Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2010

Estágio realizado na Sonafi, S.A. e orientado pelo Eng.º Bernardo Cardoso / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Estágio realizado na Zollern & Comandita / INEGI e orientado pelo Eng.º Rui Jorge Lemos Neto / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Estágio realizado na Zollern & Comandita e orientado pelo Eng.º Rui Jorge de Lemos Neto / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1998

Tese de doutoramento. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1993

O processo de fundição gera vários tipos de resíduos sólidos, sendo o principal deles a areia de fundição, que é gerado na etapa de desmoldagem de peças metálicas. O aumento dos custos de disposição, o surgimento de legislações específicas e o baixo desempenho ambiental das tecnologias de fim de tubo têm direcionado seus esforços no desenvolvimento de soluções mais efetivas. A minimização de resíduos leva a uma mudança de paradigma, pois constituem um novo conceito de gerenciamento ambiental baseado no princípio da prevenção da geração de poluentes, visando à redução ao máximo da quantidade de resíduos a ser disposta ou tratada. Baseado nas ferramentas da metodologia de Produção mais Limpa este trabalho avaliou o processo de fabricação de peças fundidas com vistas à minimização da geração do resíduo sólido areia de fundição da empresa Metalcorte Metalurgia Ltda, indicando oportunidades de minimização do resíduo sólido areia de fundição, bem como alguns aspectos ambientais, técnicos e econômicos que interessam na escolha das melhores oportunidades a serem implementadas. As oportunidades sugeridas possuem diversos níveis de complexidade. Algumas medidas podem ser implementadas imediatamente enquanto outras requerem o desenvolvimento de pesquisas que as tornem viáveis quanto aos aspectos técnicos, ambientais e econômicos, dependendo do tipo de opção, como é o caso da regeneração da areia de moldagem, dos processos de reutilização e da substituição de materiais geradores de gases tóxicos. Os tempos de implantação são variáveis e um cronograma de implementação pode ser elaborado, priorizando-se as opções que podem ser efetivadas em médio e curto prazo, enquanto que as alternativas em longo prazo podem ser escaladas para estudos aprofundados. Ressalta-se que das 19 oportunidades listadas 9 delas são oportunidades de baixo custo e de fácil implementação para empresa, podendo ser adotadas a curto prazo. O resíduo areia de fundição apresenta um bom potencial de minimização, conforme a extensa lista de oportunidades que foram identificadas. Ao mesmo tempo, considerando a complexidade do processo de fundição e da metodologia desenvolvida pela UNIDO-CNTL, a implementação de um Programa de Produção mais Limpa neste tipo de empresa necessita de estudos como este para estimular os empresários a aplicar esforços na prevenção da geração de resíduos, utilizando ferramentas efetivas e viáveis para se buscar o desenvolvimento sustentável neste setor.

Este trabalho descreve os procedimentos fundamentais para obtenção de compósitos com matriz metálica (CMMs) por dispersão de partículas cerâmicas em metal líquido (Método do Vórtex), para o caso particular de Alumínio e suas ligas com partículas de cinzas volantes de carvão da Usina de Candiota-RS. Para o desenvolvimento da parte experimental, foi projetado e construído um equipamento adequado para a produção de CMMs por este método. Os corpos de prova foram fundidos em moldes de areia e permanentes, sob diferentes condições experimentais, usando ligas Al12Si3Mg e AI3Mg com adições de partículas de cinzas de carvão variando de 1 a 7% em peso. A caracterização dos CMMs produzidos foi realizada através de macrografias, microscopia ótica e eletrônica, análises químicas (para a determinação da quantidade de cinza retida na matriz metálica), ensaios mecânicos e ensaios de desgaste. Os resultados indicaram a ocorrência de refino acentuado da matriz rica em Al e incrementos significativos nos valores de resistência ao desgaste, o que foi atribuído à alterações nos mecanismos de desgaste, que variaram de uma condição de desgaste adesivo no caso das ligas base, para condições de desgaste predominantemente abrasivo nos CMMs com 5 e 7% de partículas de cinzas. / This work decribes the basic procedures for the obtention of metal matrix composites (MMCs) by dispersion of ceramic particles in liquid metais (Vórtex Method), especially in Aluminum and Aluminum alloys with Brazilian coal fly ash from Candiota-RS. For this purpose, an appropriate apparatus was designed and constructed, and a number of experiments were conducted under different experimental conditions. The test specimens of Al12Si3Mg e A13Mg alloys were cast in sand and permanent molds, with percentages of coal fly ash particles varying from 1 to 7 % wt. lhe characterization of produced MMCs was done by macrostructure and microstructure examinations, by chemical analysis ( for the determínation of coal fly ash particles quantíties retained in the metal matrix), and by mechanical and wear tests. lhe results show a considerable graín refinement in aluminum matrix and sígnificant increase in the wear resistance values, that were attríbuted to changes in the wear mechanisms, these changed from an adhesive wear condition in the base alloys to essentially abrasive wear conditions in the MMCs with 5 and 7% wt of coal fly ash particles.

O objetivo deste trabalho é estudar os efeitos eletromagnéticos e fluido-dinâmicos induzidos no aço, decorrentes do uso de um agitador eletromagnético. Para tal, foi proposta a construção de um modelo numérico que resolva, de forma acoplada, os problemas de eletromagnetismo e fluido-dinâmica. O modelo numérico do problema eletromagnético, em elementos finitos, foi construído utilizando-se o software Opera-3d/Elektra da Vector Fields. O mesmo foi validado com medidas experimentais de densidade de fluxo magnético feitas na usina. O escoamento decorrente da agitação eletromagnética foi resolvido fazendo-se o acoplamento das forças de Lorentz com as equações de Navier-Stokes. Essas últimas foram resolvidas pelo método de volumes finitos, usando-se o software CFX-4 da AEA Technology. O modelo eletromagnético mostrou que existe um torque máximo dependente da freqüência do campo magnético. Também foi observado que a força magnética aumenta em quatro vezes seu valor, quando a corrente é duplicada. O perfil de escoamento produzido no molde, sob agitação eletromagnética, indica, que as situações de lingotamento testadas, não propiciam o arraste da escória. A velocidade crítica de arraste, determinada via modelo físico, não foi atingida para nenhum caso testado. O modelo fluido-dinâmico e térmico apresentou um aumento do fluxo de calor cedido pelo fluido para a casca solidificada com o uso do agitador eletromagnético. Como conseqüência, observou-se uma queda na temperatura do banho. Também foi observado, que o uso do agitador propicia a remoção de inclusões das camadas mais externas do tarugo. Ao mesmo tempo, notou-se que o uso do agitador aumenta o índice de remoção de inclusões para as duas seções de molde analisadas.