Ingeniero Civil / En el presente trabajo de título se desarrollaron metodologías para determinar propiedades de suelos parcialmente saturados mediante un equipo triaxial fabricado por GDS Instruments. Una vez establecido el procedimiento correcto, se redactaron manuales que detallan el uso del equipo triaxial para implementar tres distintos ensayos geotécnicos: ensayo triaxial convencional, determinación de la curva característica suelo-agua y ensayo triaxial de suelos parcialmente saturados. Inicialmente, se llevaron a cabo ensayos triaxiales convencionales en el equipo GDS Instruments y en un instrumento equivalente marca Humboldt, con el objetivo de establecer el correcto desempeño del primero, y a su vez, analizar el comportamiento saturado de una arena de relaves. Dicho material, corresponde a la fracción gruesa de un relave integral, con un bajo contenido de finos no plásticos. Se utilizaron probetas confeccionadas por el método de apisonamiento húmedo (wet tamping), a densidades relativas del 40% y 60%; ensayadas a confinamientos isótropicos efectivos de 1, 2 y 4 kgf/cm2, en condición drenada y no drenada. Posteriormente, se ejecutó un primer ensayo parcialmente saturado, correspondiente a la determinación de la curva característica suelo-agua, también denominada curva de succión, que relaciona el contenido de agua en la muestra de suelo, con la succión matricial generada. Se utilizó una probeta fabricada por apisonamiento húmedo, a una densidad relativa del 60% y confinada isotrópicamente a 1 kgf/cm2. Los resultados experimentales fueron comparados con un modelo teórico desarrollado por Fredlund et al. (2002), desarrollado a partir de la curva de distribución granulométrica del material. Por último, se efectuaron ensayos triaxiales parcialmente saturados drenados, utilizando una muestra armada por apisonamiento húmedo a una densidad relativa del 60%. Las muestras fueron sometidas a confinamientos isótropicos de 1, 2 y 4 kgf/cm2 y a una succión matricial de ua-uw = 0,02 kgf/cm2 y 0,2 kgf/cm2, constante durante la etapa de aplicación del esfuerzo desviatórico, cuya duración se estableció en 2 días y 12 hrs, para asegurar el drenaje de las presiones de poro. Los ensayos triaxiales en las muestras parcialmente saturadas de la arena de relave, arrojaron resistencias mayores a las determinadas en las muestras saturadas. Como consecuencia, se puede anticipar que evaluar el comportamiento geomecánico de suelos con saturación parcial, puede resultar favorable para el diseño de tranques de relave.

Resumo não disponível.

O objetivo deste trabalho foi a produção e caracterização de componentes sinterizados de titânio para aplicação biomédica, obtidos através do processo de fabricação chamado de Moldagem de Pós por Injeção ( MPI ), ou “Metal Injection Molding” ( MIM ) na língua inglesa. Para a produção dos componentes de titânio, utilizou-se de pós de hidreto de titânio produzidos pelo processo de Hidretação-Dehidretação ( HDH ), no Laboratório de Transformação Mecânica - UFRGS. Foram realizados ensaios para a caracterização dos componentes sinterizados quanto às suas propriedades mecânicas, resistência à corrosão, características morfológicas e de biocompatibilidade. Este trabalho concentra-se no desenvolvimento e produção de componentes para área odontológica ( implantodontia ) e médica, visando a implementar a técnica de Moldagem de Pós por Injeção ( MPI ) de hidreto de titânio para aplicação na produção de implantes, tendo em vista que, atualmente, este processo não é utilizado para tal fim. Para as análises de biocompatibilidade foram produzidos parafusos corticais para utilização como implantes. Após a caracterização morfológica e química dos implantes produzidos foram realizados ensaios in vitro de corrosão e in vivo de biocompatibilidade onde foi possível observar algumas características da superfície do implante como, por exemplo, a susceptibilidade à corrosão por frestas e elevado recobrimento ósseo do implante.

O presente estudo tem como proposta, identificar o modo como o mineral monazita se encontra no concentrado final de ilmenita. Este concentrado é o produto resultante do beneficiamento do minério extraído de depósitos do tipo pláceres, conhecidos como depósitos de areias pretas. Estes depósitos são formados por dunas litorâneas pertencentes à jazida do Guaju, no município de Mataraca-PB. Todo o processo de lavra e beneficiamento deste minério ocorre na Mina do Guaju, a qual é operada pela empresa Millennium Inorganic Chemicals do Brasil S/A, pertencente a Lyondell Chemical Company. A ilmenita é um mineral composto por óxido de ferro e titânio, FeTiO3. Quase toda a ilmenita produzida na mina é transferida para o processo de fabricação de pigmento. A exigência para o uso na fabricação de pigmento é de que o concentrado final de ilmenita tenha um teor mínimo de 53% de TiO2 e um teor máximo de 0,1% de P2O5, entre outras substâncias. A monazita é o principal mineral fonte de óxido de tório, que é radioativo. No processo de fabricação de pigmento, a monazita é um contaminante indesejado. De acordo com a proposta de trabalho, foi feito um estudo de caracterização mineralógica de amostras do concentrado final de ilmenita fornecidas pela empresa. Inicialmente foram feitas análises em lupa, onde muitos grãos de leucoxeno foram identificados. O leucoxeno é uma alteração da ilmenita que permanece com as mesmas características magnéticas e eletrostáticas, tornando impossível, assim, a sua separação no processo de concentração. Também foi verificada a existência de grãos de monazita liberados em pequenas quantidades neste concentrado, indicando uma provável ineficiência no processo de separação. Numa segunda etapa foram realizadas análises dos grãos de ilmenita com o uso de um Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) acoplado a um Espectrômetro de Dispersão de Energia (EDS), para permitir a determinação de elementos químicos na amostra. Esta análise teve como objetivo verificar a existência de inclusões de monazita nos grãos de ilmenita. Porém, o que se observou foi a existência de algumas inclusões de quartzo e de alguns vazios deixados, provavelmente, por inclusões arrancadas durante o processo de preparação das amostras. Alguns destes vazios apresentaram formas semelhantes a de cristais de monazita, indicando a possibilidade da existência de inclusões deste mineral. Entretanto, a quantidade de grãos com possíveis inclusões de monazita é muito pequena, sendo insignificante como contaminante do concentrado final. Embora alguns vazios se assemelhem à forma da monazita, nenhum dos resultados do EDS identificou vestígios de sua presença. Ao final deste estudo ficou evidente que a principal fonte de contaminação do concentrado final de ilmenita corresponde à monazita, a qual se encontra liberada neste concentrado. Desta forma, há a necessidade de se melhorar o processo de separação dos minerais, de modo que a quantidade de monazita no concentrado final seja a menor possível, não prejudicando o rendimento da recuperação de ilmenita. / This study aims to identify how the mineral monazite lies in ilmenite’s final concentrate. This concentrate is the resultant product of ore processing from placers deposits, knowledge as black sands’ deposits. These deposits are formed on the beach sands of Guaju’s bed, in Mataraca city. All the mining and the processing occur in the Guaju´s Mine, that’s operated by the Millennium Inorganic Chemicals do Brasil S/A, of Lyondell Chemical Company. The ilmenite is an iron-oxide and titanium mineral, FeTiO3. Almost all the ilmenite from Guaju’s Mine is transferred to pigment fabrication process. The pigment fabrication requires that the ilmenite´s concentrate have a minimum TiO2 (ilmenite) grade of 53% and a maximum P2O5 (monazite) grade of 0.1%. The monazite is the main thorium-oxide (ThO2) source mineral. In the pigment fabrication process the monazite is an undesired contaminant. In accordance with the work proposal, was made a study of mineralogical characterization of samples from final concentrate supplied by the company. Initially analyses in magnifying glass had been made, where many grains of leucoxene had been identified. The leucoxeno is an ilmenite’s alteration that remains with the same magnetic and electrostatic characteristics, this way making impossible its separation in the concentration process. Was verified the existence of free monazite grains in small amounts in this concentrate too. This indicates a probable inefficiency in the separation process. In one second stage analyses of ilmenite’s grains had been carried in Scanning Electron Microscope (SEM), connected to a Spectrometer of Dispersion of Energy (EDS), to allow the determination of chemical elements in the sample. This analysis had as objective to verify the existence of monazite’s inclusions in the ilmenite’s grains. However, the existence of some inclusions of quartz and some emptinesses left probably for inclusions pulled out during the sample preparation process was observed. Some of these emptinesses had presented similar forms to the monazite’s crystals, indicading the possibility of the existence of inclusions of this mineral. However, the amount of grains with possible monazite’s inclusions is very small, being insignificant as contaminant of the final concentrate. Although some emptinesses are similar to monazite’s crystals, none of the EDS’s results identified vestiges of its presence. At the end of this study it was evident that the main source of contamination of the ilmenite’s final concentrate corresponds to the monazite, which flows free in this concentrate. This way, this study shows the necessity of improving the minerals’ separation process in order to reduce the amount of monazite in the final concentrate, not harming the income of the ilmenite recovery.

Foi estudada a cinética de formação de filme passivo sobre o ferro anodizado em solução de borato de sodio deçahidratado 0,1 mol/L, em meio desarejado e na temperatura ambiente, utilizando diferentes métodos eletroquímicos. Os voltamogramas çicliços obtidos apresentaram trés picos de corrente anódica que, de acordo com o balanço de massa e carga envolvidas, estariam relacionados com a formação de filmes de Fe(OH)2 e FeOOH que, por desidratação, formaria Fe2O3, levando a passivação. A ausência de picos catódicos mostrou que esse filme se reduz em potenciais tão negativos quanto o da reaçáo de formação de H2. O uso do eletrodo rotatória de disco e anel comprovou que na região de potencial do pico anódico II ocorre uma pequena passagem de íons Fe²+ para o eletrólito, com a corrente de dissolução dependendo da velocidade de varredura do potencial do disco, mas não excedendo 2% da corrente anódica total. Foi feita também uma investigação da influência de cloreto e da variaçáo do pH do meio sobre o perfil voltamétrico. A aplicação do Modelo ohmico para crescimento de filmes passivos pareceu adequada. A formação galvanostática do filme apresentou a existência de três patamares de potencial, com valores próximos aos dos picos anodicos de formação de Fe(OH)2, FeOOH e da reação de formação de O em baixas velocidades de varredura. O estudo da zona passiva de potenciais através da técnica de espectroscopia de irnpedância eletroquimica e da utiilizaçáo da equação de Mott-Schottky mostrou que o filme passivante se comporta como um semicondutor degenerado, devido i alta densidade de doadores. Foi proposto um circuito equivalente ao sistema metallfilrnelsoluç~o,c om boa concordância entre os resultados experimentais e os obtidos por simulação. A medida do potencial de corrosão e a comparação do comportamento eletroquimico do ferro em borato e em solução de outros ânions propiciou uma investigação do caráter inibidor de corrosão daquela espécie. Este estudo foi feito em uma solução de perclorato de sódio 0,l mollL com adição de diferentes quantidades de borato. A utilização das técnicas de eletrodo rotatório de disco e anel, formação e redução galvanostatica de filme e espectroscopia de impedância eletroqu imica possibilitou a determinaçáo de uma ordem de rea@o negativa para a formaeo do filme passivo, em relação ao borato, e a comprovação de seu carater inibidor / The kinetics of passive film formation on iron anodized in 0.1 mol/L sodium borate solution has been studied, in deaerated environment at 25°C, using different electrochemical methods. Cyclic voltammograrns showed three anodic current peaks that, according to mass and charge balance, can be related to Fe(OH)2 and FeOOH film forrnation, which forms Fe203 by dehydratation and leads to passivation. The absence of a cathodic peak showed that the forrned film reduces itself at potentials as negative as those of H2 evolution. The use of rotatory ring and disk electrode has proved that metallic dissolution taks place as Fe²+ ions in the second anodic peak potential range, depending on potential scan raie but in percentages lower than 2% of the total anodic current. The influente of chloride concentraiion and pH on the voltammetric profile has been investigated. The appltcation of the Ohmic Model for passive film growth seemed to be appropriate. The galvanostatiç fiilm formation showed three potential arrests, with values close to that of the anodic peak potentials of Fe(OH)2 and FeOOH formation and O2 evolution in slow potential scan. The study of the passive potential range using electrochemical impedance spectroscopy and Mott-Schottky equation showed that the film behaves as a degenerated semiconductor due to a high density of donors. An equivalent circuit has been proposed for the metallfilmlsolution system with a good agreemeni between the experimental and simulated results. Comparison of iron electrochemical behaviour in borate or in solutions of oiher anions guided to an investigaiion of borate corrosion inhibitive characteristics. This study has been made in 0.1 mol/L sodium perchlorate solution with addition of borate in different concentrations. A negative reaction order with respect to borate for passive film formation has been determined. A galvanostatic technique and electrochernical impedance spectroscopy also confirmed the inhibitive character of borate.

Este trabalho tem como objetivo mostrar a adequação do Sistema de Gestão do Laboratório de Metalurgia Física (LAMEF) para a realização de ensaios de certificação de produto, no caso o pino-rei. Por se tratar de um laboratório não acreditado pela RBLE (Rede Brasileira de Laboratórios de Ensaios), o Sistema de Gestão deveria atender aos requisitos estabelecidos no Anexo C da Portaria nº 070/2008 do Inmetro, Portaria esta que regulamenta a certificação do pino-rei. A adequação do Sistema de Gestão foi realizada segundo as etapas do ciclo de melhoria PDCA, tendo em vista o fato de o Laboratório estar implementando a NBR ISO/IEC 17025:2005 – Requisitos gerais para a competência de laboratórios de ensaio e calibração – em alguns Grupos de Pesquisa. A etapa ‘Planejar’ foi subdivida em duas subetapas que consistiam na comparação entre os requisitos da Norma e os requisitos da Portaria e na definição de quais documentos precisariam ser elaborados. Na etapa ‘Executar’ os requisitos foram comparados e os documentos considerados necessários foram elaborados. A etapa ‘Verificar’ consistiu na auditoria do OCP (Organismo Certificador de Produto) e a etapa ‘Agir’ na eliminação das não-conformidades encontradas e uma análise crítica do planejamento para avaliação dos erros. O resultado da adequação do sistema foi considerado satisfatório, tendo-se em vista o baixo número de não-confomidades evidenciadas durante a auditoria e levando-se em conta o curto tempo para a implementação do sistema de gestão. / This paper aims to show the adequacy of the Management System of the Laboratory of Physical Metallurgy (LAMEF) for certification testing of product, in this case the kingpin. Since the LAMEF is not accredited by RBLE (Brazilian Network of Testing Laboratories), the Management System should meet the requirements set out in Annex C of Ordinance No. 070/2008 Inmetro, that regulates the certification of the kingpin. The adequacy of the management system was performed according to the steps of the PDCA improvement cycle, considering the fact that the Laboratory was implementing the ISO / IEC 17025:2005 - General requirements for the competence of laboratories testing and calibration - in some research groups. The stage "Plan" was subdivided into two substeps consisting in comparing the requirements of the standard and requirements of the Ordinance and the definition of which documents need to be written. In the stage "Do" the requirements were compared and the documents necessary were made. The stage "Check" consisted in the audit of the OCP (Product Certification Body) and the stage "Action" in the eliminating non-conformities evidenced and a critical analysis of planning for error evaluation. The result of the adequacy of the system was considered satisfactory, bearing in mind the low number of non-conformities evidenced during the audit and taking in view the short time to implement the Management System.

Este trabalho, em casa de vegetação, com a alface (Lactuca sativa) Maravilha de Verão, foi realizado na Universidade Federal do Rio Grande do Sul, para avaliar o efeito de substâncias húmicas produzidas pelo LAGEAMB (Laboratório de Geoquímica Ambiental), Escola de Engenharia – UFRGS, onde as plantas se desenvolveram em vasos com areia e foram irrigadas com diferentes quantidades de substâncias húmicas adicionadas a uma solução nutritiva completa. Num delineamento experimental inteiramente casualizado com um arranjo do tipo fatorial 8 x 4 foram testadas 8 substâncias húmicas (PT1, PT2, PT3, PT4, PT5, PT6, PT7 e PT8) e quatro doses de substâncias húmicas (D1= 0 mg.L-1, D2 =15 mg.L-1, D3 = 30 mg.L-1 e D4 = 45 mg.L-1), com três repetições por tratamento para avaliar o efeito das doses e das substâncias húmicas sobre: as produções de matéria verde e seca da parte aérea e seca das raízes, os teores de nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, enxofre e sódio, as concentrações dos micronutrientes cobre, ferro, zinco e manganês e sobre as concentrações dos contaminantes inorgânicos níquel, cromo, cádmio, chumbo e mercúrio, tanto na parte aérea quanto nas raízes Para todas as variáveis a análise estatística mostrou significância para o efeito das doses de substâncias húmicas utilizadas e os resultados demonstraram que as substâncias húmicas aumentaram as produções de matéria verde e seca da parte aérea e seca das raízes e os teores de nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, enxofre e sódio e as concentrações dos micronutrientes cobre, ferro, zinco e manganês. A adição de substâncias húmicas diminui a concentração dos contaminantes níquel, cromo, cádmio, chumbo e mercúrio na matéria seca dos tecidos da parte aérea e das raízes da alface.

A grande quantidade de cinza gerada pela queima de carvão mineral e a necessidade de redução de emissões sulfurosas advindas dessa queima, fazem com que se busquem alternativas para diminuir essas emissões, assim como para a utilização racional dessa cinza. Com o objetivo de avaliar a viabilidade de utilizar cinzas sulfatada e não sulfatada como fertilizante e corretivo da acidez do solo, foram conduzidos experimentos em laboratório e em casa de vegetação, com um solo Podzólico Vermelho Amarelo e solo regenerado de mina de carvão, usando como planta teste feijão - Phaseolus vulgaris L. . A cinza não sulfatada e não intemperizada produzida pela UTPM, quando aplicada ao solo, não corrigiu sua acidez, mas aumentou a resistência do feijão à antracnose e, quando aplicada com adubação, aumentou o rendimento da cultura. As cinzas sulfatadas resultantes de processo de dessulfuração produzidas em plantas pilotos da URCAMP e da CIENTEC foram eficientes para a correção da acidez do solo, tendo uma equivalência em carbonato de cálcio de 3,75 % e 16,8 %, respectivamente. A cinza CIENTEC aplicada ao solo ( 20, 40 e 80 t ha-1 ) aumentou a absorção de S, Mg, Ca e N, diminuiu a de Ni, Mn, Cu e Zn e não influenciou a absorção de B pelas plantas, enquanto a cinza UTPM não intemperizada ( 40, 80 e 160 t ha-1 ) aumentou a absorção de B e S e diminuiu a de Mn, sendo que a absorção de Cd, Cr e Pb não foi afetada pelas doses dessas cinzas.

O presente trabalho tem como objetivo estabelecer uma rota alternativa para obtenção de ímãs de Fe-Si pelo processo de injeção de pós metálicos. Utilizando uma matéria-prima de custo mais baixo do que a tradicional e o processo de Mecano Síntese, deseja-se obter um ímã de baixo custo e boas propriedades magnéticas.

Este trabalho tem como objetivo estudar os parâmetros do processo de fabricação e a possibilidade da obtenção de pinças de biópsia por endoscopia flexível através do processo de Moldagem de Pós por Injeção (MPI), visto que atualmente essa peça não é produzida no Brasil. Essa pinça possui basicamente seis componentes, sendo o material utilizado o aço inoxidável austenítico AISI 316L, material largamente utilizado em instrumentos médicos, pois este possui boa resistência à corrosão aliada a boas propriedades mecânicas e é considerado biocompatível. A carga injetável utilizada no processo foi produzida no Laboratório de Transformação Mecânica. Inicialmente foram realizados estudos reológicos de cinco tipos de sistemas aglutinantes, após essa etapa foi variado o tamanho de partícula e carregamento do pó esférico de 316L atomizado a gás, no qual os melhores resultados apresentados foi a combinação de 90% em peso de pó de 316L, com tamanho de partícula de 90% menor que 27μm e 10% do sistema aglutinante formado por 50% de polipropileno, 30% de parafina, 15% de cera de abelha e 5% de ácido esteárico. Os parâmetros de injeção foram definidos conforme a necessidade apresentada durante o processo, sendo que a pressão de injeção ideal foi de 1200 bar. A extração química foi realizada por imersão em hexano a 40oC por 2 horas. A sinterização foi realizada em duas temperaturas, 1150oC por 2 horas e 1250oC por 1 hora, ambos com atmosfera de hidrogênio, sendo que a extração térmica foi a 450oC por 1 hora. A sinterização mostrou-se mais eficiente com temperatura de sinterização de 1250oC por 1 hora, apresentando um nível de porosidade aceitável, menor que 5% e dureza de 121,4 HV. Porém as peças apresentaram perda de forma, podendo ser causada pela alta taxa de aquecimento durante a extração térmica ou até mesmo por uma eventual heterogeneidade da carga injetável. / The goal of this work is to study the parameters and the possibility to obtain biopsy forceps by means of flexible endoscopy obtained through the process of Powder Injection Molding (PIM). This forceps is not currently produced in Brazil. This forceps has basically six components, and the material used is 316L stainless steel powder, which is widely used in medical instruments, because it has good corrosion resistance combined with good mechanical properties and is considered biocompatible. The feedstock used in the process was produced in the Metal Forming Laboratory. Initially rheological studies of five types of binders were conducted, and after this step, one has varied the size of the particle and loading of the powder of the gas atomized spherical 316L, in which the best results presented a combination of 90% in 316L powder volume, with particle size 90% less than 27μm and 10% of the binder consisting of 50% polypropylene, 30% paraffin wax, 15% bee wax and 5% stearic acid. The parameters of injection were defined according to the need presented during the process, and the ideal pressure of injection was of 1200 bar. The chemical debinding was performed by immersion in hexane at 40oC for 2 hours. The sintering was done at two temperatures, 1150oC for 2 hours and 1250oC for 1 hour, both with hydrogen atmosphere, and the thermal debinding was at 450oC for 1 hour. One has verified that sintering is more efficient with a landing sintering at 1250oC for 1 hour, presenting an acceptable level of porosity, less than 5% and hardness of 121,4 HV. But the pieces had loss of shape, which may be caused by the high rate of thermal debinding heating during or even by any heterogeneity of the feedstock.