Teses em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia (Doutorado) - PRODERNA/ITEC

URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/4045

O Doutorado Acadêmico inicou-se em 2006 e pertence ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia (PRODERNA) do Instituto de Tecnologia da UFPA (ITEC) da Universidade Federal do Pará (UFPA).

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Acesso aberto (Open Access)
Aço inoxidável nanoestruturado produzido via soldagem a arco elétrico.
(Universidade Federal do Pará, 2021-07-08) LOAYZA, Cristhian Ricardo; BRAGA, Eduardo de Magalhães; http://lattes.cnpq.br/4783553888547500
Métodos de fabricação de compósitos de aço inoxidável nanoestruturados (CAIN) ainda não foram desenvolvidos com aplicabilidade industrial. Para corrigir tal carência, investigou-se a possibilidade de incorporar nanopartículas por soldagem a arco elétrico, usando uma vareta tubular preenchida com fluxo nanoestruturado composto de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTCPM) e partículas de aço inoxidável 304L. Este fluxo foi fabricado por dois métodos diferentes: síntese mecânica (SM) e tratamento químico (TQ) com peróxido de hidrogênio. O segundo mostrou resultados mais promissores usando controle dos parâmetros cinéticos de tempo e temperatura, obtendo um menor grau de carbono amorfo, impurezas e defeitos, incrementando por sua vez a cristalinidade e interação dos nanotubos com a matriz metálica. A adição de NTCPM diminuiu em 64% o tamanho do grão, quando comparado com o revestimento de aço inoxidável, possuindo uma matriz austenítica com precipitação de carbonetos nos espaços interdendríticos e contornos do grão. A microdureza incrementou 45% e a taxa de erosão por cavitação vibratória decresceu 64%, em relação ao revestimento de AISI 304L. Adicionalmente, as análises por raios X mostraram uma redução da fase γ(200) e um crescimento da γ(111), após o processo de cavitação. O método de fabricação dos nanocompósitos se mostrou viável economicamente e com possibilidade de imediata aplicação a grande escala.
Acesso aberto (Open Access)
Matriz ferrítica reforçada com TiC-NTC/Fe2Ti formados em cordão simples soldado por GTAW: microestrutura, dureza e resistência ao desgaste
(Universidade Federal do Pará, 2025-11-05) PINHEIRO, Paula Fabíola Pantoja; REIS, Marcos Allan Leite dos; http://lattes.cnpq.br/8252507933374637; https://orcid.org/0000-0003-2226-2653; BRAGA , Eduardo Magalhães; MACHADO , Paulo Cordeiro; RODRIGUES , Leonardo Dantas; OLIVEIRA, Ana Sofia Climaco Monteiro de; http://lattes.cnpq.br/4783553888547500; http://lattes.cnpq.br/0133330144786049; http://lattes.cnpq.br/8463800449068170; http://lattes.cnpq.br/3779022347677794; https://orcid.org/0000-0003-0739-7592; https://orcid.org/0000-0003-4375-6812; ; https://orcid.org/0000-0002-9736-6652
Revestimentos por soldagem a arco baseados em nanocompósitos de matriz metálica reforçados com nanotubos de carbono (NTC) têm demonstrado melhorias na dureza do aço, porém, os fenômenos da metalurgia física e tribológicos ainda são pouco discutidos na literatura. Nesse sentido, esta pesquisa avaliou a microestrutura, dureza e resistência ao desgaste de metais de solda (MS) sem/com NTC. Para isso, arames tubulares de aço carbono preenchidos com pós de Ti6Al4V/CaF2 ou NTC/Ti6Al4V/CaF2 (razões mássicas de 40:4 e 1:40:4, respectivamente) foram depositados sobre uma chapa de aço A131 D por GTAW a 160 A. Análises microestruturais e por difração de raios X comprovam a formação de Fe-α + Fe2Ti + TiC no MS com NTC e as bandas Raman D, G e G' evidenciam sua transformação parcial na fase TiC, aumentando o grau de carbono amorfo em 38,86% (comparado aos nanotubos como recebidos). Nas seções transversal e superior, a dureza do MS com NTC foram, respectivamente, 126,93% e 47,76% maior que a do sem NTC. E, apesar dos coeficientes médios de atrito próximos (0,54 e 0,55, respectivamente), a profundidade do desgaste com NTC foi 123,93% menor, mostrando que dureza, autolubrificação e dissipação de calor mitigam a remoção de material. Deste modo, TiC-NTC/Fe2Ti podem atuar como reforço no revestimento de aços ferramenta.
Acesso aberto (Open Access)
Metodologia de preparação de enxaguante bucal à base de acmella oleracea com o uso de tecnologia supercrítica
(Universidade Federal do Pará, 2025-07-04) ARAÚJO, Andréia de Fátima Souza; CARVALHO JÚNIOR, Raul Nunes de; http://lattes.cnpq.br/5544305606838748; MACHADO, Nélio Teixeira; PINTO, Rafael Henrique Holanda; ORTIZ, Eduardo Gama; CARNEIRO JÚNIOR, José Thiers; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065; http://lattes.cnpq.br/9988464786582853; http://lattes.cnpq.br/5269983873909181; http://lattes.cnpq.br/4964530958369814
A Acmella oleracea é uma planta medicinal da Amazônia, popularmente conhecida como jambu, foi utilizada nesta tese como matéria prima para o desenvolvimento de um produto destinado à saúde bucal ainda pouco relatado na literatura e em publicações científicas e de propriedade intelectual. A forma farmacêutica líquida denominada como enxaguante bucal é um modo de administração terapêutico destinado a manter um biofilme compatível com a saúde oral. Extratos ricos em espilantol apresentam propriedades antimicrobianas, anti-inflamatórias e analgésicas. A tese destaca a utilização de um processo de extração com fluido supercrítico para obter extratos de Acmella oleracea com grau de pureza elevado através de um processo de produção eficiente e sustentável. Diante disso, o presente trabalho compreende a elaboração de um enxaguante bucal derivado de uma planta do bioma amazônico como uma alternativa terapêutica de baixo custo através do processo de tecnologia supercrítica, apresentando uma solução sustentável e eficaz para os cuidados orais, destacando-se pelas suas vantagens terapêuticas significativas já destacadas na literatura científica como, atividades antimicrobiana, antibióticas e analgésicas, em relação aos produtos disponíveis no mercado.
Acesso aberto (Open Access)
Rejeito de caulim e caulim estéril amazônicos como fontes de Si e Al na obtenção de SAPO-34: síntese, otimização, influência de impurezas e aplicação em adsorção de corante
(Universidade Federal do Pará, 2021-05-27) PINHEIRO, Darllan do Rosário; PAZ, Simone Patrícia Aranha da
Rejeito de caulim proveniente de lagoas de sedimentação da indústria de caulim para cobertura de papel e caulim estéril ou flint pertencentes à mesma mina, na região do Capim, no nordeste do Pará, foram utilizados na síntese da peneira molecular SAPO-34. Os materiais precursores e aqueles produzidos foram caracterizados por: DRX, FRX, TG-DSC-DTG, FTIR, ASEBET e MEV. Primeiramente, foi avaliada a utilização do R-metacaulim como precursor variando a relação SiO2/Al2O3 na formulação da peneira molecular SAPO-34. O ajuste no valor dessa relação molar mostrou um efeito positivo na formação da zeólita pretendida, que apresentou formação da estrutura CHA, em menor tempo e com boa estabilidade térmica. Já em relação à utilização do F-metacaulim foi avaliado o efeito da quantidade de SDA e tempo de cristalização (nucleação e crescimento dos cristais) na formação da estrutura CHA e, posteriormente, aquele produto zeolítico formado com menor quantidade de SDA foi utilizado para uma avaliação de detalhe, em que se estudou a influencia das impurezas do tipo íons de Fe e Ti. Os resultados revelaram efeito positivo da maior quantidade de SDA na formação da SAPO-34 (CHA), porém em menor tempo e, consequentemente, contribuição na distribuição de Si na estrutura. Na comparação dos produtos zeolíticos derivados de F-metacaulim e um padrão caulinítico de alta pureza, o produto zeolítico obtido a partir do estéril caulinítico apresentou resistência térmica onde o padrão DRX do produto calcinado manteve o perfil difratométrico CHA, porém com redução de cristalinidade. Foi observado também que antes da calcinação o produto zeolítico obtido com F-metacaulim apresentou um deslocamento para um ângulo 2θ (º) menor, indicando aumento da distância interplanar tendo como referência o plano d101, possivelmente devido a interferências das impurezas presentes (íons Fe e Ti), porém após a calcinação para decomposição do SDA este deslocamento não foi evidenciado, desta forma indicando interferência do SDA utilizado. Aquele produto considerado o melhor, com base em parâmetros cristaloquímicos, foi utilizado na avaliação de desempenho em adsorção de azul de metileno, o qual mostrou boa capacidade de adsorção. Na avaliação da cinética de adsorção, o modelo de pseudo-segunda ordem (R2 = 0,998) foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais. A otimização da síntese utilizando rejeito através do planejamento de experimento Box-Behnken e metodologia de superfície de resposta. Concluiu-se que a utilização de rejeito e/ou caulim flint amazônicos é viável para produção da zeolita SAPO-34 (CHA).
Acesso aberto (Open Access)
O uso de fibra de juta (corchorus capsularis) no desenvolvimento de pás de turbina eólica de pequena escala para ventos de baixa intensidade
(Universidade Federal do Pará, 2023-10-17) CARDOSO, Robson Luis Baleeiro; FUJIYAMA, Roberto Tetsuo; http://lattes.cnpq.br/3165747089941318; https://orcid.org/0000-0002-2738-6666
Fibras naturais apresentam um potencial crescente no reforço de compósitos poliméricos, representando um promissor concorrente das fibras de vidro, extensamente usadas na construção de pás de aerogeradores, cuja reciclabilidade/descartabilidade e alto custo energético de produção já têm sido discutidos nos principais centros produtores de turbinas. Além disso, o desenvolvimento de turbinas eólicas para áreas com ventos de 2 a 6 m/s, considerados de baixa velocidade, utilizando perfil aerofólio S1210, pode incrementar o potencial energético de geração de regiões não originalmente elegíveis para a instalação de turbinas de grande porte. Este estudo propõe a avaliação do uso da fibra de juta (Corchorus capsularis) no projeto de pás de uma turbina eólica de pequena escala, considerando os parâmetros aerodinâmicos e estruturais. O presente projeto foi desenvolvido incorporando a Teoria da Quantidade de Movimento Angular do elemento de Pá (BEM), a Teoria Clássica dos Laminados (TCL) e a Teoria de Fluxo de Cisalhamento de Bredt-Batho Extendida (EBSFT), de forma a levantar as propriedades elásticas e possibilitar o uso dos critérios de falha. As lâminas do compósito foram caracterizadas segundo a ASTM D 3039, ASTM D 638 e ASTM D 5379. As propriedades mecânicas levantadas, aliadas aos parâmetros elásticos da seção transversal, rigidez torsional, rigidez axial e rigidez flexural de EIy 4.97 x 104 Nm2, EIz 1,45 x 106 Nm2, EI 9,47 x 104 Nm2 e GJ 1873,6 x 106 Nm2 ,respectivamente, demonstraram a viabilidade do uso da fibra de juta aplicadas ao laminado estrutural na construção da pá, definido segundo o critério de falha de tensão máxima, se apresentando para concorrer com as fibras de vidro hoje utilizadas.
Acesso aberto (Open Access)
O Uso de polímeros reciclados na construção civil: uma proposta de habitação sustentável
(Universidade Federal do Pará, 2023-02-01) FERREIRA, Taiza Naiana da Silva; DIAS, Carmen Gilda Barroso Tavares; http://lattes.cnpq.br/2113791118142177
Nas últimas décadas, o desenvolvimento urbano trouxe como consequência a produção desequilibrada de materiais plásticos como resíduos, resíduos estes que podem ser reaproveitados como matéria-prima de um novo ciclo produtivo. Este trabalho apresenta uma proposta de habitação sustentável com a utilização de pisos, blocos para vedação com manta termo-acústica e telhas sustentáveis. Para o preparo destes, foram montados equipamentos de rotomoldagem e moldagem por compressão. Utilizaram-se resíduos de polímeros e de fibras naturais, para a confecção destes elementos construtivos. Os polímeros utilizados para o desenvolvimento de piso foram poliestireno (PS) de copos descartáveis; blocos ecológicos que foram modelados e processados a partir embalagens pós-consumo de polipropileno (PP) e polietileno de alta densidade (PEAD). As telhas foram moldadas a partir de laminados descartados; os pisos se tornaram resistentes a abrasão pela presença de fibras de babaçu. Os blocos propiciaram conforto acústico pela inclusão de mantas de fibra de açaí. As paredes foram montadas por blocos e produto comercial para assentamento e sobreposição. Habitações como modelo de reciclagem de materiais descartados no meio ambiente serão capazes de gerar destinação adequada, proporcionando renda, aumento do ciclo de vida desses materiais, produzindo produto ecológico na construção civil e atendendo pelo menos, quatro dos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável-ODS da Organização das Nações Unidas.

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