Modelo matemático de um agitador eletromagnético

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.

Purificação de aluminio por fusão zonal horizontal

Durante este trabalho foi construido um sistema experimental de fusão zonal horizontal com a finalidade de purificar metais com ponto de fusão entre 400° e 1200°C. A fonte de aquecimento escolhida foi o aquecimento indutivo, e o metal o alumínio. Uma barra de alumínio foi colocada dentro de um cadinho de grafite alojada dentro de um tubo de quartzo. Para deslocar a zona de fusão o cadinho foi puxado por meio de fios, polias e pesos acoplados a um motor-redutor. As experiências de purificação foram feitas com atmosfera de argônio. Foram produzidas oito barras usando diferentes números de passadas da zona de fusão e velocidade de deslocamento. Os resultados obtidos pelos métdos de análise empregados mostraram-se satisfatoriamente concordantes com a teoria e com os resultados registrados na literatura.

A natureza teleológica do princípio darwiniano de seleção natural : a articulação do metafísico e do epistemológico na origem das espécies

A presente tese tem por objetivo o exame da natureza explicativa do princípio de seleção natural (PSN) na Origem das Espécies de Charles Darwin, enquanto tal princípio exibe uma natureza teleológica, como ponto de articulação entre suas dimensões metafísica e epistemológica. A motivação inicial para este estudo encontrou-se num interesse mais profundo pela questão da "racionalidade", através do exame das relações entre ciência e nÃo-ciência provocada pelo reacender-se das discussões sobre evolucionismo versus criacionismo, nas escolas norte-americanas na década de 80. Todavia, uma detida leitura da Origem e o rastreamento de seu questionamento na trajetória intelectual de Darwin buscando empreender uma análise cuidadosa da teoria darwiniana como exigência prévia àquele exame mostrou-se, por si só, filosoficamente tão rica e absorvente, que direcionou a essa análise todos os esforços da presente tese. De imediato, o caráter multifacético dos padrões explicativos e das estratégias argumentativas encontradas na elaboração e defesa da teoria apresentada por Darwin na Origem das Espécies indicava a relevância de uma análise de PSN para a história e filosofia da ciência. De sua leitura igualmente aflorava uma nova abordagem para a questão teleológica, tema instigante nos questionamentos contemporâneos. O exame então empreendido teve, entre seus pressupostos orientadores, quatro pontos-chave: (1) a percepção do mútuo remetimento da História e da Filosofia da Ciência para a elucidaçÃo da natureza da produçÃo científica, partilhando certas idéias básicas das análises feitas por Thomas Kuhn, Paul Feyerabend e Imre Lakatos, entre outros, e, sobretudo, seu reconhecimento do papel do núcleo metafísico presente no questionamento científico; (2) a busca de uma compreensão contextualizadora da estrutura lógico-conceitual em que se insere a função e sentido do princípio a ser investigado, (a) privilegiando o contexto "interno" da obra e do desenvolvimento do pensamento de Darwin, mas buscando o contraponto esclarecedor em seu contexto "externo" e (b) construindo um referencial de análise emergente da estrutura contextual; (3) a visualização de uma relação todo-parte de mútuo suporte na estruturação da integridade contextual, constituindo uma tessitura tipo rede, em que a clarificação das partes, considerada sua posição no todo, faz avançar a inteligibilidade desse e confere-lhe sustentação, a qual, em troca, reverte em clarificação e fortalecimento das partes; (4) a busca de um novo enfoque da teleologia, numa nova perspectiva das relações explicativas e causais, pelo exame das bases metafísicas e epistemológicas da questão à época de Darwin e de tematizações e ambigüidades que permeiam o seu tratamento contemporaneamente. À luz de tais pressupostos, o fio condutor de trabalho é a análise da Origem das Espécies, em sua 6ª. ediçÃo inglesa (a última revisada pelo próprio Darwin), buscando complementar as requeridas elucidações, sobretudo no que concerne a certos pressupostos do pensamento de Darwin, nas obras e textos que perfazem sua trajetória intelectual (diário da viagem a bordo do Beagle, Notebooks 1836-1844, Ensaios de 1842 e 1844, o longo manuscrito de 1856-1858, correspondência) até a exposição madura de seu pensamento na Origem. Assim procedendo, o exame da natureza explicativa de PSN parte (I Parte) de uma leitura da Origem das Espécies como uma história da Natureza, constituindo o contexto no qual cabe dimensionar a função e sentido de PSN como a parte privilegiada da argumentação/narrativa da Origem como um todo (capítulo 1). Desse modo, a clarificação de PSN, encerrando a idéia mestra de que as espécies na Natureza originamse umas de outras por seleção natural, demanda a inteligibilidade e integração provida por esse princípio ao contexto da obra, ao "um longo argumento" em sua integridade, e essa inteligibilidade reverte em clarificação do próprio princípio. Nesse sentido, a atenção à estrutura argumentativa/narrativa da Origem permite ver como as partes desse argumento/os capítulos da narrativa estruturam-se, fugindo às rotulações usuais de um modelo "indutivo" ou "dedutivo", e constituindo, antes, uma rede argumentativa, em que os avanços, a seqüência dos capítulos, leva a retomadas, a uma nova inteligibilidade das etapas/capítulos anteriores, fortalecendo, na integridade desse movimento, as bases para novos avanços e crescentes explicitações e fortalecimento de sua sustentaçÃo. A atençÃo a esse movimento argumentativo leva igualmente a uma análise conceitual de "PSN" e "Natureza", ao longo da obra. Para tanto, procede-se a uma cuidadosa análise lógicosemântica da ocorrência desses conceitos no texto (capítulos 2 e 3, respectivamente), encontrando na visão de Natureza como "luta pela existência" um ponto privilegiado para a exploração de sua articulação. A análise realizada na primeira parte revela a natureza epistemológica e metafísica de PSN em sua condição explicativa e permite colocar a peculiar relação que se estabelece entre PSN (parte) e Natureza (todo) em termos de uma visão teleológica. No entanto, um aprofundamento desse ponto pede, antes (II parte), um exame mais detido dos conceitos de "explicação" e de "causa" na perspectiva darwiniana. Buscando uma compreensão contextualizadora, o contraponto "externo" ao contexto da Origem é balizado pelo enfoque dos padrões de cientificidade encontrados nas filosofias da ciência de John Herschel, William Whewell e Stuart Mill (capítulo 4). A construção de um referencial "interno", ponto a ser enfatizado, parte da análise lógico-conceitual do uso de "explicaçÃo", "causa" e cognatos feito no texto, levando, através de sucessivos refinamentos de análise, a uma ampliação e aprofundamento do elenco inicial de significações, de modo a determinar compreensivos focos orientadores de análise e identificar dimensões fundamentais do esforço explicativo darwiniano (capítulos 5, 6, 7, 8, 9). A exploraçÃo epistemológica conduzida na segunda parte fornece o instrumento analítico que permite retomar a colocação inicial da função e sentido de PSN em suas relações com o conceito de Natureza, projetando a indagação epistemológica no âmbito da especulação metafísica. Essa dupla dimensão de PSN pode então ser focalizada, tratando-se agora da articulação do epistemológico e do metafísico, presente na natureza explicativa de PSN - e o fazendo enquanto PSN exibe uma natureza teleológica (III Parte). Cabe, inicialmente, estabelecer, face ao exame realizado na segunda parte, os alcances e limites dos níveis e padrões explicativos e das estratégias argumentativas darwinianas, mostrando sua "novidade" e seu caráter multifacético (capítulo 10), a fim de compreender o escopo explicativo de PSN. Esse escopo, por sua vez, cabe vê-lo concretizado em sua função explicativa, através da reconstrução de argumentos-chave da Origem e representativos de seus diferentes níveis explicativos (capítulo 11). Assim visto, o poder explicativo de PSN pode ser compreendido como sendo estabelecido em duas grandes e mutuamente remissivas etapas: em sua fundamentação, como um princípio da Natureza, e em sua justificação, pelo seu poder explicativo operando em diferentes níveis e assim viabilizando empiricamente a visão de Natureza que lhe serve de fundamento (capítulo 12). Desse modo, a dimensão epistemológica de PSN, tornando o que ocorre na Natureza inteligível como objeto de conhecimento, operacionaliza a dimensão metafísica, ou seja, a visão do próprio "ser" da Natureza que lhe serve de fundamento - PSN é a Natureza no exercício de seu poder, é a Natureza (concebida como sistema que recebe suas cores em termos de "luta pela existência") atualizada. Em ambas dimensões explicativas, PSN exibe uma natureza teleológica, enquanto dá lugar a explicações telelógicas e apresenta-se como princípio teleologicamente fundado, abrindo o caminho a um novo enfoque da questão teleológica, redimensionando o tratamento de muitas das ambiguidades encontradas na problematização contemporânea dessa questão.

Famílias vivenciando o risco de vida do filho

A autora faz um estudo de natureza qualitativa que busca compreender a trajetória da família que vivencia o risco de vida do filho, e utiliza os pressupostos do Interacionismo Simbólico, para a compreensão desta trajetória. O método utilizado para a coleta de dados é o da observação participante e entrevistas. Os sujeitos são seis famílias que vivenciam o risco de vida de um dos filhos e intemação na Unidade de Terapia Intensiva Pediátrica de um Hospital Geral de Porto Alegre. O processo de análise é indutivo e conhecido como análise compreensiva dos dados, cujos resultados desvelam um processo dinâmico na trajetória da família, apresentados em três temas: "Percebendo que algo não está bem e mobilizando-se" - período pré-hospitalização; "Concentrando a atenção no filho doente: vivenciando a hospitalização" - período da hospitalização da criança; e "Construindo e reconstruindo o cotidiano: reorganizando-se após a alta" - a volta da família ao seu mundo cotidiano. O presente estudo converge para a ampliação do conhecimento sobre famílias e seu processo de viver e ser saudável, oferecendo subsídios à enfermagem que desenvolve assistência junto às famílias e às crianças em risco de vida.

Módulo experimental para determinação da octanagem de combústiveis

Este trabalho tem como objetivo principal demonstrar uma nova metodologia que utilizará um motor automotivo adaptado a um módulo experimental onde será possível realizar-se medições da intensidade de detonação, e a partir desses valores determinar a octanagem dos combustíveis ensaiados, sendo este um método que oferece uma nova alternativa de baixo custo se comparado aos métodos tradicionais que utilizam motores CFR (Co-operative Fuel Research) fabricados pela Waukesha para determinação da octanagem dos combustíveis. O módulo experimental é composto por um motor automotivo acoplado a um freio eletromagnético e por sensores instalados em pontos estratégicos do motor que informam, em tempo real, os valores dos parâmetros de funcionamento do mesmo. A octanagem, para ser medida, a exemplo do que ocorre nos motores CFR, depende da ocorrência de detonação que é provocada durante a realização dos ensaios para que o valor de sua intensidade e o valor dos demais parâmetros de funcionamento do motor neste instante possam ser registrados. Para que pudesse ocorrer detonação em baixa rotação fez-se necessário à alteração do volume da câmera de combustão do motor utilizado, a fim de aumentar sua taxa de compressão e favorecer o aparecimento do fenômeno Durante a realização dos ensaios, no módulo experimental, utilizaram-se dois computadores para monitorar os parâmetros de funcionamento do motor e armazenar as informações adquiridas a partir da placa de aquisição de dados que transforma os sinais analógicos dos sensores em informações digitais, as quais serão utilizadas nos cálculos e na construção de gráficos para análise dos resultados do experimento. Após realizar-se os ensaios utilizando-se combustíveis de referência com diferentes valores de octanagem, foi possível determinar a exatidão dos resultados obtidos pelo método proposto comparando-os com os valores obtidos no motor CFR, sendo que o módulo experimental permitiu medir os valores de octanagens com uma incerteza de ± 1,66 octanas em um intervalo de confiança de 95,45%.

Estudo de um atuador planar

Um novo atuador planar eletromagnético multifase foi investigado. Este tipo de atuador pode ser utilizado em sistemas que requeiram movimento bidirecional sobre o plano como, por exemplo, em máquinas operatrizes industriais. O dispositivo em estudo possui uma armadura plana, estacionária, sem ranhuras e um carro com mobilidade planar. O núcleo da armadura é composto de uma chapa de material ferromagnético macio, em torno da qual estão montados os dois enrolamentos da armadura, que são ortogonais entre si. Cada enrolamento está dividido em seções ou fases. O carro, que possui dois ímãs permanentes de NdFeB de alto produto energético, está mecanicamente conectado a um sistema de suspensão, composto de rolamentos lineares e de trilhos, que permitem o seu deslocamento sobre a superfície da armadura, com dois graus de liberdade. Quando os ímãs permanentes estão localizados sobre as fases do enrolamento da armadura energizado com corrente, uma força eletromagnética planar de propulsão atuará sobre o carro, provocando seu deslocamento paralelamente à superfície da armadura. O atuador planar foi modelado analítica e teoricamente, com vistas a prever seu comportamento estático. O primeiro protótipo construído foi testado com a finalidade de avaliar suas características estáticas de funcionamento e de validar os modelos analítico e numérico. Os valores de densidade de fluxo no entreferro, de força normal e de força planar de propulsão, obtidos através dos ensaios, apresentaram uma boa aproximação em relação aos valores obtidos através dos modelos teóricos Tanto nos modelos teóricos, como no protótipo construído, foram avaliados dois casos distintos: no caso 1 foram utilizados no carro ímãs permanentes de 6,0 mm de comprimento axial e no caso 2, ímãs permanentes de 8,0 mm de comprimento axial. Os testes indicaram que a sensibilidade média do atuador planar para o caso 1 é de 3,61 N/A e para o caso 2 é de 5,37 N/A, quando as duas fases do enrolamento x localizadas sob os ímãs permanentes, foram percorridas por corrente.

Uso da análise discriminante regularizada (RDA) no reconhecimento de padrões em imagens digitais hiperespectral de sensoriamento remoto

Em cenas naturais, ocorrem com certa freqüência classes espectralmente muito similares, isto é, os vetores média são muito próximos. Em situações como esta, dados de baixa dimensionalidade (LandSat-TM, Spot) não permitem uma classificação acurada da cena. Por outro lado, sabe-se que dados em alta dimensionalidade [FUK 90] tornam possível a separação destas classes, desde que as matrizes covariância sejam suficientemente distintas. Neste caso, o problema de natureza prática que surge é o da estimação dos parâmetros que caracterizam a distribuição de cada classe. Na medida em que a dimensionalidade dos dados cresce, aumenta o número de parâmetros a serem estimados, especialmente na matriz covariância. Contudo, é sabido que, no mundo real, a quantidade de amostras de treinamento disponíveis, é freqüentemente muito limitada, ocasionando problemas na estimação dos parâmetros necessários ao classificador, degradando portanto a acurácia do processo de classificação, na medida em que a dimensionalidade dos dados aumenta. O Efeito de Hughes, como é chamado este fenômeno, já é bem conhecido no meio científico, e estudos vêm sendo realizados com o objetivo de mitigar este efeito. Entre as alternativas propostas com a finalidade de mitigar o Efeito de Hughes, encontram-se as técnicas de regularização da matriz covariância. Deste modo, técnicas de regularização para a estimação da matriz covariância das classes, tornam-se um tópico interessante de estudo, bem como o comportamento destas técnicas em ambientes de dados de imagens digitais de alta dimensionalidade em sensoriamento remoto, como por exemplo, os dados fornecidos pelo sensor AVIRIS. Neste estudo, é feita uma contextualização em sensoriamento remoto, descrito o sistema sensor AVIRIS, os princípios da análise discriminante linear (LDA), quadrática (QDA) e regularizada (RDA) são apresentados, bem como os experimentos práticos dos métodos, usando dados reais do sensor. Os resultados mostram que, com um número limitado de amostras de treinamento, as técnicas de regularização da matriz covariância foram eficientes em reduzir o Efeito de Hughes. Quanto à acurácia, em alguns casos o modelo quadrático continua sendo o melhor, apesar do Efeito de Hughes, e em outros casos o método de regularização é superior, além de suavizar este efeito. Esta dissertação está organizada da seguinte maneira: No primeiro capítulo é feita uma introdução aos temas: sensoriamento remoto (radiação eletromagnética, espectro eletromagnético, bandas espectrais, assinatura espectral), são também descritos os conceitos, funcionamento do sensor hiperespectral AVIRIS, e os conceitos básicos de reconhecimento de padrões e da abordagem estatística. No segundo capítulo, é feita uma revisão bibliográfica sobre os problemas associados à dimensionalidade dos dados, à descrição das técnicas paramétricas citadas anteriormente, aos métodos de QDA, LDA e RDA, e testes realizados com outros tipos de dados e seus resultados.O terceiro capítulo versa sobre a metodologia que será utilizada nos dados hiperespectrais disponíveis. O quarto capítulo apresenta os testes e experimentos da Análise Discriminante Regularizada (RDA) em imagens hiperespectrais obtidos pelo sensor AVIRIS. No quinto capítulo são apresentados as conclusões e análise final. A contribuição científica deste estudo, relaciona-se à utilização de métodos de regularização da matriz covariância, originalmente propostos por Friedman [FRI 89] para classificação de dados em alta dimensionalidade (dados sintéticos, dados de enologia), para o caso especifico de dados de sensoriamento remoto em alta dimensionalidade (imagens hiperespectrais). A conclusão principal desta dissertação é que o método RDA é útil no processo de classificação de imagens com dados em alta dimensionalidade e classes com características espectrais muito próximas.

Obtenção e caracterização de estruturas reofundidas e tixofundidas da liga de alumínio AA7075

A obtenção de ligas metálicas em forma de pasta, com propriedades tixotrópicas apropriadas para serem utilizadas em processos de tixoconformação, pode ser realizada através de vários processos metalúrgicos. Destacam-se os processos de reofundidos obtidos a partir do líquido com a agitação mecânica do banho, ao longo da solidificação. Esses processos utilizam-se de rotores e propulsores, agitação mecânica usando o processo de duplo-parafuso e a agitação magneto hidrodinâmica. Outros procedimentos para a obtenção de pastas reofundidas a partir do líquido são o processo SCR (Shearing Cooling Roll), refino químico, ultra-som, processo spray, a nova reofundição NCR (New Rheocasting) e a reofundição elementar. As estruturas tixofundidas são obtidas a partir do metal sólido no qual, utiliza-se a refusão parcial de estruturas dendríticas, a fusão parcial de estruturas dendríticas deformadas (SIMA) e a fusão parcial sob pressão de estruturas dendríticas. No Trabalho em questão foram estudados os dois métodos para a obtenção de estruturas com propriedades tixotrópicas (Reofundição e Tixofundição). O primeiro processo explorado foi a agitação mecânica da liga AA7075 em seu estado semi-sólido, através de uma haste propulsora com pás recobertas por carbeto de cromo e contida em um cadinho especial de grafite. O segundo, foi a aplicação de tratamento isotérmico usando diversos patamares de tempos de aplicação e temperaturas. Este processo foi realizado por aquecimento indutivo na mesma liga AA7075, deformada anteriormente por extrusão direta. As microestruturas foram caracterizadas através dos diâmetros e formas dos glóbulos, utilizando o fator de forma específico em um programa de análise de imagens.

Utilização de semivariogramas como redutor de dimensionalidade no reconhecimento de padrões em imagens digitais hiperespectrais

Com o advento dos sensores hiperespectrais se tornou possível em sensoriamento remoto, uma serie de diferentes aplicações. Uma delas, é a possibilidade de se discriminar classes com comportamentos espectrais quase idênticas. Porém um dos principais problemas encontrados quando se trabalha com dados de alta dimensionalidade, é a dificuldade em estimar os inúmeros parâmetros que se fazem necessários. Em situações reais é comum não se ter disponibilidade de tamanho de amostra suficiente, por exemplo, para se estimar a matriz de covariâncias de forma confiável. O sensor AVIRIS fornece uma riqueza de informações sobre os alvos, são 224 bandas cobrindo o espectro eletromagnético, o que permite a observação do comportamento espectral dos alvos de forma muito detalhada. No entanto surge a dificuldade de se contar com uma amostra suficiente para se estimar a matriz de covariâncias de uma determinada classe quando trabalhamos com dados do sensor AVIRIS, para se ter uma idéia é preciso estimar 25.200 parâmetros somente na matriz de covariâncias, o que necessitaria de uma amostra praticamente impraticável na realidade. Surge então a necessidade de se buscar formas de redução da dimensionalidade, sem que haja perda significativa de informação. Esse tipo de problema vem sendo alvo de inúmeros estudos na comunidade acadêmica internacional. Em nosso trabalho pretendemos sugerir a redução da dimensionalidade através do uso de uma ferramenta da geoestatística denominada semivariograma. Investigaremos se os parâmetros calculados para determinadas partições do transecto de bandas do sensor AVIRIS são capazes de gerar valores médios distintos para classes com comportamentos espectrais muito semelhantes, o que por sua vez, facilitaria a classificação/discriminação destas classes.

Proposta modelar de custos ABC na definição do custo-alvo : um estudo na cadeia agronegocial láctea gaúcha

Este trabalho propõe um modelo para definir o custo-alvo com base no sistema de custeamento por atividades, no âmbito da cadeia de agronegócios de leite. Constatado a falta de conhecimento prévio na literatura disponível, foi questionado a contribuição do modelo na gestão de custos interorganizacionais. A fronteira de estudo ateve-se ao setor lácteo. A pesquisa é classificada como um estudo de caso do tipo embedded. E ainda considerando o caráter central da investigação todas as ações apontam nas direções de uma pesquisa-ação. No entanto, considerando os settings de pesquisa e a própria característica dos atores o estudo recorre ao recurso metodológico da etnografia. Entende-se que o enfoque etnográfico empreendido na investigação se emparelha ao recurso da pesquisa-ação. Investido na categoria de participante completo, o pesquisador procedeu adoção da observação conforme suas variantes: descritivas, focais, seletivas e esgotadas. Paralelamente a seqüência observacional, a entrevista com especialistas e a entrevista etnográfica se mostraram promissoras. Apesar dos recursos tecnológicos de registro de informações adotou o diário de campo como principal meio A interpretação e a atribuição de significados foram exercidas durante um processo qualitativo, não requerendo o uso de métodos e técnicas estatísticas. Como o ambiente natural é a fonte direta na captação dos dados e o pesquisador é o instrumento-chave, o procedimento analítico dos dados foi indutivo. O estudo revela-se um avanço no conhecimento, preenchendo uma lacuna existente na literatura sobre agronegócios. A modelagem se delineia favorável em seus resultados, mas requerendo replicações de forma a catalisar a robustez.

Estudo da formação de trincas internas centrais em barras laminadas em aço SAE 1141

A qualidade SAE 1141 alia boas conformabilidade e usinabilidade em um mesmo aço – esta qualidade possui adição de teores de enxofre da ordem de 0,08 – 0,13% em peso. É largamente empregada no segmento de forjarias na confecção de componentes com relativa complexidade e exigência mecânica, tais como garfos e ponteiras para a indústria automotiva. Devido a esse fato, é imprescindível que a matéria-prima para a conformação destes componentes atenda às exigências impostas pelos esforços aplicados aos mesmos e, dado às solicitações que sofrem, apresente um desempenho satisfatório em sua forma final, principalmente no tocante à sanidade interna, visto que defeitos dessa natureza são extremamente deletérios à performance dos componentes conformados. Em função disso, o principal objetivo desta investigação é avaliar as causas potencialmente geradoras de defeitos denominados trincas internas centrais, as quais afetam fortemente a sanidade interna da matéria-prima, além de reduzir a sua incidência em barras de aço da qualidade SAE 1141. Para tanto, são apresentadas considerações sobre a avaliação destes defeitos, analisando-se as possíveis causas geradoras das trincas, as quais são caracterizadas sob o enfoque de bibliografia adequada. Através da realização de ensaios no lingotamento contínuo (LC) envolvendo a utilização do agitador eletromagnético final (FEMS), elaboração de curvas de ductilidade pelo emprego do simulador físico Gleeble para os materiais nas condições tarugo e barra laminada, experiências na laminação envolvendo análises de amostras após cada diferente grau de redução ou passe conferido ao material pelo processo e variação das taxas de resfriamento pós-processamento, busca-se reduzir as ocorrências destes defeitos, diminuindo conseqüentemente sucateamento e custos e melhorando o desempenho do material frente às expectativas dos componentes em serviço. A metodologia empregada para a detecção dos defeitos nas barras laminadas foi a submissão das mesmas ao ultra-som. Várias amostras tiveram os seus defeitos detectados através desse ensaio, os quais foram analisados e caracterizados previamente ao início da investigação das causas geradoras, balizando assim a tomada de decisão em relação aos experimentos a serem realizados. Os dados práticos foram obtidos na Gerdau Aços Especiais Piratini, onde a análise de defeitos internos gerados a partir do processo produtivo é um procedimento rotineiro. A interpretação dos resultados, bem como testes laboratoriais adicionais foram realizados na própria usina e no IAS – Instituto Argentino de Siderurgia. Em paralelo, realizou-se uma revisão na literatura aberta dos principais fundamentos e conceitos metalúrgicos referentes a trincas internas e causas de geração das mesmas, tais como, influência do FEMS na solidificação e na condição de segregação nos tarugos de LC, elementos de liga com caráter fragilizante e/ou deletério (por exemplo, hidrogênio, carbono, enxofre e manganês), influência das transformações de fase – velocidade de resfriamento pós-processamento e influência dos elementos de liga – na formação dos defeitos, entre outros. Os resultados obtidos permitiram concluir que a principal causa da geração das trincas internas do tipo centrais em barras laminadas está associada a uma combinação de variáveis. As transformações de fase, somadas a presença de altos teores de hidrogênio no aço – fato este de grande importância na geração dos defeitos detectado somente ao longo da realização do trabalho – fragilizam localmente o núcleo das barras, gerando trincas. Estas, por sua vez, têm a sua propagação facilitada através de cadeias ou redes de sulfeto de manganês, por vezes devido à alta incidência das mesmas nos aços da qualidade SAE 1141. Além disso, pode-se constatar que a geração dos defeitos é potencializada para barras de diâmetros superiores a 75,00 mm. Em barras de diâmetros menores, as falhas estão igualmente presentes e apresentam morfologia similar aos defeitos encontrados nas barras de maior diâmetro, porém, em escala não significativa, não sendo assim abordadas neste trabalho. Pode-se constatar ainda, que a redução da incidência dos defeitos do tipo trincas internas centrais em barras laminadas de diâmetros superiores a 75,00 mm – e conseqüente sucateamento – foi da ordem de mais de 95% desde o início do trabalho, reduzindo-se assim o sucateamento desta qualidade para níveis da ordem de, aproximadamente, 1,0%.

Geração de sulcos em meio coesivo e caracterização hidrossedimentométrica de sua evolução

Na pesquisa em erosão, nas últimas décadas, está se formando um consenso de que é importante entender os processos básicos que regem o fenômeno. Uma alternativas para tentar compreender melhor as etapas do processo erosivo é separá-lo na fase de sulco (fluxo concentrado) e de entressulco. Dentro desse enfoque foi construído no Laboratório de Processos Erosivos e Deposicionais (LaPED) do IPH/UFRGS um canal de declividade para estudar o processo de incisão e o desenvolvimento dos sulcos de erosão. A estrutura experimental projetada e construída permite que seja controlada a vazão através de um medidor eletromagnético e que seja alterada a declividade do canal através de um sistema hidráulico associado a um nível digital. O solo colocado no canal foi um Latossolo Vermelho distrófico típico, as declividades de trabalho foram 3,0; 6,0 e 9,0% e a seqüência de vazões aplicadas foi 10,0; 18,5; 25,5; 38,5 e 51,0L.min-1. A estrutura experimental montada se mostrou de fácil operação e eficiente para permitir o avanço no entendimento dos processos de desagregação e de transporte de partículas sólidas pela ação do escoamento superficial, além de possibilitar a geração de sulco(s) de erosão na superfície do solo. O escoamento passou da condição de difuso para concentrado a partir do momento em que a velocidade superficial do fluxo alcançou 0,26m.s-1, a altura de lâmina atingiu 0,0102m, a velocidade de cisalhamento superou os 0,059m.s-1, a tensão de cisalhamento chegou a 3,50Pa e que a potência do escoamento atingiu pelo menos 0,22N.s-1. O processo de incisão iniciou-se com o canal experimental colocado em baixa declividade e em regime de escoamento sub-crítico e de transição. A velocidade de cisalhamento, no momento da incisão, foi, praticamente, o dobro daquela encontrada na literatura para solos siltosos e arenosos. Entretanto, para as três declividades a fase de sulco definido ocorreu somente em regime de escoamento turbulento. A tensão de cisalhamento foi o parâmetro que melhor descreveu a evolução da perda de solo. A potência do escoamento foi o parâmetro hidráulico que mostrou maior eficiência para separar as fases evolutivas dos sulcos. O desenvolvimento do(s) sulco(s) teve o seu início em uma condição de escoamento difuso (ausência de sulcos) e com a potência do escoamento oscilando entre 0,057 e 0,198N.s-1. O avanço do(s) sulco(s) começou com uma zona de transição (fase de incisão e de aprofundamento) onde a potência do escoamento varia entre 0,220 e 0,278N.s-1 e, logo em seguida, teve início a fase de sulco definido, com a potência do escoamento entre 0,314 e 0,544N.s-1. Na fase de escoamento concentrado foi preponderante o papel do processo de erosão regressiva para aumentar tanto o tamanho como o peso das partículas sólidas em transporte pelo escoamento superficial e assim fazer com que predominasse o transporte via fundo sobre o transporte via suspensão. As cargas de sedimento geradas nos solos de diferentes classes texturais foram separadas em grupos distintos em função da potência unitária do escoamento.