Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T16:23:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T02:08:45Z : No. of bitstreams: 1 142116.pdf: 13906637 bytes, checksum: 4cfac5631942720c212281dd0b0c73fd (MD5)

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-19T01:23:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T03:58:38Z : No. of bitstreams: 1 146915.pdf: 70465240 bytes, checksum: 9fbf2243da10f3aad2b9fc8fbeb722d4 (MD5)

Orientador: Prof. Dr. Ramon Sigifredo Cortes Paredes / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduaçao em Engenharia - PIPE. Defesa: Curitiba, 27/11/2010 / Bibliografia: fls.123-138 / Área de concentraçao: Engenharia e ciencia de materiais / Resumo: Com a introdução, nos anos 70, do conceito de osteointegração por Per- Ingvar Branemark, as pesquisas passaram a se concentrar em materiais e projetos que diminuam o tempo necessário para a posição óssea. Muitos esforços têm sido concentrados no aprimoramento da osteointegração. Nesse sentido, os implantes com superfícies porosas especialmente preparadas têm sido utilizados para promover o crescimento ósseo em direção aos poros do implante. Técnicas de recobrimento com materiais bioativos tem sido amplamente estudadas, dentre elas a técnica de recobrimento pelo processo aspersão térmica a plasma , porém sem divulgação dos parâmetros de deposição. Neste trabalho é feito um estudo do processo e procedimento de deposição do titânio pelo processo aspersão térmica a plasma, visando estabelecer parâmetros do processo de deposição bem como a sua influência na qualidade do revestimento. O estudo foi efetuado utilizando discos de titânio grau I como substrato e a deposição efetuada com pó de titânio grau I . O experimento foi realizado em dois níveis, sendo o nível I com os dados informados pelo manual do equipamento e o nível II com dados testados experimentalmente. Para a análise foram utilizadas icrografias efetuadas no microscópio eletrônico de varredura e EDS para verificação das fases presentes, além disso ainda foram efetuadas medidas de rugosidade e dureza do material revestido. Como resultado verifica-se que em todas as condições de deposição obtém-se uma superfície rugosa, com poros interconectados bastante propícia para a osteointegração. Verificou-se também que as superfícies jateadas presentaram maior rugosidade superficial. / Abstract: With the introduction in 70 years, the concept of osseointegration by Per-Ingvar Branemark, research began to focus on materials and designs that reduce the time required for bone apposition. Many fforts have been focused on the improvement of osseointegration. Accordingly, implants with specially prepared porous surfaces have been used to promote bone growth toward the pores of the implant. echniques coated with bioactive materials have been widely studied, among them the technique of spray coating process by thermal plasma spray, but without disclosure of the deposition parameters. This paper presents a study of process and procedure for the deposition of titanium by the thermal spray process plasma spray, to establish parameters of the deposition process and its influence on the quality of the coating. The study was conducted using discs of titanium grade I as substrate and the deposition of powder made of titanium grade I. The experiment was conducted in two levels, the level I with the data entered by the manual of the equipment and level II data tested experimentally. For the analysis used micrographs were made in a scanning electron microscope and EDS to verify the phases, what is more measures were taken roughness and hardness of the coated material As a result it appears that in all the conditions of deposition obtained by a rough surface with interconnected pores well suited for osseointegration. It was also blasted surfaces had higher surface roughness.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-10-10Bitstream added on 2014-06-13T20:46:43Z : No. of bitstreams: 1 thaumaturgo_lry_dr_guara.pdf: 2435356 bytes, checksum: dc4ce1e0ab1f00d01b6b1386cf1d733f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Para atender a demanda energética de um país em desenvolvimento como o Brasil, considerando a sua diversidade regional, uma das alternativas é implantar várias usinas hidrelétricas de médio e grande porte para a produção de energia limpa e renovável. A implantação da usina de Itaipu foi necessária para cobrir o déficit de produção de energia no país. Porém a implantação e a operação da usina causam significativos impactos de natureza socioambiental. Na década de 70, o município de Foz do Iguaçu não estava preparado para receber a massa trabalhadora para a construção da usina. Sem infraestrutura e planejamento urbano, Foz do Iguaçu foi extremamente impactada com o elevado crescimento demográfico e alto índice de urbanização. Neste contexto, este trabalho tem como objetivos realizar levantamento histórico da implantação da usina hidrelétrica de Itaipu, avaliar a formação da cidade com base na dinâmica populacional e avaliar a expansão da malha urbana, considerando o período de 1960 a 2007. Durante o período de 1960 a 2007, o município de Foz do Iguaçu passou por grandes transformações tais como: redução da área territorial em 14,91 %, crescimento populacional na ordem de 920,12 % e crescimento da malha urbana 10.520,00 %. Por outro lado o município recebeu da Itaipu compensações financeiras na ordem de US$ 190,54 milhões Em face dos atuais problemas que o município vem enfrentando na área social, como favelização crescente, elevados índices de violência e déficit de moradia e alto índice de desemprego. Impactos socioambientais podem ser minimizados se aplicado ferramentas adequadas de gestão publica nos municípios situados na área do entorno do reservatório / To reach the energy demands of a developing country, an alternative is to implant several large production hydroelectric plants for the production of clean and renewable energy, such as Itaipu hydroelectric plant. The construction of this plant caused significant environmental and social impacts in the Western region of Paraná State, mainly in the Foz do Iguazu County. In the 1970’s, the city was not prepared to receive the large numbers of workers for the plant’s construction, which arrive in Foz do Iguazu from different regions of Brazil. Without infrastructure and urban planning, the town of Foz do Iguazu was highly impacted due to the elevated population growth and the high rate of urbanization. Therefore, this thesis has as main goals to undertake a historical survey of implementation of the Itaipu hydroelectric plant, to analyze the population growth and the expansion of the urban area of the Foz do Iguazu town considering the period between 1960 and 2007. During this period, Foz do Iguazu County has suffered several changes such as: reduction of its surface area of 14,91%, population growth of 920,12% and growth of urban area of 10.520,00 %. On the other hand, the county has received financial compensation in the order of US$ 263 million. Despite receiving these funds, the county has been facing problems in the social area, such as growing slums, high levels of violence, large housing deficit and high unemployment rate. Social impacts can be minimized if applied appropriate tools for managing public administration in the counties situated around the reservoir

Orientador : Prof. Dr. Jucélio Tomás Pereira / Co-orientador : Prof. Dr. Carlos Alberto Bavastri / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 27/02/2015 / Inclui bibliografia / Área de concentração: Fenômenos de transporte e mecânica dos sólidos / Resumo: Materiais viscoelásticos (MVEs) têm sido amplamente empregados como materiais estruturais. Entretanto, seu uso de forma adequada exige o conhecimento do seu comportamento bem como de um modelo matemático que os descrevam com precisão. Uma importante propriedade mecânica desse tipo de material é a função módulo de relaxação que, segundo experimentos, possui dependências do tempo, da temperatura e da pressão no material. Este trabalho trata do desenvolvimento de uma metodologia para identificação do comportamento mecânico de MVEs no domínio do tempo, descrito através do modelo de Wiechert (Séries de Prony) e considerando as influências da temperatura, da pressão e da temperatura e pressão simultaneamente. Para tanto, parte-se de um conjunto de dados experimentais obtidos através de ensaios uniaxiais de tração, considerando várias taxas de deformação, em diferentes temperaturas de ensaio. Através do modelo material de Wiechert e de modelos que consideram as influências da temperatura e da pressão, os parâmetros característicos do comportamento material são obtidos utilizando técnicas de otimização. Mais especificamente, é utilizada uma técnica híbrida de otimização baseada na aplicação inicial de algoritmos genéticos para aproximar o ponto de mínimo global, e no posterior uso de técnicas de programação não linear, para melhor aproximar esse ponto de ótimo. A metodologia de identificação é implementada no ambiente MatLab® e os resultados se mostram promissores, modelando de forma adequada o comportamento do MVE empregado, com baixo custo computacional. Palavras-chave: Viscoelasticidade linear. Modelos constitutivos. Séries de Prony. / Abstract: Viscoelastic materials (VEMs) have been widely used as structural materials. Although, their use in a correctly way requires knowledge of its behavior as well of a mathematical model that describes them accurately. A very important mechanical property involving this type of material is the relaxation modulus function which, according to experiments, shows dependence of time, temperature and pressure. This work deals with the development of a methodology to identify the mechanical behavior of VEMs in time domain, described through the generalized Maxwell model (Prony series) and considering the influence of temperature, pressure and temperature and pressure simultaneously. Therefore, it starts up from a set of experimental results obtained by uniaxial traction, considering various strain rates at different test temperatures. Through Wiechert's material model and other models which include dependence of temperature and pressure, the characteristic parameters of the material behavior are obtained by optimization techniques. Specifically, it is used a hybrid optimization technique based on the initial application of genetic algorithms, in order to approximate the minimum global point followed by a nonlinear programming to better approximate the global optimum point. The identification methodology is implemented on MatLab® and the results are promising, modeling appropriately the behavior of the employed the VEM, with low computational costs. Key words: Linear Viscoelasticity. Constitutive models. Prony Series.

Orientador: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Antonio Jorge Abdalla / Banca: Cristina de Carvalho Ares Elisei / Resumo: A ferrita acicular é um desenvolvimento recente do conceito dos aços HSLA e envolve nucleação da ferrita a partir de partículas não metálicas, de forma intragranular e heterogênea. O mecanismo de transformação da ferrita acicular é semelhante à formação da bainita, diferenciando-se basicamente no local onde cada constituinte se nucleia e a aparência da microestrutura. A presença de carbonitretos precipitados e a microestrutura acicular desorganizada tende a desviar a propagação de trincas e aumentar tenacidade do material. Desta forma, os aços com microestrutura de ferrita acicular têm sido apontados como ótimos candidatos para aplicações em tubulações de óleo e gás em condições ambientais e operacionais severas. Este trabalho investiga os constituintes de um aço baixo carbono e baixos teores de elementos de ligas com contendo microestrutura de ferrita acicular, obtida através de tratamento de crescimento de grãos e, posteriormente, submetido a diversas rotas de tratamento isotérmico. A caracterização microestrutural foi obtida através de microscopia óptica e processamento metalográfico com o reagente Nital. Avaliou-se, também, o comportamento da resistência à tração do material antes e após os ciclos de tratamento térmico. Os resultados obtidos revelam a possibilidade de se obter estruturas multifásicas contendo grandes frações de ferrita acicular, promovendo excelente combinação das propriedades mecânicas de resistência e ductilidade / Abstract: The acicular ferrite is a recent development of HSLA steels and involves a ferrite nucleation from non-metallic particles, as intragranular and heterogeneous mode. The acicular ferrite transformation mechanism is similar to bainite, differing primarily in where each constituent initiates nucleates and appearance of the microstructure. The presence of carbonitriding precipitated and disorganized acicular microstructure tends to deflect the crack propagation and increase toughness of the material. Thus, steels with acicular ferrite microstructure have been considered good candidates for applications in oil pipes and gas in several environmental and operational conditions. This work investigates the constituents of a low carbon steel and low concentration of alloys with microstructures containing acicular ferrite, obtained by grain growth treatment and, subsequently, subject to various route of isothermal treatments. The microstructural characterization was obtained by optical microscopy and metallographic processing with Nital reagent. We evaluated also the behavior of the tensile strength of the material before and after the heat treatment cycles. The results show the possibility of obtaining multiphase structures containing large fractions of acicular ferrite, promoting excellent combination of mechanical properties of strength and ductility / Mestre

Orientador: Tomaz Manabu Hashimoto / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Rosinei Batista Ribeiro / Resumo: Devido ao aumento da demanda no mercado de tubos de condução, houve a necessidade de um incremento na velocidade de soldagem na etapa interna, que possui uma defasagem em média de 10 pol./min em relação a etapa externa. Isto porque o processo trabalha com três arames na etapa interna pelo método de soldagem por arco submerso, enquanto o externo, com quatro arames. Como ação, a etapa interna foi aumentada para quatro arames a fim de equalizar a velocidade destas etapas. Porém, há a necessidade de se definir qual será a velocidade limite. Assim, neste estudo aplicado a tubos de condução, segundo a norma API 5L e grau X70, inicialmente, foi feita uma retirada de amostra de macrografia da solda para avaliar o alinhamento entre o cordão de solda interno e o externo e a sobreposição entre os cordões de solda. Posteriormente, foi realizada na porção da solda interna, os ensaios de dureza pelo método de Vickers e ensaio de impacto pelo método de Charpy, obtendo-se as curvas de transição. Com o auxilio do gráfico t 8/5 foram definidos os limites de velocidade de soldagem para aplicar na EPS (Especificação do Procedimento de Soldagem). Pode-se obter maior confiabilidade na decisão da variável velocidade de soldagem que irá contemplar na EPS e com menor quantidade de retirada de amostras, através dos limites e valores máximos e mínimos da dureza. Desta forma, a prática mostrou-se satisfatória e os resultados mostraram a faixa de velocidade para atender com segurança os limites de valores das propriedades mecânicas solicitados pela norma API 5L. / Abstract: Due to increased in the demand for conduction pipes in the market, there has been a necessity to increase the welding speed in the internal phase, which has an average discrepancy of 10 inches / min when compared to the external phase. It happens because the process works with three wires in the internal step method following the submerged arc welding, while the external one uses four wires. As a consequence the internal step was increased to four wires in order to equalize the speed of these steps. There are need to define what the top speed limit is. Therefore this study is applied to conduction pipes, according to API 5L grade X70 and, at first, a sample was drawn from Macrographic solder to assess the alignment between the weld and the inside and the outside overlap between the weld. This was followed by the analyses of the inside portion of weld, the hardness test method for Vickers and impact test Charpy method, obtaining the curves of transition. With the help of graphic t 8 / 5 speed limits were set to apply to welding in WPS (Welding Procedure Specification). It is possible to achieve more reliability in the decision about variable welding speed that will include the WPS and the least amount of sampling through the limits and minimum and maximum hardness. Thus the practice was satisfactory and the results showed that the speed range meets the safety limits of values of the mechanical properties required by the standard API 5L. / Mestre

Orientador: Silvio Jorge Coelho Simões / Coorientador: Isabel Cristina de Barros Trannin / Banca: Pedro Magalhães Sobrinho / Banca: Luiz Roberto Carrocci / Banca: Sueli Yoshinaga Pereira / Banca: Marcelo dos Santos Targa / Resumo: Para atender a demanda energética de um país em desenvolvimento como o Brasil, considerando a sua diversidade regional, uma das alternativas é implantar várias usinas hidrelétricas de médio e grande porte para a produção de energia limpa e renovável. A implantação da usina de Itaipu foi necessária para cobrir o déficit de produção de energia no país. Porém a implantação e a operação da usina causam significativos impactos de natureza socioambiental. Na década de 70, o município de Foz do Iguaçu não estava preparado para receber a massa trabalhadora para a construção da usina. Sem infraestrutura e planejamento urbano, Foz do Iguaçu foi extremamente impactada com o elevado crescimento demográfico e alto índice de urbanização. Neste contexto, este trabalho tem como objetivos realizar levantamento histórico da implantação da usina hidrelétrica de Itaipu, avaliar a formação da cidade com base na dinâmica populacional e avaliar a expansão da malha urbana, considerando o período de 1960 a 2007. Durante o período de 1960 a 2007, o município de Foz do Iguaçu passou por grandes transformações tais como: redução da área territorial em 14,91 %, crescimento populacional na ordem de 920,12 % e crescimento da malha urbana 10.520,00 %. Por outro lado o município recebeu da Itaipu compensações financeiras na ordem de US$ 190,54 milhões Em face dos atuais problemas que o município vem enfrentando na área social, como favelização crescente, elevados índices de violência e déficit de moradia e alto índice de desemprego. Impactos socioambientais podem ser minimizados se aplicado ferramentas adequadas de gestão publica nos municípios situados na área do entorno do reservatório / Abstract: To reach the energy demands of a developing country, an alternative is to implant several large production hydroelectric plants for the production of clean and renewable energy, such as Itaipu hydroelectric plant. The construction of this plant caused significant environmental and social impacts in the Western region of Paraná State, mainly in the Foz do Iguazu County. In the 1970's, the city was not prepared to receive the large numbers of workers for the plant's construction, which arrive in Foz do Iguazu from different regions of Brazil. Without infrastructure and urban planning, the town of Foz do Iguazu was highly impacted due to the elevated population growth and the high rate of urbanization. Therefore, this thesis has as main goals to undertake a historical survey of implementation of the Itaipu hydroelectric plant, to analyze the population growth and the expansion of the urban area of the Foz do Iguazu town considering the period between 1960 and 2007. During this period, Foz do Iguazu County has suffered several changes such as: reduction of its surface area of 14,91%, population growth of 920,12% and growth of urban area of 10.520,00 %. On the other hand, the county has received financial compensation in the order of US$ 263 million. Despite receiving these funds, the county has been facing problems in the social area, such as growing slums, high levels of violence, large housing deficit and high unemployment rate. Social impacts can be minimized if applied appropriate tools for managing public administration in the counties situated around the reservoir / Doutor

Orientador: César Renato Foschini / Banca: Luiz Eduardo de Angelo Sanchez / Banca: Carlos Alberto Fortulan / Resumo: A engenharia está presente em diversos segmentos tecnológicos, entre eles, a ciência dos biomateriais. Após a segunda guerra mundial, o desenvolvimento rápido de novos materiais e tecnologias levaram alguns cientistas e cirurgiões a visualizarem aplicações médicas para alguns materiais nobres que se apresentaram altamente eficazes em termos de resistência mecânica e principalmente pela característica inerte apresentada. Para os biomateriais, muitos parâmetros devem ser analisados para assegurar a eficiência do material a ser utilizado, tendo em vista que este estará em contato íntimo com um organismo vivo e esta interação não pode ser prejudicial, tanto para o organismo quanto para o material, o qual se encontrará, muitas vezes, em um ambiente altamente agressivo. Este trabalho teve o objetivo de avaliar experimentalmente algumas propriedades mecânicas analisando representantes das principais classes de metais utilizados em aplicações médicas. Ainda, discorre sobre parâmetros biológicos, químicos e físicos através de estudos realizados por cientistas ao redor do mundo. Os metais analisados experimentalmente foram: titânio comercialmente puro, uma liga de titânio, aços inoxidáveis martensíticos e uma liga a base de cobalto. Tais materiais foram submetidos a ensaios de tração e dureza para análise das propriedades mecânicas correlacionadas. A elevada resistência mecânica da liga a base de cobalto e da liga de titânio puderam ser observadas quando comparadas com os demais materi... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Engineering is present in several technology segments, among them, the science of biomaterials. After World War II, the fast development of new materials and technologies has led some scientistics and surgeons to visualize medical applications for some noble materials which appeared highly effective in terms of mechanical strength and especially by inert characteristic presented. For biomaterials, many parameters must be analyzed to ensure the efficiency of the material to be used, given that this will be in close contact with a living organism and this interaction may not be harmful, both for the body and for the material, which will often meet in a highly agressive environment. This work aimed to experimentally evaluate some mechanical properties analyzing representatives of major classes of metals used in medical applications. Besides, it talks about biological, chemical and physical parameters through studies conducted by scientistics around the world. The metals analyzed experimentally were: commercially pure titanium, a titanium alloy, martensitic stainless steel and a cobalt-based alloy. Such materials were subjected to tensile and hardness testing for analysis of correlated mechanical properties. This high strength of cobalt-based alloy and the titanium alloy could be observed when compared to other materials, being up to 73% higher compared to stainless steel and commercially pure titanium. On the other hand, the ductility of the coballt-based alloy is 68% higher when comapred to titanium alloy, being very similar compared to stainless steel and commercially pure titanium. The cobalt-based alloy also showed superior in terms of hardness, being 60% higher than in the titanium alloy, up to 11,7% higher than stainless steel and up to 181% higher than the commercially pure titanium, resulting in an indicative of a higher wear resistance of this alloy when compared to other materials analyzed / Mestre

Orientador: Gustavo Ventorim / Coorientador: Jose Cláudio Caraschi / Banca: Vagner Roberto Botaro / Banca: Claudio Angeli Sansigolo / Resumo: A deslignificação com oxigênio reconhecidamente permite ganhos significativos aos processos produtivos de celulose branqueada nas esferas econômica e ambiental, uma vez que propicia menor demanda de produtos químicos de branqueamento nos estágios subseqüentes além da possibilidade de destinar os efluentes líquidos ao sistema de recuperação química. A pré-deslignificação com oxigênio, também denominada "pré-O2", consiste em realizar uma oxidação da lignina por meio do oxigênio degradando-a e removendo-a através de meio alcalino, buscando-se deste modo maior ganho de alvejamento da polpa. As condições de trabalho desta etapa produtiva refletem diretamente nas propriedades físicas e mecânicas da polpa, sendo assim de suma importância o conhecimento sobre possíveis conseqüências à polpa branqueada e consequentemente ao papel produzido, principalmente quando envolvem-se mudanças em variáveis de processo como temperatura e carga de álcali aplicada. Deste modo, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do ácido residual (oriundo da planta química de dióxido de cloro) presente no licor branco oxidado (LBO) utilizado em comum com hidróxido de sódio (NaOH) como fonte de álcali para o processo de deslignificação com oxigênio e seus respectivos efeitos sobre esse processo, considerando condições de trabalho correlatas a uma indústria produtora de celulose destinada à papéis de imprimir, papéis para embalagem, tissue, entre outros. O licor branco oxidado dosado de ácido residual foi utilizado como fonte de álcali em 5 diferentes proporções: 0%, 26,3%, 42,1%, 52,3% e 100%. Analisou-se ainda o efeito da variação da temperatura aplicada na pré-O2 bem como os efeitos sofridos pela polpa por meio de testes físicos e mecânicos. Foram realizados processos a 4 diferentes níveis de temperatura... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The oxygen delignification recognizably allows significant raisings to the productive processes of bleached pulp in economical and environmental spheres, once it propitiates smaller demand of chemical bleaching products in the subsequent stages besides the possibility of destining the liquid effluents to the chemical recovery system. The oxygen pre-delignification, also denominated "pre-O2", consists of accomplishing an oxidation of the lignin through the oxygen degrading an removing these oxidized compositions by alkaline media, seeking for larger pulp bleaching raisings this way. The work conditions of this productive stage contemplate directly in the physical and mechanical pulp properties, therefore it's extremely important the knowledge about possible consequences to the bleached pulp and consequently to the produced paper, mainly when changes in process variables as temperature and applied alkali load are involved. Thus, this work has aimed to evaluate the effect of using residual acid (originated from the dioxide chlorine chemical plant) in the oxidized white liqueur (OWL) used commonly with sodium hydroxide (NaOH) as alkali source for the oxygen delignification process and its respective effects on this process, considering work conditions correlated to a pulp producer industry destined to printing papers, packing papers, tissue, among others. The oxidized white liquor dosed with residual acid was used as alkali source in 5 different proportions: 0%, 26.3%, 42.1%, 52.3% e 100%. It was still analyzed the effect of the applied temperature variation on the pre-O2 as well as the suffered effects by the pulp through physical and mechanical tests. It were performed processes at 4 different temperature levels (95, 100, 105 and 112°C) and in 5 residual acid amounts... (Complete Abstract click electronic access below) / Mestre