Cuña3, C. F. Malfatti2, G. A. A. Labat1, G. F. B.

Lenz e Silva1


2Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS

3Universidad de la República, Montevideo, Uruguay

Resumo:

Visto a realidade a qual o ser humano se encontra, caracterizada pela abusiva

extração de matéria prima, bem como a excessiva liberação de rejeitos no meio ambiente,

e agravada pelas fortes desigualdades social e econômica observadas nas atuais

sociedades, é fundamental a aplicação de mudanças no estilo de vida humano. Sendo

assim, aplicando-se tal ideia ao desenvolvimento de novos materiais, torna-se clara a

necessidade de criarem-se novas metodologias, e principalmente, novas substâncias mais

sustentáveis, visando-se que estas sejam capazes de serem aplicadas para fins cada vez

mais especializados, sendo ainda baratas e ambientalmente menos maléficas. Visando,

portanto, alcançarem-se tais objetivos, foi desenvolvido neste projeto um material de

carbono sustentável com função de suporte eletrocatalítico, baseado em níquel, para a

oxidação de etanol em células de combustível. O licor negro, resíduo gerado a partir do

processo de polpação kraft realizada em indústrias de papel foi utilizado como matéria

prima na síntese do material. Esse resíduo, com altos teores de lignina, foi utilizado

integralmente por meio de modificação química e térmica e posteriormente testados

como material para células de combustível. Tais aparatos possuem grande potencial no

mercado atual devido à ampla empregabilidade, assim como grande eficiência na geração

de energia, sendo aplicadas em bafômetros, em detectores de CO, na geração de energia

de baixa potência, em equipamentos eletrônicos portáteis, pequenos veículos e pequenas

residências. A síntese do suporte eletrocatalítico foi realizada em meio aquoso por reação

de polimerização do licor negro com resorcinol, formaldeído e Ni(NO3)2, sendo que este

último possuía a função de formar do agente catalítico. O produto polimerizado foi

submetido a lavagens subsequentes com água deionizada com o objetivo de neutralizar-

se o pH. Em seguida, foi realizada a carbonização por aquecimento a 800°C e ativação do


47

material por meio físico em atmosfera de CO2. O carvão poroso obtido, com o níquel

suportado, foi caracterizado por diferentes técnicas e sua eficiência avaliada em testes

eletroquímicos. A caracterização por microscopia de transmissão (STEM) mostrou

claramente a existência partículas de Ni regularmente distribuídas no suporte de carbono,

com tamanho de partícula média de 337 nm. As análises termogravimétrica (TGA) e

difratometria de raios X (DRX) também indicaram presença de Ni metálico suportado no

carbono poroso. A caracterização eletroquímica, por sua vez, realizada em meio alcalino,

assinalou a presença do equilíbrio entre (NiO)OH e Ni(OH)2, sendo o primeiro responsável

pela oxidação do etanol. A atividade catalítica foi então facilmente identificada pelo

aumento de corrente em 0,5 V e a densidade de corrente máxima foi pouco intensa, 20,7

mA/cm2, o que está relacionado ao considerável tamanho das partículas de níquel. Foi

possível, assim, obter-se, com o trabalho em questão, um suporte catalítico altamente

sustentável e de baixo custo para células de combustível que utilizem etanol. Tal produto

atende a demanda socioeconômica do mercado atual, representando uma alternativa na

substituição de suportes eletrocatalíticos onerosos, como os baseados em platina e

paládio. Deve-se, contudo, aperfeiçoar-se o desempenho catalítico, através da diminuição

do tamanho das partículas de níquel, assuntos os quais estão vinculados a futuros

projetos.

Palavras-chave:

licor negro, carbono, suporte, célula de combustível, álcool

Contato:

Caio Zuccolan Carvas, [email protected]


48

Utilização da fibra de carbono como aditivo em argamassas

Igor Novais Santos1, Éder Baroni da Silveira2, Fábio Conte Correia1



Resumo:

A aplicação da fibra de carbono na construção civil para reforço estrutural tem se

mostrado eficiente, principalmente por se tratar de um material leve, resistente e que

satisfaz os requisitos de desempenho esperado para sua empregabilidade. Para suprir as

necessidades da sociedade moderna, o setor de construção civil tem buscado por

alternativas cada vez mais avançadas e eficientes na intenção de aplicar tecnologia de

novos materiais. Com isso, a utilização de aditivos em argamassas e concretos é uma

alternativa que vem se destacando nos últimos anos no eixo da construção civil, pois

alteram determinadas propriedades do concreto como resistência à compressão,

consistência e trabalhabilidade, atribuindo-lhes melhores condições para aplicação na

construção. Nesse trabalho é apresentada a aplicação da fibra de carbono como aditivo

em argamassas, analisando através de ensaios laboratoriais, a proporção de fibra que

apresente melhor resistência à compressão, especificando os benefícios e a viabilidade do

mesmo em relação a outros materiais, levando em consideração seu preparo, método de

aplicação, desempenho e relação custo-benefício. A metodologia utilizada foi seguindo as

atribuições dispostas na normatização vigente, utilizando nos testes cimento CPV de alta

resistência inicial e proporções de fibra de 1%, 2% e 3% peso-peso em relação ao cimento.

Foram executados testes de compressão em corpos-de-prova de argamassa com e sem

fibra para que se pudesse fazer uma comparação de valores, analisando as propriedades

mecânicas de cada ensaio. Para os corpos-de-prova com fibras, verificou-se que a adição

da mesma acarreta em melhoras significativas na resistência à compressão da argamassa,

no entanto, a melhora na resistência não é contínua em função do aumento da

concentração de fibra, observou-se experimentalmente que até uma determinada

concentração de fibra de carbono há aumento de propriedades, após essa concentração a


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fibra torna-se ineficiente, mostrando-se insatisfatória para a normatização estabelecida e

para a integridade da estrutura.

Palavras-chave:

Concreto, argamassa, fibra de carbono, resistência.

Contato:

Igor Novais Santos, [email protected]


50

Viabilidade técnica da fabricação de carvão ativado de resíduos de coco

Cesar Yuji Narita1, Gustavo José Suto de Souza1, Cyro Takano1, Marcelo Breda Mourão1


Resumo:

Carvões ativados podem ser aplicados em diversos processos, que vão desde

tratamento de efluentes à fabricação de supercapacitores. Os processos de obtenção de

carvões ativados são a carbonização e a ativação, que pode ser química, física ou ambas,

de materiais carbonosos. Este trabalho verifica como a fibra de coco verde se comporta

durante a carbonização e ativação física em ensaios termogravimétricos. O precursor

escolhido foi o resíduo de coco após o consumo de sua água. As carbonizações da fibra de

coco verde e das pelotas de fibra de coco verde foram feitas em atmosfera inerte e a

ativação física feita por CO2. A temperatura final de carbonização e ativação foi de 800°C.

Palavras-chave:

Carvão ativado, resíduo de coco, carbonização, ativação física, biomassa

Contato:

Cesar Yuji Narita, [email protected]

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