[pt] Músculos artificiais são versáteis para o projeto de atuadores pois, assim como os músculos naturais, podem ter pequenas dimensões ou serem agrupados para alcançar maiores dimensões. A capacidade do músculo de permitir a construção de atuadores sem partes móveis permite uma grande economia de energia, evitando atritos por deslizamento, menor desgaste, e baixos ruídos.Músculos artificiais são usados para desenvolver atuadores contínuos ou binários, utilizando diversos tipos de configurações para aproveitar ao máximo as vantagens que oferecem estes materiais. Músculos artificiais eletrostrictivos, acionados por altas tensões, já estão sendo utilizados em aplicações comerciais. Circuitos eletrônicos estão sendo projetados para trabalhar com altas tensões elétricas e interagir com estes tipos de músculos. Diversos tipos de material estão sendo avaliados para a implementação destes músculos.Este trabalho visa desenvolver um atuador de configuração cilíndrica de acionamento elétrico, por efeito capacitivo. O atuador é acionado por 3 músculos artificiais em configuração paralela, construídos a partir do elastômero acrílico VHB4905, o qual possui características visco-elásticas e baixo custo de produção. São analisados distintos modelos constitutivos dos músculos, baseados em molas e amortecedores em série e em paralelo.São desenvolvidos métodos de calibragem para calcular os parâmetros dos modelos matemáticos dos músculos a partir de dados obtidos em laboratório. Um método de medição baseado em processamento de imagens e teoria de visão estéreo, desenvolvido especificamente para este trabalho, permite que a posição da extremidade do atuador seja medida de forma não-invasiva, sem interferir em seu movimento, e sem a necessidade de colocar sensores ou instrumentos de medição. Os resultados mostram que os modelos matemáticos são eficientes para descrever o comportamento do atuador. / [en] Artificial muscles are versatile for the actuator projects, because, as well as the natural muscles, they can have small dimensions or they are grouped to obtain big dimensions. Muscle capacity to allow construction of actuators without movable parts allows great economy of energy, avoiding attritions for sliding, lessening waste, and reducing noise.Artificial muscles are used to develop continuous or binary actuators, using different types of configurations to take advantage to the benefit that offer these materials. Eletrostrictive artificial muscles, worked by high tensions, are already being used in commercial applications. Electronic circuits are being projected to work with high electric tensions and to interact with these types of muscles. Many types of materials are being evaluated for the implementation of these muscles.This work looks for to develop a cylindrical configuration actuator of electric activation, for capacitive effect. The actuator is activated by 3 artificial muscles in parallel configuration, built starting from the acrylic elastomer VHB4905, which possesses viscouselastic characteristics and low production cost. Different models of the muscles are analyzed, based on springs and shock absorbers in series and parallel.Calibrate methods are developed to calculate parameters of the mathematical models of the muscles starting from data obtained at laboratory. Measurement method based on processing of images and theory of stereo vision, specifically developed for this work, allows no-invasive measurement of the actuator’s extremity, without interfering in actuator’s movement, and without the need to put sensor or measurement instruments. The results show that mathematical models are efficient to describe the behavior of the actuator.

[pt] Com o objetivo de aumentar a capacidade dos poços petrolíferos, métodos convencionais de recuperação são utilizados, os quais consistem na injeção de água ou gás para a manutenção da pressão do reservatório. A produção do óleo ocorre através do deslocamento do mesmo no espaço poroso, onde a água, fluido deslocante, é injetada para ocupar gradualmente o espaço do óleo, fluido deslocado. Devido aos efeitos capilares e às heterogeneidades do meio poroso, uma parcela de óleo residual acaba ficando retida no reservatório, apresentando baixo fator de recuperação de óleo devido a elevada viscosidade do óleo em relação à viscosidade do fluido injetado e altas tensões interfaciais entre os fluidos. A adição de polímeros à água garante um aumento na sua viscosidade, melhorando a razão de mobilidade água/óleo no meio poroso. Uniformizando a frente de avanço e melhorando a eficiência de varrido devido à melhora no deslocamento do óleo. O presente trabalho analisa o comportamento viscoelástico do polímero, isolando o efeito viscoso e elástico em função das taxas de cisalhamento e extensão, implementado em um modelo de simulação de injeção de polímeros na escala de reservatórios. O efeito das propriedades reológicas da solução polimérica mostram nos resultados de produção uma frente de avanço mais estável e consequentemente uma melhora na taxa de recuperação de óleo quando avaliou-se o comportamento puramente cisalhante. Entretanto uma melhora na taxa de recuperação e na estabilidade da frente de avanço para o comportamento puramente extensional só pode ser observado quando o número de capilaridade foi aumentado consideravelmente. / [en] Aiming to increase the capacity of oil fields, conventional recovery methods are used. These methods consist in the injection of water or gas to maintain the reservoir pressure. The oil production typically takes place by displacing this oil in the porous media, where the displacing fluid (water) is injected to gradually occupy the space of the displaced fluid (oil). Since due to capillary effects and the heterogeneity of the porous media, a residual oil portion ends up trapped in the reservoir. These methods lead to low values of oil recovery factor, which occurs mainly by two factors: high viscosity of the reservoir s oil in relation to the viscosity of the injected fluid and high interfacial tension between the fluids. The addition of polymers to the water ensures an increase in the viscosity of the injected fluid, improving mobility ratio between water and oil in the porous media. Thus, standardizing forward swept and improving the swept efficiency due to improved oil displacement, which reduces the formation of preferential paths in the reservoir, usually called fingers. This paper analyzes the viscoelastic behavior of the polymer, by isolating the viscous and elastic effect in function of its extension and shear rates, implemented in a polymer injection simulation model in a reservoir scale. The effect of the rheological properties of the polymer solution show in the production results a more stable injection front and consequently an oil recovery rate improvement when evaluated as a purely shear behavior. However an improvement in the recovery rate and stability of the injection front for pure extensional behavior can only be observed when the capillary number is increased considerably.

[pt] O Acrilonitrila-Butadieno-Estireno (ABS) é um polímero de grande uso industrial, sendo empregado em inúmeros produtos. Muitas de suas aplicações necessitam de uma elevada resistência a combustão seja pela presença de cargas elétricas (Efeito Joule) ou a exposição a ambientes de altas temperaturas. No entanto, o ABS, de modo semelhante a maioria dos polímeros, não é tão resistente a combustão, sendo necessário o emprego de aditivos Retardantes de Chamas (RC). A introdução desses aditivos pode, entretanto, acarretar alteração nas propriedades mecânicas, de forma que é necessário se comparar o comportamento do material com e sem aditivos. Particularmente importante é o comportamento a longo prazo, como a fluência. Assim, nesse trabalho foi avaliado o comportamento a fluência do ABS sem aditivo e de três sistemas ABS/RC. Foi usado um sistema empregando um aditivo comercial à base de bromo (ABS − Br), que serviu como base de comparação e dois sistemas recentemente desenvolvidos, empregando bio-retardantes, a saber: ácido tânico (TA) e polifosfato de amônio (APP). Os resultados dos ensaios mostraram que o aditivo comercial não acarretou variação da vida em fluência em relação ao ABS sem aditivo. Por outro lado, os resultados indicaram que a vida em fluência foi reduzida quando o aditivo APP foi incorporado e que aumentou quando o TA foi adicionado. Os dados experimentais dos ensaios de fluência foram usados para avaliar o comportamento viscoelástico dos quatro grupos de materiais. O ABS teve seu comportamento adequadamente representado pelo modelo de Burgers, assim como a ABS com aditivo à base de bromo. O modelo que melhor descreveu o comportamento do ABS com APP foi o modelo modificado de Burgers (Streched Burgers). Nem todas as amostras do ABS com TA apresentaram fluência no intervalo de tempo usado e o modelo que melhor descreveu o comportamento foi o do sólido linear padrão. / [en] Acrylonitrile-Butadiene-Styrene (ABS) is a polymer of great industrial use, being used in numerous products. Many of its applications require a high resistance to combustion, either due to the presence of electrical charges (Joule Effect) or exposure to high temperature environments. However, ABS, like most polymers, is not as resistant to combustion, requiring the use of Flame Retardant (RC) additives. The introduction of these additives can, however, lead to changes in the mechanical properties, so it is necessary to compare the behavior of the material with and without additives. Particularly important is long-term behavior such as fluency. Thus, in this work, the creep behavior of ABS without additive and of three ABS/RC systems was evaluated. A system employing a commercial bromine-based additive (ABS − Br) was used, which served as a basis for comparison and two recently developed systems employing bio-retardants, namely: tannic acid (TA) and ammonium polyphosphate (APP) . The test results showed that the commercial additive did not cause a change in creep life compared to ABS without additive. On the other hand, the results indicated that the creep life was reduced when the APP additive was incorporated and that it increased when the TA was added. Experimental data from creep tests were used to evaluate the viscoelastic behavior of the four groups of materials. ABS had its behavior adequately represented by the Burgers model, as well as ABS with bromine-based additive. The model that best described the behavior of ABS with APP was the modified Burgers model (Streched Burgers). Not all ABS samples with TA showed fluence in the time interval used and the model that best described the behavior was the standard linear solid.