Comportamiento mecánico y eléctrico de un gel de silicona empleado en el encapsulamiento de transistores de potencia tipo IGBT

Resumen: Los materiales dieléctricos son ampliamente utilizados en el sector energético, estando a veces sometidos a condiciones de alto estrés eléctrico, mecánico y ambiental en general, que los ponen al borde de procesos y mecanismos de degradación que conllevan a una probable falla futura. Los geles dieléctricos han comenzado a ser ampliamente utilizados en aplicaciones de encapsulamiento de transistores de alta potencia tipo IGBTs (del inglés Insulated Gate Bipolar Transistor), donde se manejan tensiones y corrientes considerables. En la mayoría de los casos, se necesita una protección para evitar descargas en fase gaseosa, ingreso de humedad al circuito y amortiguamiento mecánico para vibraciones. En el presente trabajo caracterizamos con diferentes técnicas aspectos destacables de este tipo de encapsulantes a base de un gel bifásico de silicona. Para observar el proceso de curado se empleó la técnica de espectroscopía de absorción infrarroja (FTIR), junto con la reología oscilatoria desde las propiedades mecánicas. A su vez, esta última, sirvió para comparar información provista por un novedoso concepto que implica observar a estas últimas desde el interior, a partir de la evolución de cavidades gaseosas generadas eléctricamente. Se comprobó que el comportamiento de estas cavidades es sensible a la historia previa del material, es decir, mecanismos de curado y envejecimiento previo.

Influência do sistema de cimentação e do modo de ativação na resistência ao push-out de pinos de fibra de vidro

O objetivo deste estudo foi avaliar a influência do tipo de sistema de cimentação (condicionamento ácido total ou autoadesivo), do modo de ativação (autoativado ou dual), do terço do conduto radicular (cervical, médio ou apical) e da espessura do filme de cimento sobre a resistência de união de pinos de fibra de vidro cimentados em dentes humanos. Quarenta raízes foram incluídas em resina epóxi, submetidas a tratamento endodôntico e obturadas com guta percha e cimento endodôntico sem eugenol. Decorridos sete dias, os condutos foram preparados a uma profundidade de 10mm com brocas padronizadas do sistema dos pinos de fibra (WhitePost DC #2) e aleatoriamente divididos em 4 grupos, conforme o sistema de cimentação e o modo de ativação: (G1) RelyX ARC/Adper Scotchbond Multi-Purpose Plus (condicionamento ácido total), ativação dual, (G2) RelyX ARC/Adper Scotchbond Multi-Purpose Plus, autoativado, (G3) RelyX U100 (autoadesivo), dual e (G4) RelyX U100, autoativado. Após uma semana, cada raiz foi seccionada em máquina de corte, originando 6 fatias de 1 mm de espessura (n=60). Antes do ensaio de push-out cada fatia foi fotografada em ambas as faces, para determinação do raio dos pinos e da espessura do filme de cimento. Após o ensaio mecânico, novas imagens foram capturadas para determinação do modo de falha. Para automatizar a determinação da espessura de cimento, foi desenvolvida uma macro no software KS 400. Os dados foram estatisticamente analisados com ANOVA 3 fatores (resistência de união) e teste de Kruskall-Wallis (espessura do cimento). Comparações múltiplas foram realizadas com o teste Student-Newman-Keuls. Análise de regressão, modelo linear, foi empregada para verificar a correlação entre espessura do cimento e resistência de união. Todos os testes foram aplicados com α = 0,05. O fator cimento exerceu influência significativa para a resistência de união (p = 0,0402): o RelyX U100 apresentou a maior média. A ativação dual elevou os valores de resistência de união em comparação ao modo quimicamente ativado (p < 0,0001). Houve diferenças significantes entre os grupos, sendo G1 (22,4 4,0 MPa) > G3 (20,4 3,6 MPa) > G4 (17,8 5,2 MPa) > G2 (13,5 4,3 MPa). O terço do conduto não exerceu influência significativa sobre a resistência adesiva (p = 0,4749). As espessuras dos filmes de cimento foram estatisticamente diferentes nos diferentes terços: cervical (102 45 m) > médio (75 29 m) > apical (52 28m). Não foi observada forte correlação entre os valores de espessura e os de resistência ao push-out (r = - 0,2016, p = 0,0033). O tipo de falha predominante foi a mista, exceto para o G2, que apresentou 74% das falhas na interface cimento-pino. Dessa forma, o cimento autoadesivo apresentou melhor desempenho que o convencional, e ambos os sistemas duais, sobretudo o RelyX ARC, apresentaram dependência da fotoativação para atingirem maiores valores de resistência de união.

Sistema de transmisión para vehículo de tracción trasera y motor delantero

El objetivo del proyecto es realizar el diseño de un sistema de transmisión para un vehículo de motor delantero y tracción trasera, haciendo especial hincapié en el diseño del segundo elemento de la transmisión: la caja de cambios. Se deben asegurar las prestaciones dadas por la ficha técnica del vehículo, un Ford Sierra xR4i 2.8, así como la transmisión de potencia máxima (150 CV/110 kW) y de par torsor (216 N·m/22 kg·m) del motor, el número de velocidades y las relaciones de marcha en la caja de cambios, la reducción final en el diferencial y los desarrollos. Para ello, se han estudiado, seleccionado (mediante catálogo comercial) y diseñado los distintos elementos del sistema de transmisión: embrague, caja de cambios, árbol de transmisión y diferencial. La aplicación del proyecto no está enfocada al mercado, es decir, no se va a comercializar la transmisión sino que esta será homologada para su uso particular, no competitivo, dentro de un circuito cerrado. Para llevar a cabo este proyecto se han dejado a un lado el estudio, la selección y el diseño de componentes eléctricos y electrónicos, ya que este se trata de un proyecto mecánico centrado en el diseño de los órganos de transmisión: ejes, rodamientos, elementos de unión, chavetas, engranajes... Los mecanismos desarrollados han sido los siguientes: - Embrague de discos de fricción. Concretamente, un embrague monodisco. - Caja de cambios de cinco velocidades montada sobre tres ejes (primario, intermedio y secundario). - Árbol de transmisión compuesto por un eje de sección circular hueca y dos juntas cardan de elección comercial a cada lado. - Diferencial convencional.

Neutralização compensatória de carbono: estudo de caso em uma indústria do setor metal-mecânico.

Estudos têm mostrado que a intensificação do efeito estufa nos últimos anos vem ocasionando um aumento do aquecimento global com reflexos no clima que, por conseguinte, podem comprometer a vida no planeta. Tal intensificação se dá em função do acréscimo na concentração dos gases de efeito estufa proveniente de atividades antrópicas. Esta pesquisa visa quantificar a contribuição das emissões de gases do efeito estufa, lançados por uma empresa do setor metal-mecânico, situada no município do Rio de Janeiro RJ, além de propor cenários nos quais tais emissões podem ser compensadas. A quantificação foi concretizada através da utilização de metodologia elaborada pelo IPCC. A proposta de compensação das emissões se deu através da substituição de combustíveis utilizados em veículos, implantação de produção de energia por sistema fotovoltaico, biodigestão de efluentes domésticos e reflorestamento. A justificativa da pesquisa baseia-se na contribuição para a mitigação da intensificação do efeito estufa, do aquecimento global e das mudanças climáticas, o que conseqüentemente pode colaborar para a conservação da vida na Terra. Do total de emissões lançadas na atmosfera pela empresa em estudo, no ano de 2008, foi obtido um valor de 422 toneladas de CO2 equivalente, sendo 177 toneladas pelo consumo de combustíveis dos meios de transporte, 87 toneladas pelos resíduos gerados, 2,2 toneladas pelos efluentes gerados, 8,81 toneladas por consumo de energia elétrica e 148 toneladas por processos industriais internos. No cenário onde se contempla as medidas mitigadoras, tais emissões são reduzidas a 349 toneladas de CO2 equivalente. Caso seja empregado o reflorestamento como única forma de neutralização total de emissões da empresa em estudo, faz-se necessária a recuperação vegetal de uma área com 1,33 hectares de extensão. Esta alternativa pode se mostrar vantajosa em curto prazo por não acarretar maiores modificações na rotina dos processos industriais. No entanto, caso a Metal Master opte apenas pelo reflorestamento e mantenha o padrão de emissões semelhante ao ano de 2008, ao longo dos anos, será necessária uma vasta extensão de território reflorestado em relação aos valores pré-estabelecidos. Este fato denota a importância de modificações no ambiente industrial, de modo a permitir a neutralização em longo prazo.

Evaluación del daño mecánico visible conferido por los sistemas de trilla a la semilla de soja

En Argentina el cultivo de soja alcanzó, durante la campaña 2014-2015, un área implantada de 20,4 millones de hectáreas. Su cosecha se realiza durante los meses de otoño, por lo tanto las condiciones climáticas diarias se manifiestan con cambios durante la jornada de trabajo e inciden directamente sobre el estado del cultivo, produciendo variaciones en la calidad del producto entregado por la cosechadora. El parque de maquinaria disminuido en los últimos años, hace a un incremento de la capacidad de trabajo que se traduce en aumento de la veloci-dad de avance por parte de los operadores y por lo tanto de las velocidades de trilla, para cumplir con los objetivos propuestos. No hay suficiente información sobre las pérdidas en la calidad del grano generadas por los conjuntos de las cosechadoras. Esto reviste de importan-cia para determinar el tiempo de almacenaje que varía según el destino de la cosecha. Lo ex-puesto justificó la realización del presente trabajo, donde se evaluó la variabilidad del desem-peño de cuatro cosechadoras con diferentes conjuntos de trilla, trabajando sobre un cultivo de soja, durante una jornada de trabajo y con diferentes regulaciones en sus sistemas de trilla, cuantificado su efecto a través de la rotura visible otorgado al grano. El trabajo constituye un aporte al análisis del daño que los diferentes sistemas de trilla y la incidencia de la variación de humedad le confiere al grano de soja en la cosecha. Todos los sistemas evaluados muestran existencia diferencial de daño en las variables analizadas. El comportamiento del sistema sin variador permitió ratificar cómo la variación de humedad del grano modifica la calidad del producto entregado. Existió dependencia en los resultados hallados: el contenido de humedad, el sistema de trilla y la velocidad tangencial conque trabajó cada sistema, se consideran facto-res determinantes en la calidad del producto entregado en cada caso. Se concluye sobre la importancia de la regulación del régimen de trilla acorde a las condiciones de cultivo y su posibilidad de incremento para el logro de una mayor capacidad de trabajo.

Cuantificación del daño mecánico y la uniformidad de distribución de la semilla de soja (Glycine max (L) Merr.) mediante dos sistemas de dosificación

p.7-12

Material didáctico para ensayos de comportamiento mecánico de materiales y su control de calidad.

El trabajo se realizó en la Escuela Politécnica Superior de Zamora, Universidad de Salamanca. Los profesores participantes han sido cinco: dos del Departamento de Ingeniería Mecánica y dos del Departamento de Informática y Automática y uno del Departamento de Construccion y Agronomía. El objetivo del proyecto fue elaborar material didáctico que complete las prácticas de ensayos de caracterización mecánica de materiales, mediante la preparación de material audiovisual en soporte multimedia. Los contenidos fueron el estudio del comportamiento mecánico de los materiales y la gestión y control de calidad de aplicación en dichos ensayos según la normativa. El sistema de trabajo fue la recopilación del material bibliográfico y normativa, realización de guiones, grabación en vídeo, traslado a soporte informático, elaboración del CD y utilización en las aulas. La experiencia se ha demostrado enormemente positiva y motivante para alumnos y profesores. No ha habido evaluación pero el resultado favorece el aprendizaje y compresión de los alumnos. El material elaborado es un CD.

Sistema eletro-eletrônico para medição direta de torque em dispositivos girantes utilizando extensômetros de resistência elétrica

Neste trabalho propõe-se um sistema para medição de torque em dispositivos girantes, que utiliza extensômetros de resistência elétrica colados nos próprios elementos constituintes do arranjo mecânico sob análise. Um conjunto de circuitos eletrônicos foi especialmente desenvolvido para o sensoreamento das pequenas deformações que ocorrem nos disposotivos girantes. O sistema opera sem contato eletro-mecânico entre a parte estacionária e a parte girante. Para tanto desenvolveu-se também uma metodologia de projeto e construção de transformadores rotativos que são utilizados para transferência da energia que alimenta os circuitos eletrônicos solidários ao elemento mecânico instrumentado. Também foi necessário utilizar um transmissor em freqüência modulada do sinal elétrico proporcional ao torque medido. Uma análise comparativa, dos resultados obtidos entre os sistemas existentes e aqueles alcançados com a técnica proposta neste trabalho, demonstra sua aplicabilidade em diversas situações práticas.

O sistema de gestão da qualidade como base para a implantação do sistema de gestão ambiental : o caso Maxion International Motores S.A.

Dentro de um cenário cada vez mais globalizado e competitivo, as empresas têm buscado alternativas para sobreviver e prosperar. Neste contexto, surge a opção pela adoção de Sistemas de Gestão Ambiental, que além de ser um caminho necessário para a preservação da natureza e do homem, através da prevenção da poluição, oferece os meios para redução de desperdícios, redução de custos e promoção da melhoria contínua dos processos e produtos. O objetivo principal deste trabalho é através de um estudo de caso, analisar as contribuições do Sistema da Qualidade na implantação de um Sistema de Gestão Ambiental (SGA) numa empresa do setor metal-mecânico da indústria automotiva. São verificadas as relações do Sistema da Qualidade com o SGA e propostas medidas que facilitem a implantação da ISO 14000 em empresas que já possuem um Sistema da Qualidade. A revisão bibliográfica está dividida em quatro partes, a primeira faz uma revisão sobre a indústria automotiva, a segunda revisa o sistema da qualidade QS 9000, a terceira parte investiga o Sistema de Gestão Ambiental , segundo a ótica das normas ISO 14000. Na quarta é realizado um estudo sobre a integração e as contribuições dos Sistemas de Gestão da Qualidade na implantação do Sistema de Gestão Ambiental. No terceiro capítulo é apresentado um estudo de caso na empresa Maxion International Motores S.A. onde são analisadas as contribuições do Sistema de Gestão da Qualidade para o SGA na prática. Nas considerações finais são discutidas as possíveis contribuições de um sistema para outro e propostas medidas para as empresas que já possuem um Sistema da Qualidade, de modo que facilitem a implantação de um Sistema de Gestão Ambiental.

Construção e caracterização de um sistema de desbastamento iônico

Este trabalho trata do desenvolvimento de um equipamento de desbastamento iônico aplicado ao afinamento de amostras para análise com a técnica de microscopia eletrônica de transmissão (MET). A técnica de MET é uma das mais importantes para a caracterização da microestrutura de praticamente todas as classes de materiais sólidos. Contudo, esta técnica requer amostras suficientemente finas (espessuras típicas da ordem de 100 nm) para que os elétrons transmitidos proporcionem informação relevante da microestrutura. Com exceção do sistema de vácuo, todos os demais componentes do equipamento (fonte de íons, câmara de vácuo, fonte de alta tensão e suporte mecânico das amostras) foram construídos na UFRGS. O equipamento foi testado através da preparação de amostras de silício. As amostras obtidas apresentam áreas de observação amplas e suficientemente finas permitindo uma caracterização microestrutural detalhada mesmo com feixes de elétrons acelerados com potencial de 120 kV. Além disso, os valores de taxa de desbaste em torno de 1,5 mm/h foram obtidos em amostras bombardeadas com íons de Ar+ acelerados com um potencial de 6 kV. Tais resultados mostram que o equipamento tem uma performance semelhante a um equipamento comercial A segunda contribuição do trabalho foi a de introduzir um estudo sistemático sobre a formação de camadas amorfas e a produção de átomos auto intersticiais dentro da região cristalina das amostras de silício. Trata-se de um assunto atual pois tais efeitos ainda não são bem conhecidos. Apesar do estudo ter sido realizado em um material específico (Si), os resultados obtidos podem ser aproveitados como modelo para outros materiais. A formação de camadas amorfas foi caracterizada em função dos parâmetros: ângulo de incidência e energia do feixe de íons de Ar+ e temperatura da amostra durante a irradiação. A produção e/ou injeção de átomos auto intersticiais na região cristalina foi estudada em função do ângulo de incidência e da energia do feixe de íons. Os resultados mostram que a espessura da camada amorfa cresce com o aumento da energia e do ângulo de incidência do feixe e com a diminuição da temperatura do alvo. A taxa de produção de átomos intersticiais dentro da região cristalina apresenta um máximo para ângulos em torno de 15° independentemente da energia do feixe de íons.

Proposta de um método para a implantação de um sistema de planejamento fino da produção baseado na teoria das restrições

Esta dissertação propõe um método de trabalho para a implantação de um sistema de Planejamento Fino da Produção baseado na Teoria das Restrições. É apresentada uma revisão bibliográfica sobre Planejamento e Controle da Produção, destacando a abordagem da Teoria das Restrições. É realizado um estudo sobre ferramentas computacionais de Planejamento Fino da Produção e suas particularidades. A seguir é desenvolvido o método de trabalho, que foi seguido de sua aplicação prática em uma empresa industrial do ramo metal-mecânico. O estudo apresenta as modificações no sistema de Planejamento e Controle da Produção da empresa, que foi adequado as práticas e princípios da Manufatura Sincronizada. As melhorias decorrentes da implantação podem ser constatadas através dos resultados divulgados. Este trabalho explora as particularidades e dificuldades da implementação desta ferramenta de apoio à tomada de decisão, e discute aspectos referentes às mudanças na “filosofia” de produção impostas pela sincronização da manufatura.

Comportamento mecânico de polímero termoplástico para aplicação em engrenagem automotiva

Polímeros de engenharia foram avaliados para aplicação no par de engrenagens parafuso sem fim do porta-estepe de caminhão. A fim de suportar o carregamento de forma eficiente, dispensando lubrificantes e considerando um custo de fabricação competitivo para a engrenagem de um porta-estepe, foram pré-selecionados nove polímeros: um polipropileno, as poliamidas (PA) 6 e 66, de cadeia molecular linear, sem e com 15 e 30% de fibra de vidro (FV), uma poliamida de cadeia molecular ramificada, tipo estrela com 60% de fibra de vidro e um poliéster com 25% de grafite. Esses termoplásticos foram avaliados para selecionar o polímero com a melhor performance para a fabricação do par de engrenagens. O trabalho foi dividido em três etapas. A primeira consistiu na confecção de corpos-de-prova e análise dos polímeros quanto às resistências à tração e à flexão, resistência ao impacto Izod, análise dinâmico-mecânica (DMA) e resistência à abrasão. Os materiais selecionados, com o melhor conjunto de propriedades nessa etapa foram as PA 6 e 66 ambas com 30% de FV e também a PA com 60% de FV. Na segunda etapa, esses polímeros foram avaliados quanto às características reológicas. Os materiais com as melhores características reológicas foram a PA 6 com 30% de FV e a PA com 60% de FV. A terceira etapa consistiu em teste em bancada a partir da confecção de pares de engrenagens, sendo os materiais selecionados injetados em forma de tarugos e após usinados Foram feitas três combinações com as duas PA selecionadas para ensaio em bancada. Na primeira utilizou-se a PA 6 com 30% de FV no pinhão e na coroa; após 623 ciclos, houve falha do par de engrenagens com ruptura do dente do pinhão. Na segunda combinação, o pinhão e a coroa em PA com 60% de FV; em 161 ciclos, teve a quebra do dente do pinhão. Na última combinação utilizou-se a PA com 60% de FV no pinhão e a PA 6 com 30% de FV na coroa, sendo que o par de engrenagens resistiu até 1200 ciclos sem ocorrer falha do sistema. Apesar da garantia do porta-estepe ser de seis meses, a estimativa do fabricante é de cinco anos de vida útil do par de engrenagens, tendo três trocas de pneu por mês; com isso, tem-se um total de 180 ciclos de aplicação desse mecanismo. Portanto, o pinhão em PA com 60% de FV e a coroa em PA 6 com 30% de FV apresentaram a melhor performance para a fabricação do par de engrenagens parafuso sem fim do porta-estepe de caminhão.

Sistema supervisório para poços de petróleo baseados no método de elevação artificial Plunger Lift

The several existing methods for oil artificial lifting and the variety of automation equipment for these methods many times lead the supervisory systems to be dedicated to a unique method and/or to a unique manufacturer. To avoid this problem, it has been developed the supervisory system named SISAL, conceived to supervise wells with different lifting methods and different automation equipments. The SISAL system is working in several Brazilian states but, nowadays, it is only supervising rod pump-based wells. The objective of this work is the development of a supervision module to the plunger lift artificial lift method. The module will have the same characteristics of working with automation hardware of many manufacturers. The module will be integrated to the SISAL system, incorporating the capacity to supervise the plunger lift artificial lift method.

Detecção e classificação de modos de operação do bombeio mecânico via cartas dinamométricas

The precision and the fast identification of abnormalities of bottom hole are essential to prevent damage and increase production in the oil industry. This work presents a study about a new automatic approach to the detection and the classification of operation mode in the Sucker-rod Pumping through dynamometric cards of bottom hole. The main idea is the recognition of the well production status through the image processing of the bottom s hole dynamometric card (Boundary Descriptors) and statistics and similarity mathematics tools, like Fourier Descriptor, Principal Components Analysis (PCA) and Euclidean Distance. In order to validate the proposal, the Sucker-Rod Pumping system real data are used

Avaliação operacional do controle mecânico de plantas aquáticas imersas no reservatório de Jupiá

O presente trabalho foi realizado com o objetivo de estudar a coleta e o descarte de plantas aquáticas em diferentes locais e infestações do sistema Tietê/Paraná, no reservatório de Jupiá. A operação foi realizada com auxílio de instrumentação instalada em uma colhedora de plantas aquáticas, com sistema de GPS dotado de sinal de correção diferencial. Os tempos gastos para carregar e descarregar a colhedora foram determinados por cronometragem, e a distância do ponto final de coleta ao ponto de descarte e o tempo de deslocamento, por cronometragem e uso de GPS convencional. em algumas coletas foram demarcados polígonos, instruindo-se o operador a trabalhar exclusivamente na área correspondente. A interpretação dos resultados permitiu determinar a participação do tempo de coleta em relação ao tempo total de operação, indicando um valor significativo do ponto de vista operacional (>70%). Considerando o descarte em áreas infestadas com taboa, o deslocamento total médio foi de apenas 383 m, com gasto médio de 200,96 s. Os valores de capacidade operacional da colhedora oscilaram entre 0,23 e 1,60 ha h-1, indicando valor médio de 4,48 ha dia-1. A maior limitação à capacidade operacional associou-se à velocidade média de deslocamento, com maior agravante em áreas com altas infestações ou profundas. Considerando-se o deslocamento da colhedora, houve grande dificuldade de orientação em condições normais de operação, inviabilizando a manutenção de espaçamentos uniformes entre as faixas de coleta e sobrepondo as passagens. Conclui-se que a avaliação operacional indicou a impossibilidade de operar a colhedora sem o auxílio de um sistema de navegação que permita orientar a sua movimentação nas áreas de controle.