Desempenho mecânico de embalagens rígidas utilizadas na indústria agroquímica: estudo de compressão

The world population is growing at exponential scales, thus the demand for food grows significantly. The use of pesticides is seen as a way to meet the demand for food and increase the efficiency and productivity of the agricultural sector. BASF SA in partnership with packaging suppliers represent a remarkable scene in the Brazilian market in the agrochemicals sector. In 2014, the Department of Agro from BASF Packaging, identified in its production process certain deformation of its rigid packaging during the filling process of pesticides. This phenomenon is probably caused by the low resistance to compression that the package is used. In order to eliminate the deformation of rigid packaging arising from the filling step, a study will be conducted in conjunction with the supplier JET UNIPAC whose on line problems occurred more frequently. The study is to identify the strength of the rigid containers standardize a compression resistance value at which the package is not deformed after the filling step. This study will present an investigation through experiments combined with theoretical concepts in order to determine possible causes for the emergence of this phenomenon. At the end of the study, a solution to eliminate or reduce to the maximum the packaging deformation problem appears

Implementação de CADD nos cursos de graduação em engenharia mecânica

This study aims to demonstrate the importance of computer-aided design and drafting (CADD) software for mechanical engineers. In addition, evaluate the software: Inventor 2015, Creo 3.0 and Solid Edge ST8, developed by consolidate companies in the market. In order to accomplish those goals, software application and its advantages will be demonstrated for the industry and for the academia. The evaluation process consists in modeling two mechanical assemblies, in order to compare functional aspects among the software. At the end, it is concluded that the learning of CADD software is of great importance also is the basis for using Computer-aided Engineering (CAE) and Computer-Aided Manufacturing (CAM) tools. Furthermore, it is suggested that Inventor and Solid Edge are more likely to be used in the academia

Influência da estratigrafia mecânica no desenvolvimento de falhas distensionais em bacias do tipo Rifte: contribuição da modelagem física

In the last decades, analogue modelling has been used in geology to improve the knowledge of how geological structures are nucleated, how they grow and what are the main important points in such processes. The use of this tool in the oil industry, to help seismic interpretations and mainly to search for structural traps contributed to disseminate the use of this tool in the literature. Nowadays, physical modelling has a large field of applications, since landslide to granite emplacement along shear zones. In this work, we deal with physical modelling to study the influence of mechanical stratifications in the nucleation and development of faults and fractures in a context of orthogonal and conjugated oblique basins. To simulate a mechanical stratigraphy we used different materials, with distinct physical proprieties, such as gypsum powder, glass beads, dry clay and quartz sand. Some experiments were run along with a PIV (Particle Image Velocimetry), an instrument that shows the movement of the particles to each deformation moment. Two series of experiments were studied: i) Series MO: We tested the development of normal faults in a context of an orthogonal (to the extension direction) basin. Experiments were run taking into account the change of materials and strata thickness. Some experiments were done with sintectonic sedimentation. We registered differences in the nucleation and growth of faults in layers with different rheological behavior. The gypsum powder layer behaves in a more competent mode, which generates a great number of high angle fractures. These fractures evolve to faults that exhibit a higher dip than when they cross less competent layers, like the one of quartz sand. This competent layer exhibits faulted blocks arranged in a typical domino-style. Cataclastic breccias developed along the faults affecting the competent layers and showed different evolutional history, depending on the deforming stratigraphic sequence; ii) Series MOS2: Normal faults were analyzed in conjugated sub-basins (oblique to the extension direction) developed in a sequence with and without rheological contrast. In experiments with rheological contrast, two important grabens developed along the faulted margins differing from the subbasins with mechanical stratigraphy. Both experiments developed oblique fault systems and, in the area of sub-basins intersection, faults traces became very curved.

Análise de confiabilidade de um moto-ventilador centrífugo: aplicação no sistema de pressurização de subestação industrial para garantia da segurança operacional na indústria petroquímica

The need of the oil industry to ensure the safety of the facilities, employees and the environment, not to mention the search for maximum efficiency of its facilities, makes it seeks to achieve a high level of excellence in all stages of its production processes in order to obtain the required quality of the final product. Know the reliability of equipment and what it stands for a system is of fundamental importance for ensuring the operational safety. The reliability analysis technique has been increasingly applied in the oil industry as fault prediction tool and undesirable events that can affect business continuity. It is an applied scientific methodology that involves knowledge in engineering and statistics to meet and or analyze the performance of components, equipment and systems in order to ensure that they perform their function without fail, for a period of time and under a specific condition. The results of reliability analyzes help in making decisions about the best maintenance strategy of petrochemical plants. Reliability analysis was applied on equipment (bike-centrifugal fan) between the period 2010-2014 at the Polo Petrobras Guamaré Industrial, situated in rural Guamaré municipality in the state of Rio Grande do Norte, where he collected data field, analyzed historical equipment and observing the behavior of faults and their impacts. The data were processed in commercial software reliability ReliaSoft BlockSim 9. The results were compared with a study conducted by the experts in the field in order to get the best maintenance strategy for the studied system. With the results obtained from the reliability analysis tools was possible to determine the availability of the centrifugal motor-fan and what will be its impact on the security of process units if it will fail. A new maintenance strategy was established to improve the reliability, availability, maintainability and decreased likelihood of Moto-Centrifugal Fan failures, it is a series of actions to promote the increased system reliability and consequent increase in cycle life of the asset. Thus, this strategy sets out preventive measures to reduce the probability of failure and mitigating aimed at minimizing the consequences.

Componentes poliméricos de alto desempenho para a indústria automóvel

Atualmente, a utilização e as diversas aplicações de materiais poliméricos seguem tendências crescentes, pelo que se torna necessário aprofundar a compreensão do seu comportamento e funcionalidades. Neste contexto, na presente dissertação analisa-se a fabricação e características de rolamentos poliméricos para a suspensão automóvel. Estes rolamentos visam a substituição dos clássicos rolamentos metálicos. Esta substituição tem por objetivos garantir a melhoria do funcionamento dos rolamentos, bem como o seu usufruto, contribuindo para um maior conforto e segurança dos passageiros e para uma redução do peso do veículo, com consequente diminuição do consumo do combustível e melhoria da eficiência. Sendo o poliacetal (POM) e a poliamida (PA) considerados polímeros de alto desempenho, estes polímeros reúnem boas características para aplicação na fabricação de dispositivos com funcionalidades exigentes como é o caso dos rolamentos. O presente trabalho aborda o estudo de algumas das suas propriedades, de modo a obter informações relevantes quanto à respetiva aplicação em rolamentos de suspensão, tendo como foco principal a análise da matéria-prima utilizada. Deste modo, alteraram-se as formulações variando-se os teores de material virgem e reciclado, estudou-se o ser comportamento mecânico, reológico e térmico: fizeram-se análises reológicas através do estudo do MFI a fim de se obterem informações complementares ao estudo mecânico, realizaram-se análises térmicas para avaliar a possibilidade de degradação térmica do material e, no caso da PA66-30GF, recorreu-se à microscopia eletrónica de varrimento para se estudar os aspetos microestruturais deste compósito reforçado com fibra de vidro. Adicionalmente, procedeu-se à análise da rugosidade superficial dos componentes dos rolamentos e quantificou-se o torque dos mesmos. A partir dos estudos anteriores, foi possível concluir que o POM apresenta um comportamento mecânico estável mesmo utilizando uma formulação com 100% de material reciclado. Este comportamento não se verificou na PA6630GF, dado que as suas propriedades mecânicas são afetadas de forma significativa pelo teor de reciclado na formulação. Com o estudo do torque determinou-se o valor limite do momento de torsão do rolamento que garante o seu bom funcionamento e eficácia.

Relatório de estágio: implementação da metodologia lean na indústria automóvel

Pouco depois da segunda guerra mundial, surge no Japão, uma metodologia inovadora vocacionada para a eliminação do desperdício, melhoria contínua e eficiência produtiva, que ficou conhecido num célebre trabalho, desenvolvido por Womack et al.(1990), como o sistema de produção lean. Desde então o termo tem-se globalizado, e hoje em dia as suas técnicas e filosofias são utilizadas em diversas áreas da nossa indústria. Face aos benefícios, recolhidos, da implementação da filosofia lean, algumas organizações têm procurado adotar esta filosofia, que contribui para a redução do desperdício, melhoria das operações e geração de valor, e têm obtido resultados bastantes positivos. Tendo em conta esta necessidade e a importância da aplicação da metodologia lean na indústria global, foi realizado um estágio, no âmbito da "Implementação da metodologia lean na indústria automóvel", cujo objetivo principal é a aplicação das metodologias lean, num contexto real de trabalho. Nesse sentido, foi realizado um estágio na Sasal, uma empresa do sector automóvel, que pertence ao grupo Faurecia onde, durante o período de estágio, foram abordadas algumas metodologias lean, com principal enfoque no sistema de gestão da produção existente. Implementou-se, numa linha modelo, um novo sistema Kanban, que resultou numa redução de stock na produção, de produto acabado, de cerca de 200 capas/dia. O trabalho realizado também incidiu na redefinição de um novo layout para a área da produção e escritórios, com ganhos substanciais na ocupação dos espaços, e no acompanhamento das auditorias 5'S. No que toca à otimização de processos e eliminação de desperdícios, foi realizada uma ação hoshin, numa linha de produção, com ganhos na redução do tempo de ciclo, em cerca 152 segundos por capa, e na eficiência produtiva, com um aumento de 7%. A experiência e o enriquecimento adquirido, o contacto com algumas das ferramentas e filosofias preconizadas pela Faurecia, permitiram concluir que a melhoria é sempre possível, mesmo nas situações em que os resultados já são bons e depende apenas da nossa vontade, aceitar a mudança e procurar as melhores formas para reduzir o desperdício, com o objetivo de criar o maior valor possível para a organização e para o cliente.

Aplicações de Ferramentas Lean em uma Indústria de Transformação de Papel

Esta dissertação foi desenvolvida no âmbito do 2º ano do Mestrado em Engenharia Mecânica – Ramo de Gestão Industrial no Instituto Superior de Engenharia do Porto. Este projeto realizou-se em ambiente industrial, nomeadamente na Tubembal, S.A. uma empresa localizada no concelho da Trofa, distrito do Porto. Esta empresa dedica-se à transformação de papel e comércio de embalagens, produz tubos e cantoneiras de cartão e é atualmente a maior empresa do sector na Península Ibérica. Esta dissertação baseia-se na aplicação de ferramentas Lean, numa perspetiva de melhoria de um ambiente produtivo industrial, melhorando o desempenho dos processos existentes e consequentemente a produtividade da empresa em estudo, com o objetivo de a tornar mais competitiva num ambiente global. A metodologia Lean tem como principal objetivo a eliminação de desperdício em toda a cadeia de valor e neste sentido surge como fundamental numa cultura de melhoria contínua e focalização no cliente, que se pretende instalar nesta empresa. Foi realizada uma análise profunda a toda a cadeia de valor como forma de identificar os maiores desperdícios e posteriormente apresentadas medidas para combater estes mesmos desperdícios, podendo assim reduzir custos. No projeto de melhoria apresentado à organização constam como principais ações, a implementação da metodologia 5S’s como ferramenta essencial para mudança de hábitos dos funcionários e integração e envolvimento de todos num mesmo projeto comum, na busca da melhoria contínua. Procedeu-se ainda à simulação de algumas propostas de reorganização do layout de forma a encontrar aquela que minimizasse os custos com movimentações e garantisse um fluxo controlado e em segurança dos produtos e pessoas dentro da fábrica. As propostas apresentadas mostram que a reorganização do layout da fábrica pode trazer ganhos significativos para a empresa, redução direta no tempo perdido em deslocações e maior disponibilidade dos meios e consequente direta redução dos custos. Todas as propostas apresentadas visam a adaptação da empresa a um modelo mais dinâmico de negócio, capaz de responder rápida e eficazmente aos seus clientes, adaptando-se ao mercado e garantindo a sua sustentabilidade num futuro próximo.

Otimização e análise mecânica de pastas geopoliméricas para uso em poços sujeitos à injeção cíclica de vapor

Oil wells subjected to cyclic steam injection present important challenges for the development of well cementing systems, mainly due to tensile stresses caused by thermal gradients during its useful life. Cement sheath failures in wells using conventional high compressive strength systems lead to the use of cement systems that are more flexible and/or ductile, with emphasis on Portland cement systems with latex addition. Recent research efforts have presented geopolymeric systems as alternatives. These cementing systems are based on alkaline activation of amorphous aluminosilicates such as metakaolin or fly ash and display advantageous properties such as high compressive strength, fast setting and thermal stability. Basic geopolymeric formulations can be found in the literature, which meet basic oil industry specifications such as rheology, compressive strength and thickening time. In this work, new geopolymeric formulations were developed, based on metakaolin, potassium silicate, potassium hydroxide, silica fume and mineral fiber, using the state of the art in chemical composition, mixture modeling and additivation to optimize the most relevant properties for oil well cementing. Starting from molar ratios considered ideal in the literature (SiO2/Al2O3 = 3.8 e K2O/Al2O3 = 1.0), a study of dry mixtures was performed,based on the compressive packing model, resulting in an optimal volume of 6% for the added solid material. This material (silica fume and mineral fiber) works both as an additional silica source (in the case of silica fume) and as mechanical reinforcement, especially in the case of mineral fiber, which incremented the tensile strength. The first triaxial mechanical study of this class of materials was performed. For comparison, a mechanical study of conventional latex-based cementing systems was also carried out. Regardless of differences in the failure mode (brittle for geopolymers, ductile for latex-based systems), the superior uniaxial compressive strength (37 MPa for the geopolymeric slurry P5 versus 18 MPa for the conventional slurry P2), similar triaxial behavior (friction angle 21° for P5 and P2) and lower stifness (in the elastic region 5.1 GPa for P5 versus 6.8 GPa for P2) of the geopolymeric systems allowed them to withstand a similar amount of mechanical energy (155 kJ/m3 for P5 versus 208 kJ/m3 for P2), noting that geopolymers work in the elastic regime, without the microcracking present in the case of latex-based systems. Therefore, the geopolymers studied on this work must be designed for application in the elastic region to avoid brittle failure. Finally, the tensile strength of geopolymers is originally poor (1.3 MPa for the geopolymeric slurry P3) due to its brittle structure. However, after additivation with mineral fiber, the tensile strength became equivalent to that of latex-based systems (2.3 MPa for P5 and 2.1 MPa for P2). The technical viability of conventional and proposed formulations was evaluated for the whole well life, including stresses due to cyclic steam injection. This analysis was performed using finite element-based simulation software. It was verified that conventional slurries are viable up to 204ºF (400ºC) and geopolymeric slurries are viable above 500ºF (260ºC)

Estudo de massa cerâmica triaxial visando à otimização do ciclo de queima da indústria de cerâmica estrutural

Over recent years the structural ceramics industry in Brazil has found a very favorable market for growth. However, difficulties related to productivity and product quality are partially inhibiting this possible growth. An alternative for trying to solve these problems and, thus, provide the pottery industry the feasibility of full development, is the substitution of firewood used in the burning process by natural gas. In order to contribute to this process of technological innovation, this paper studies the effect of co-use of ceramic phyllite and kaolin waste on the properties of a clay matrix, verifying the possible benefits that these raw materials can give to the final product, as well as the possibility of such materials to reduce the heat load necessary to obtain products with equal or superior quality. The study was divided into two steps: characterization of materials and study of formulations. Two clays, a phyllite and a residue of kaolin were characterized by the following techniques: laser granulometry, plasticity index by Atterberg limits, X-ray fluorescence, X-ray diffraction, mineralogical composition by Rietveld, thermogravimetric and differential thermal analysis. To study the formulations, specifically for evaluation of technological properties of the parts, was performed an experimental model that combined planning involving a mixture of three components (standard mass x phyllite x kaolin waste) and a 23 factorial design with central point associated with thermal processing parameters. The experiment was performed with restricted strip-plot randomization. In total, 13 compositional points were investigated within the following constraints: phyllite ≤ 20% by weight, kaolin waste ≤ 40% by weight, and standard mass ≥ 60% by weight. The thermal parameters were used at the following levels: 750 and 950 °C to the firing temperature, 5 and 15 °C/min at the heating rate, 15 and 45min to the baseline. The results showed that the introduction of phyllite and/or kaolin waste in ceramic body produced a number of benefits in properties of the final product, such as: decreased absorption of water, apparent porosity and linear retraction at burn; besides the increase in apparent specific mass and mechanical properties of parts. The best results were obtained in the compositional points where the sum of the levels of kaolin waste and phyllite was maximal (40% by weight), as well as conditions which were used in firing temperatures of 950 °C. Regarding the prospect of savings in heat energy required to form the desired microstructure, the phyllite and the residue of kaolin, for having small particle sizes and constitutions mineralogical phases with the presence of fluxes, contributed to the optimization of the firing cycle.

Avaliação de uma forrageira para a colheita mecânica do sorgo biomassa.

A oportunidade de utilização do sorgo biomassa como fonte para cogeração de energia nas usinas de cana-de-açúcar, durante o período de descanso desta cultura, permitiu à Embrapa Milho e Sorgo estabelecer um trabalho integrado com a indústria de máquinas para viabilizar a produção extensiva, principalmente na colheita mecânica, com a empresa Case New Holland, de Sorocaba-SP. Este trabalho foi muito importante para resolver um dos gargalos do sistema de produção do sorgo, que vinha utilizando as colhedoras de cana-de-açúcar, com modificações no arranjo das linhas de plantio, e com baixo rendimento. A possibilidade de utilização de uma forrageira, com alta capacidade operacional, entre 140 e 160 t/ha, com o arranjo de plantas normal, sem modificações, indicava ser um grande potencial para testes com o híbrido BRS 716, que vem demonstrando excelentes produtividades de massa verde, entre 120 e 150 t/ha, em um curto período de 150 a 180 dias. Este trabalho apresenta resultados inéditos no mundo, por sermos pioneiros com a cultura do sorgo biomassa, e teve a participação da Usina Santa Vitória, em Santa Vitória-MG, da empresa Energias Renováveis do Brasil - ERB; e da Usina Rio Vermelho, em Dracena-SP, que plantaram grandes áreas para testes dos sistemas de produção, além da Embrapa Meio Ambiente, em Jaguariúna, SP, com uma área de testes, de 5 ha.

Melhoria contínua na indústria da metalomecânica

O principal objetivo deste projeto é compreender como se poderá aplicar a filosofia Lean Thinking, através das suas ferramentas e técnicas, e as melhorias que esta poderá potenciar à empresa no sector de metalomecânica. De forma a alcançar este objetivo, foi necessário observar as operações do fluxo produtivo, identificar as áreas e pontos críticos, realizar medições de tempo e distâncias percorridas, por forma a reduzir ou eliminar as atividades que não acrescentam valor ao produto, logo responsáveis pelo desperdício. Nos aspetos relativos à organização do espaço de trabalho, decidiu-se aplicar a metodologia 5S e realizar alterações ao layout, com o intuito de reduzir ou eliminar os desperdícios, aumentar a produtividade e eficiência, assim como facilitar a realização das tarefas dos colaboradores e reduzir custos. Relativamente ao tempo despendido pelos colaboradores para selecionarem, identificarem e obterem os itens na linha de montagem, foi possível reduzir significativamente para 73% devido à implementação da metodologia 5S e à otimização do layout. Em relação às deslocações desnecessárias que os colaboradores realizavam para selecionar, identificar e transportar os itens na secção de soldadura, obteve-se uma diminuição de aproximadamente 83% após a implementação da metodologia 5S e a otimização do layout, assim como no armazém 1 principal e a criação de um novo armazém de acesso exclusivo à secção de soldadura e linha de montagem. De facto, e face aos resultados obtidos, verifica-se que a implementação da filosofia Lean Thinking permitiu benefícios, tendo sido possível atingir o objetivo principal, deste trabalho: aplicar práticas de lean numa empresa metalomecânica. Adicionalmente, é de destacar que com a implementação do lean thinking foi possível “quebrar” mentalidades e paradigmas ao nível da cultura de trabalho na empresa e com uma boa aceitação dos colaboradores a esta filosofia.

Resistência mecânica de hidrogéis termo-sensíveis constituídos de Alginato-Ca2+ / PNIPAAm, tipo Semi-IPN

Thermosensitive hydrogels were synthesized using alginate-Ca2+ in association with a thermosensitive polymer, such as PNIPAAm. The mechanical properties of the hydrogels were determined measuring the maximum tension of deformation. With the increase of the temperature by 25 to 40 ºC above the LCST the chains of PNIPAAm collapsed, dragging the alginate net and diminishing the size of the pores. The decrease in the size of the pores of the hydrogel was followed by an increase in the mechanicals resistance of the material.

Resistência à compressão e remoção de folhas da cana-de-açúcar visando à colheita mecânica

Sugarcane holds an important place in the Brazilian economy. Grate part of the sugarcane harvested still accomplished largely manually. Sugarcane harvesters available in Brazil use the technology to chop the cane into 200 to 300 mm billets to allow on the go cane transferring to transport, contradicting the traditional method of whole stalk sugarcane harvesting system. In order to make whole stalk mechanical harvesting system possible, one of the barriers to be expired is the mechanical removal of the straw. The design of a mechanism that accomplishes this operation depends directly on the knowledge of the mechanical properties of the sugarcane related to its resistance to compression and the forces necessary to remove the leaves from the stalk. Compression tests were conducted using the universal testing machine. For leaves removal test by friction, a special apparatus was designed to allow the registration of the normal and traction force. The sugarcane stalk can resist up to 4.9 MPa. With a normal pressure of 0.8 MPa, which correspond to a friction force of 315 N, it is possible to remove the leaves, independent of its location in the sugarcane stalk.

Caracterização física e mecânica de argamassas à base de cimento Portland e cinza de casca de arroz residual

Rice husk, employed as an energy source at milling industries in Brazil generates, after burning, a dark ash. This residue is not yet conveniently disposed, being currently dumped on large areas, causing environmental problems. This research intended to evaluate the applications of residual rice husk ashes (RHA) as a partial replacement of cement for mortar production. Rice husk ash was chemically characterized through X-ray fluorescence, determination of carbon content, X-ray diffraction, and laser granulometric analysis. Mortar specimens were submitted to two different exposure conditions: internal and external environments at a maximum period of five months. Physical-mechanical testing were compressive strength and ultrasonic pulse velocity (UPV). Although presenting good mechanical performance, the mortar based on ash (RHA) did not present pozolanicity but it can be employed in cement matrices as inert material (filler).

Avaliação do amaciamento de carne bovina de dianteiro (Triceps brachii) pelos métodos de maturação, estimulação elétrica, injeção de ácidos e tenderização mecânica

Twenty-two Triceps brachii muscle obtained from 11 cows aged 3 and 4 years , killed in an experimental slaughter plant, were submitted to mechanical tenderization, injection with acetic acid 0,1M and lactic acid 0,2M, ageing for 9 and 14 days and electrical stimulation (250v - 60Hz - 90s), some of them were reserved as a control group, without treatment. The 14 days ageing time presented 21% of increase in subjective tenderness and 12% of reduction in shear force, these values were similar to the electrical stimulated meat. However the injection with acids and the ageing time 9 days did not present significant effect in the texture. Although the shear force values of mechanical tenderized meat was the shortest among all treatments, suspect of superestimation because of the fractures plan created by this process. Another analyses were carried out: pH reduction curve, R value; colour analysis; weight losses by cooking and by treatment; and microbiological analysis.