Estudio de propiedades físicas de las rocas

El objetivo de este taller es mostrar a los alumnos mediante experiencias de laboratorio sencillas y de bajo coste algunas metodologías de estudio de las propiedades físicas de las rocas como material de construcción. Las propiedades físicas de las rocas determinan su uso y comportamiento tanto como materiales de construcción como soportes de obra civil. La determinación de las propiedades físicas complementan el estudio mineralógico y textural (petrográfico) de los materiales pétreos y naturales. Las propiedades petrofísicas más importantes que se abordan en este taller son el sistema poroso (porosidad); transporte de fluidos (permeabilidad, capilaridad); propiedades mecánicas (estáticas y dinámicas); la durabilidad de las rocas frente a las sales, hielo, ataque ácido, etc.

Caracterización de la impedancia de transferencia de materiales porosos-fibrosos usando holografía acústica de campo cercano (NAH)

En este trabajo se aplica la técnica de holografía acústica de campo cercano (NAH-Near field Acoustic Holography) para determinar la velocidad de vibración de la superficie de una capa de material absorbente que a su vez está adherido a una placa metálica circular que emula un pistón rígido. Este dato de la velocidad es necesario para predecir su impedancia de transferencia. En la experiencia propuesta, la placa metálica vibra por la acción de un actuador ubicado en su centro transmitiendo su vibración a la lámina porosa. El experimento y la técnica implementada se apoyan en la hipótesis del desacoplamiento de la parte vibratoria y la acústica de un sistema placa-poroso para determinar la eficiencia de radiación.

Acoustic properties of porous concrete made from arlite and vermiculite lightweight aggregates

The use of sustainable materials is becoming a common practice for noise abatement in building and civil engineering industries. In this context, many applications have been found for porous concrete made from lightweight aggregates. This work investigates the acoustic properties of porous concrete made from arlite and vermiculite lightweight aggregates. These natural resources can still be regarded as sustainable since they can be recycled and do not generate environmentally hazardous waste. The experimental basis used consists of different type specimens whose acoustic performance is assessed in an impedance tube. Additionally, a simple theoretical model for granular porous media, based on parameters measurable with basic experimental procedures, is adopted to predict the acoustic properties of the prepared mixes. The theoretical predictions compare well with the absorption measurements. Preliminary results show the good absorption capability of these materials, making them a promising alternative to traditional porous concrete solutions.

Estudo comparativo de utilização de SER, MIG/MAG e Friction Surfacing na reparação de braços de suspensão de VBTP-M113

Nas últimas décadas Friction Surfacing despertou bastante interesse por permitir revestir metais no estado sólido desenvolvendo-se a temperaturas inferiores às de fusão, evitando assim as afetações que dai advém. No presente trabalho existem dois blocos principais, um primeiro onde se caraterizou o material do braço de suspensão do M113, e um segundo onde se produziram revestimentos recorrendo às três técnicas de revestimento em estudo (FS, Fios Fluxados e SER), com o objetivo de se proceder ao seu estudo e comparação. No processo de caraterização do aço do braço, foram realizados diversos ensaios, dos quais se salientam os ensaios de durezas Vickers e os ensaios de faiscamento, concluindo-se que o aço que mais se assemelha com o do braço é o AISI 4140. Para a caraterização dos revestimentos foram definidos diferentes tipos de ensaios, Metalúrgicos e Mecânicos, com a finalidade principal de abranger uma ampla gama de solicitações semelhantes às que são requeridas ao componente em serviço. Nos ensaios Metalúrgicos foram avaliadas as ligações, a existência de defeitos, as ZTA e as alterações metalográficas. A avaliação das propriedades mecânicas foi obtida através de ensaios de dureza, desgaste, flexão em três pontos e Push-Pull. Da realização destes ensaios verificou-se que os revestimentos obtidos por FS apresentam melhores propriedades, tanto Metalúrgicas como Mecânicas Por fim, foi elaborada uma avaliação dos custos operacionais envolvidos na realização da reparação de um braço de suspensão, concluindo-se que FS, apesar de apresentar os revestimentos com melhores propriedades, é ainda uma tecnologia pouco viável economicamente, fato que se deve á baixa eficiência apresentada.

ANÁLISE MICROSCÓPICA E DA RUGOSIDADE DE SUPERFÍCIE DE FIOS ORTODÔNTICOS ESTÉTICOS, ANTES E APÓS DEFLEXÃO

O objetivo deste estudo foi avaliar a topografia de superfície dos fios estéticos, antes e após teste de deflexão. A amostra foi composta por 70 corpos de prova de fios 0,014 redondos, sendo 10 de cada uma das marcas comerciais avaliadas: Orthocosmetic Elastinol (Masel), Flexy Super Elastic Esthetic (Orthometric), InVu (TP Orthodontics) e ProForm Nitanium (Ortho Organizers) fios de NiTi revestidos por Teflon®; Optis (TP Orthodontics) fio de resina reforçado por fibra de vidro ou FRP; Niticosmetic (Tecnident) fio de NiTi revestido por resina epoxídica; e Nitinol SE (3M Unitek) fio de NiTi superelástico, usado para controle. A topografia de superfície de cada fio foi avaliada por rugosímetro e por microscópio óptico, antes e após ser submetido a ensaio de deflexão, no lado em que a força foi aplicada e no lado oposto a este. Cada fio foi defletido em 3,1mm, a uma velocidade de 1mm/min, com célula de carga de 5N a 36⁰C + 1⁰C. A análise de variância a três critérios (p<0,05) mostrou diferença significante entre os fios e o teste de Tukey mostrou que o fio Optis (TP Orthodontics) apresentou aumento nos parâmetros de rugosidade Ra, Rt e Rz, após a deflexão. O fio Niticosmetic (Tecnident) apresentou aumento na rugosidade média (Ra). O fio InVu (TP Orthodontics) foi o único que mostrou aumento na rugosidade no lado em que a força foi aplicada. A análise visual por meio de microscopia óptica revelou alterações na superfície em todos os fios estéticos após o teste de deflexão, desde delaminações do revestimento, observadas nos fios Orthocosmetic Elastinol e InVu, riscos permanentes na superfície, como visto nos fios Flexy Super Elastic Esthetic, Niticosmetic e ProForm Nitanium, e até mesmo fratura incompleta, no fio Optis. Concluiu-se que o fio Niticosmetic apresentou topografia de superfície similar ao fio metálico, e os demais fios estéticos apresentaram maior rugosidade e alterações visuaisna superfície.

Painéis compósitos de betão leve: comportamento estrutural

Os sucessivos avanços tecnológicos permitem a criação de novos materiais de construção com características otimizadas ao uso que lhes é designado. Nesta categoria enquadram-se os materiais compósitos e mais concretamente os painéis compósitos de betão aligeirado de EPS com revestimento superficial de placas Megapan® estudados neste documento. Neste documento faz-se uma abordagem aos conceitos de material compósito e uma breve análise histórica do seu uso. Descreve-se também sucintamente as características gerais dos painéis em estudo e exemplifica-se algumas aplicações do material até à presente data. São analisados testes de resistência efetuados ao material estudado e efetua-se a caracterização mecânica do mesmo. Verifica-se neste estudo que os painéis de betão aligeirado de EPS com revestimento superficial de placas Megapan® possuem resistências mecânicas que permitem a sua utilização como parte integrante de um sistema estrutural. Sugere-se uma solução construtiva para uma estrutura que utilize os painéis estudados como elemento estrutural e os respetivos pormenores construtivos. É também sugerida uma metodologia de cálculo para dimensionar a estrutura analisada.

Estudo paramétrico da injeção de polímeros em reservatórios de petróleo

Developing an efficient methodology for oil recovery is extremely important . Within the range of enh anced oil recovery, known as EOR, the injection of polymer solutions becomes effective in controlling the mobility of displacing fluid . This method consists of adding polymers to the injection water to increase its viscosity, so that more water diffuses in to the porous medium and increasing the sweep efficiency in the reservoir. This work is studied by numerical simulation , application of the injection polymer solution in a homogeneous reservoir , semisynthetic with similar characteristics to the reservoirs of the Brazilian Northeast , numerical simulations were performed using thermal simulator STARS from CMG (Computer Modelling Group ). The study aimed to analyze the influence of some parameters on the behavior of reservoir oil production, with the response to cumulative production. Simulations were performed to analyze the influence of water injection, polymer solution and alternating injection of water banks and polymer solution, comparing the results for each simulated condition. The primary outcomes were: oil viscosity, percentage of injected polymer, polymer viscosity and flow rate of water injection. The evaluation of the influence of variables consisted of a complete experimental design followed a Pareto analysis for the purpose of pointing out which va riables would be most influential on the response represented b y the cumulative oil production . It was found that all variables significantly influenced the recovery of oil and the injection of polymer solution on an ongoing basis is more efficient for the cumulative production compared to oil recovery by continuous water injection. The primary recovery show ed low levels of oil production , water injection significantly improves the pro duction of oil in the reservoir , but the injection of polymer solution em erges as a new methodology to increase the production of oil, increasing the life of the well and possible reduction of water produced.

Estudo das forças capilar, viscosa e gravitacional através de grupos adimensionais na simulação da drenagem gravitacional assistida por gás (GAGD)

The distribution and mobilization of fluid in a porous medium depend on the capillary, gravity, and viscous forces. In oil field, the processes of enhanced oil recovery involve change and importance of these forces to increase the oil recovery factor. In the case of gas assisted gravity drainage (GAGD) process is important to understand the physical mechanisms to mobilize oil through the interaction of these forces. For this reason, several authors have developed physical models in laboratory and core floods of GAGD to study the performance of these forces through dimensionless groups. These models showed conclusive results. However, numerical simulation models have not been used for this type of study. Therefore, the objective of this work is to study the performance of capillary, viscous and gravity forces on GAGD process and its influence on the oil recovery factor through a 2D numerical simulation model. To analyze the interplay of these forces, dimensionless groups reported in the literature have been used such as Capillary Number (Nc), Bond number (Nb) and Gravity Number (Ng). This was done to determine the effectiveness of each force related to the other one. A comparison of the results obtained from the numerical simulation was also carried out with the results reported in the literature. The results showed that before breakthrough time, the lower is the injection flow rate, oil recovery is increased by capillary force, and after breakthrough time, the higher is the injection flow rate, oil recovery is increased by gravity force. A good relationship was found between the results obtained in this research with those published in the literature. The simulation results indicated that before the gas breakthrough, higher oil recoveries were obtained at lower Nc and Nb and, after the gas breakthrough, higher oil recoveries were obtained at lower Ng. The numerical models are consistent with the reported results in the literature

Processing of highly porous titanium parts by metal injection moulding in combination with innovative plasma treatment

A combinação da Moldagem por Injeção de pós Metálicos (Metal Injection Moulding MIM) e o Método do Retentor Espacial (Space Holder Method - SHM) é uma técnica promissora para fabricação de peças porosas de titânio com porosidade bem definida como implantes biomédicos, uma vez que permite um alto grau de automatização e redução dos custos de produção em larga escala quando comparado a técnica tradicional (SHM e usinagem a verde). Contudo a aplicação desta técnica é limitada pelo fato que há o fechamento parcial da porosidade na superfície das amostras, levando ao deterioramento da fixação do implante ao osso. E além disso, até o presente momento não foi possível atingir condições de processamento estáveis quando a quantidade de retentor espacial excede 50 vol. %. Entretanto, a literatura descreve que a melhor faixa de porosidade para implantes de titânio para coluna vertebral está entre 60 - 65 vol. %. Portanto, no presente estudo, duas abordagens foram conduzidas visando a produção de amostras altamente porosas através da combinação de MIM e SHM com o valor constante de retentor espacial de 70 vol. % e uma porosidade aberta na superfície. Na primeira abordagem, a quantidade ótima de retentor espacial foi investigada, para tal foram melhorados a homogeneização do feedstock e os parâmetros de processo com o propósito de permitir a injeção do feedstock. Na segunda abordagem, tratamento por plasma foi aplicado nas amostras antes da etapa final de sinterização. Ambas rotas resultaram na melhoria da estabilidade dimensional das amostras durante a extração térmica do ligante e sinterização, permitindo a sinterização de amostras de titânio altamente porosas sem deformação da estrutura.

Análise computacional de imagens de lâminas delgadas na predição dos parâmetros hidráulicos porosidade e condutividade hidráulica do aquífero Barreiras-RN

The understanding of the occurrence and flow of groundwater in the subsurface is of fundamental importance in the exploitation of water, just like knowledge of all associated hydrogeological context. These factors are primarily controlled by geometry of a certain pore system, given the nature of sedimentary aquifers. Thus, the microstructural characterization, as the interconnectivity of the system, it is essential to know the macro properties porosity and permeability of reservoir rock, in which can be done on a statistical characterization by twodimensional analysis. The latter is being held on a computing platform, using image thin sections of reservoir rock, allowing the prediction of the properties effective porosity and hydraulic conductivity. For Barreiras Aquifer to obtain such parameters derived primarily from the interpretation of tests of aquifers, a practice that usually involves a fairly complex logistics in terms of equipment and personnel required in addition to high cost of operation. Thus, the analysis and digital image processing is presented as an alternative tool for the characterization of hydraulic parameters, showing up as a practical and inexpensive method. This methodology is based on a flowchart work involving sampling, preparation of thin sections and their respective images, segmentation and geometric characterization, three-dimensional reconstruction and flow simulation. In this research, computational image analysis of thin sections of rocks has shown that aquifer storage coefficients ranging from 0,035 to 0,12 with an average of 0,076, while its hydrogeological substrate (associated with the top of the carbonate sequence outcropping not region) presents effective porosities of the order of 2%. For the transport regime, it is evidenced that the methodology presents results below of those found in the bibliographic data relating to hydraulic conductivity, mean values of 1,04 x10-6 m/s, with fluctuations between 2,94 x10-6 m/s and 3,61x10-8 m/s, probably due to the larger scale study and the heterogeneity of the medium studied.

Estudo da adição de resíduos de quartzitos para obtenção de grés porcelanato

In States of Paraíba (PB) and Rio Grande do Norte (RN), northeast of Brazil, the most significant deposits of non-metallic industrial minerals are pegmatites, quartzites and granites, which are located in Seridó region. Extraction of clay, quartz, micas and feldspars occurs mainly in the cities of Várzea (PB), OuroBranco (RN) and Parelhas (RN). Mining companies working in the extraction and processing of quartzite generate large volumes of waste containing about 90% SiO2 in their chemical composition coming from quartz that is one of the basic constituents of ceramic mass for the production of ceramic coating. Therefore, this work evaluates the utilization of these wastes on fabrication of high-quality ceramic products, such as porcelain stoneware, in industrial scale. Characterization of raw materials was based on XRF, XRD, GA, TGA and DSC analysis, on samples composed by 57% of feldspar, 37% of argil and 6% of quartzite residues, with 5 different colors (white, gold, pink, green and black). Samples were synthesized in three temperatures, 1150°C, 1200°C and 1250°C, with one hour isotherm and warming-up tax of 10°C/min. After synthesizing, the specimens were submit to physical characterization tests of water absorption, linear shrinkage, apparently porosity, density, flexural strain at three points. The addition of 6% of quartzite residue to ceramic mass provided a final product with technological properties attending technical norms for the production of porcelain stoneware; best results were observed at a temperature of 1200°C. According to the results there was a high iron oxide on black quartzite, being their use in porcelain stoneware discarded by ethic and structural question, because the material fused at 1250°C. All quartzite formulations had low water absorption when synthesized at 1200°C, getting 0.1% to 0.36% without having gone through the atomization process. Besides, flexural strain tests overcame 27 MPa reaching the acceptance limits of the European Directive EN 100, at 1200°C synthesizing. Thus, the use of quartzite residues in ceramic masses poses as great potential for the production of porcelain stoneware.

Materiais bionanocompósitos a base de argilominerais e hidróxidos duplos lamelares como sistemas de liberação de fármacos

Bionanocomposites systems clay base (montmorillonite and sepiolite), layered double hidroxides and biopolymers (carboxymethylcellulose and zein) were evaluated as topical delivery systems with antibacterial activity and as oral delivery systems. For this study, neomycin, a topical antibiotic, indicated mainly for open wound infections. The drug amoxicillin, an antibiotic indicated mainly for throat infections, were also used in this study. Both antibiotics were used as model drugs. Initially, drugs were incorporated directly into the biopolymer matrix, comprising the combination of carboxymethylcellulos and zein, being conformed as movies and balls and evaluated for their antibacterial activity and controlled release simulating gastrointestinal fluids. Moreover, hybrids materials have been prepared where the neomycin drug was incorporated into the lamellar inorganic solids, such as montmorillonite by ion exchange reaction, and the fibrous type, such as sepiolite by adsorption in aqueous solution. But the drug amoxicillin was incorporated into layered double hydroxides by anion exchange and montmorillonite by cation exchange. The resulting hybrids were in turn combined with the biopolymer matrix yielding bionanocomposites shaped materials such as films were tested for their antibacterial activity, and the shaped materials beads were tested for their release in the gastrointestinal fluids. Through the analysis of various physico-chemical techniques, we observed the interactions between the studied materials, the formation of hybrids materials, obtaining the bionanocomposites materials and material efficiency when applied in controlled release of drugs both topical and use oral mainly influenced by the presence of zein, are promising as topical delivery systems and oral drugs.

The use of a magnetic attachment in a removable partial denture of a patient with periodontal tissue loss

O uso dos magnetos em prótese parcial removível é uma alternativa viável para eliminar a estrutura metálica que pode interferir na estética sem perder retenção e estabilidade. Os magnetos podem ser recomendados para pacientes com perda de tecido periodontal, desde que eles diminuam a transmissão de forças ao dente remanescente. O objetivo deste relato de caso clínico foi apresentar uma alternativa de tratamento protético para dentes pilares comprometidos periodontalmente e descrever as vantagens e desvantagens do uso dos magnetos em prótese parcial removível sobre os pontos de vista funcionais, biológicos e estéticos.

Evaluation of the castability of a Co-Cr-Mo-W alloy varying the investing technique

O objetivo deste estudo foi comparar a fusibilidade de ligas de Co-Cr-Mo-W (Remanium 2000), Ni-Cr (Durabond) e Co-Cr-Mo (Vera-PDI), incluídas em revestimentos à base de fosfato, sílica ou utilizando uma técnica mista. Uma rede de nylon quadrada (10 X 10 mm) com 100 espaços abertos serviu de modelo para construção de padrões de cera, que foram incluídos com revestimento à base de sílica, revestimento fosfatado e técnica mista (camada de revestimento fosfatado com 2 mm de espessura + revestimento à base de sílica). Quarenta e cinco espécimes (5 para cada condição experimental) foram fundidos sob chama de gás-oxigênio e a seguir jateados com óxido de alumínio. O número de segmentos fundidos completos foi contado para obter uma percentagem designada como "valor de fusibilidade", representando a precisão da liga em reproduzir os detalhes do molde. A análise estatística por meio de ANOVA a dois critérios e teste Tukey mostrou que, comparando-se as ligas, a Remanium 2000 teve fusibilidade estaticamente semelhante (p>0,05) à da Vera PDI e inferior à da liga Durabond (p<0,05). Considerando os resultados da técnica mista, a liga Remanium 2000 teve menor valor de fusibilidade (p<0,05) que as ligas Durabond e Vera PDI, que apresentaram valores estatisticamente semelhantes entre si (p>0,05). Concluindo, a fusibilidade da liga de Co-Cr-Mo-W (Remanium 2000) foi comparável à da liga de Co-Cr (Vera PDI) e inferior à da liga de Ni-Cr alloy (Durabond). À exceção da liga Remanium 2000, a técnica de inclusão mista aumentou consideravelmente a capacidade das ligas testadas de reproduzir os detalhes do molde, quando comparada à técnica de inclusão em revestimento fosfatado. A técnica de inclusão mista representa uma alternativa para melhorar a fusibilidade de ligas de metais básicos sem afetar a qualidade superficial das peças metálicas.

Evaluation of the castability of a Co-Cr-Mo-W alloy varying the investing technique

O objetivo deste estudo foi comparar a fusibilidade de ligas de Co-Cr-Mo-W (Remanium 2000), Ni-Cr (Durabond) e Co-Cr-Mo (Vera-PDI), incluídas em revestimentos à base de fosfato, sílica ou utilizando uma técnica mista. Uma rede de nylon quadrada (10 X 10 mm) com 100 espaços abertos serviu de modelo para construção de padrões de cera, que foram incluídos com revestimento à base de sílica, revestimento fosfatado e técnica mista (camada de revestimento fosfatado com 2 mm de espessura + revestimento à base de sílica). Quarenta e cinco espécimes (5 para cada condição experimental) foram fundidos sob chama de gás-oxigênio e a seguir jateados com óxido de alumínio. O número de segmentos fundidos completos foi contado para obter uma percentagem designada como "valor de fusibilidade", representando a precisão da liga em reproduzir os detalhes do molde. A análise estatística por meio de ANOVA a dois critérios e teste Tukey mostrou que, comparando-se as ligas, a Remanium 2000 teve fusibilidade estaticamente semelhante (p>0,05) à da Vera PDI e inferior à da liga Durabond (p<0,05). Considerando os resultados da técnica mista, a liga Remanium 2000 teve menor valor de fusibilidade (p<0,05) que as ligas Durabond e Vera PDI, que apresentaram valores estatisticamente semelhantes entre si (p>0,05). Concluindo, a fusibilidade da liga de Co-Cr-Mo-W (Remanium 2000) foi comparável à da liga de Co-Cr (Vera PDI) e inferior à da liga de Ni-Cr alloy (Durabond). À exceção da liga Remanium 2000, a técnica de inclusão mista aumentou consideravelmente a capacidade das ligas testadas de reproduzir os detalhes do molde, quando comparada à técnica de inclusão em revestimento fosfatado. A técnica de inclusão mista representa uma alternativa para melhorar a fusibilidade de ligas de metais básicos sem afetar a qualidade superficial das peças metálicas.