Análise e comparação de orelhamento na liga AA3104 após laminação a quente

Aluminum has been widely used in the forming and manufacture of beverage cans, specific aluminum alloy AA3104, which manufacturers are increasingly demanding as to mechanical properties, quality and reducing waste. This work describes the analysis and comparison of the behavior of earing AA3104 aluminum alloy samples of final thicknesses of 1.80 and 2.10 mm. Were obtained after a hot rolling process, a total population of 86 samples for the two different thicknesses, of which 23 samples of 1.80 mm and 2.10 mm 63 samples. After removal of samples, there was a mechanical test inlay, then characterizing the earing in them. The results earing to the thicknesses of 1.80 and 2.10 mm were analyzed and compared statistically to give 7.1% and 7.4% on average, respectively, correlated with the hot rolling process variables, showing that they are statistically equal and that the process variables do not affect the end result desired, ranging from 7.0 to 7,5%

Estudo da utilização de ferramentas a base de nitreto de silício (Si3N4) e alumina (Al2O3) na usinagem do ferro fundido vermicular

Machining is one of the most commonly manufacturing processes used in the modern world, consuming millions of dollars annually. Because of this, it is crucial for the automotive industry to reduce costs on their heat-resistant alloy machining processes, such as compacted graphite iron (CGI), which has shown an increasing trend of its application in diesel engine blocks, brakes disks, among other applications, due to its superior mechanical properties to gray cast iron. Despite this advantage, its use is still limited due to its difficulty of machining, moreover, cutting tools are displayed as the main factor in increasing the machining cost. Seeking an alternative to a better machinability of CGI, this paper aims to study two types of ceramic tools developed in Brazil, and benchmark their performance by dry turning. For this, were used CGI class 450 and two tools: ceramic of silicon nitride (Si3N4) and alumina-based (Al2O3), with a cutting speed (Vc) of 300, 400 and 500 m / min; feed (f) of 0.2 mm / rev and depth of cut (ap) of 0.5 mm, using three replicates and starting with new cutting edges. The results showed that the Al2O3 tool had the best performance in Vc of 500 m / min, while the Si3N4 tool had the best results in Vc of 300 m / min. This can be explained by the tool of Si3N4 based include soft intergranular phase, called amorphous, while alumina has higher abrasion resistance due to its high refractoriness. The results make it clear that the tools have significant potential for machining of compacted graphite iron, being necessary a strict control of the cutting parameters used

Rice husk derived waste materials as partial cement replacement in lightweight concrete

In this study rice husk ash (RHA) and broiler bed ash from rice husk (BBA), two agricultural waste materials, have been assessed for use as partial cement replacement materials for application in lightweight concrete. Physical and chemical characteristics of RHA and BBA were first analyzed. Three similar types of lightweight concrete were produced, a control type in which the binder was just CEMI cement (CTL) and two other types with 10% cement replacement with, respectively, RHA and BBA. All types of similar lightweight concrete were prepared to present the same workability by adjusting the amount of superplasticizer. Properties of concrete investigated were compressive and flexural strength at different ages, absorption by capillarity, resistivity and resistance to chloride ion penetration (CTH method) and accelerated carbonation. Test results obtained for 10% cement replacement level in lightweight concrete indicate that although the addition of BBA conducted to lower performance in terms of the degradation indicative tests, RHA led to the enhancement of mechanical properties, especially early strength and also fast ageing related results, further contributing to sustainable construction with energy saver lightweight concrete.

Morfologia dos cardiomiócitos e quantificação do colágeno no miocárdio de ratas tratadas com isoflavonas ou estrogênios

OBJETIVOS: Avaliar a morfologia dos cardiomiócitos e quantificar o colágeno presente no miocárdio de ratas tratadas com extrato concentrado de soja ou 17β-estradiol (E2). MÉTODOS: Vinte e oito ratas foram divididas em quatro grupos: GCtrl - fase de estro; GOvx - ovariectomizadas (Ovx); GIso - Ovx tratadas com extrato de soja (150 mg/kg, por dia); GE2 - Ovx tratadas com E2 (10 µg/kg, por dia). As drogas e o veículo (0,2 mL de propilenoglicol) foram administrados após 30 dias da realização da ovariectomia, por 30 dias consecutivos. No último dia os animais foram anestesiados, o coração retirado, mergulhado em formaldeído a 10%, e fragmentos dos ventrículos submetidos a processamento histológico, sendo os cortes corados pela hematoxilina e eosina ou pelo picrosirius-red. As análises histomorfométricas (contagem, volume nuclear e quantificação do colágeno) foram realizadas em microscópio de luz e software AxioVision Rel. 4.2, sendo o colágeno determinado pelo programa Imagelab 2000. Os dados foram submetidos ao teste de ANOVA complementado pelo teste de Tukey (p<0,05). RESULTADOS: Notamos maior quantidade de núcleos de cardiomiócitos nos animais dos grupos Ovx e Iso do que no GE2 e GCtrl (GOvx=121,7±20,2=GIso=92,8±15,4>GE2=70,5±14,8=GCtrl=66,3±9,6; p<0,05), sendo o volume nuclear maior nos animais do grupo Ctrl e E2 (GE2=35,7±4,8=GCtrl=29,9±3,6>GIso=26,5±4,5=GOvx=22,4±2,9; p<0,05). Com relação ao colágeno notamos maior concentração no grupo Ovx (GOvx=5,4±0,1>GCtrl=4,0±0,1=GIso=4,4±0,08=GE2=4,3±0,5; p<0,05). CONCLUSÕES: Os estrogênios previnem a diminuição do volume nuclear dos cardiomiócitos e a deposição de colágeno entre as fibras musculares cardíacas. Já a administração de isoflavonas previne somente a deposição de colágeno, o que pode preservar as propriedades mecânicas das fibras cardíacas.

Estudo in vivo do comportamento de bioprótese liofilizada: seguimento de 3 meses em carneiros jovens

OBJETIVO: Para melhorar as propriedades mecânicas e imunogênicas, o glutaraldeído é utilizado no tratamento do pericárdio bovino que é utilizado em biopróteses. A liofilização do pericárdio bovino tratado com glutaraldeído diminui os radicais aldeído, com provável redução do potencial para calcificação. O objetivo deste estudo é avaliar os efeitos da liofilização em biopróteses valvares de pericárdio bovino como mecanismo protetor na diminuição da disfunção estrutural valvar. MÉTODOS: Foi realizado o implante de biopróteses de pericárdio bovino tratado com glutaraldeído, liofilizadas ou não, em carneiros de 6 meses de idade, sendo os animais eutanasiados com 3 meses de seguimento. As biopróteses foram implantadas em posição pulmonar, com auxílio de circulação extracorpórea. Um grupo controle e outro grupo liofilizado foram avaliados quanto ao gradiente ventrículo direito/artéria pulmonar (VD/AP) no implante e explante; análise quantitativa de cálcio; inflamação; trombose e pannus. O nível de significância estabelecido foi de 5%. RESULTADOS: O gradiente médio VD/AP, no grupo controle, no implante, foi 2,04 ± 1,56 mmHg e, no grupo de liofilização, foi 6,61 ± 4,03 mmHg. No explante, esse gradiente aumentou para 7,71 ± 3,92 mmHg e 8,24 ± 6,2 mmHg, respectivamente, nos grupos controle e liofilização. O teor de cálcio médio, após 3 meses, nas biopróteses do grupo controle foi 21,6 ± 39,12 µg Ca+2/mg de peso seco, em comparação com um teor médio de 41,19 ± 46,85 µg Ca+2/mg de peso seco no grupo liofilizado (P = 0,662). CONCLUSÃO: A liofilização de próteses valvares com pericárdio bovino tratado com glutaraldeído não demonstrou diminuição da calcificação neste experimento.

Fotodegradação de compósitos de poliestireno/argila montmorilonita: efeito do tipo de argila e presença de sal

Compósitos de poliestireno/montmorilonita (PS/MMT) contendo 2,5% em peso de argila foram preparados com dois tipos de argila modificada com sais quaternários de amônio. Também foram preparadas amostras do PS + sal quaternário de amônio, utilizando-se proporção de sal semelhante à usada na modificação da argila. Todas as amostras foram expostas à radiação UV por períodos de até 12 semanas, e em seguida foram realizados testes para avaliar as modificações em massa molar, propriedades mecânicas (tração e impacto), estrutura química (FTIR) e superfície de fratura (MEV) dessas amostras. Os resultados mostraram que compostos metálicos existentes na argila catalisam o processo fotodegradativo do PS e a presença isolada do sal não altera significativamente o comportamento do PS frente à radiação UV.

Estudo do efeito do tipo de polipropileno na fotodegradação da blenda polipropileno/poliestireno de alto impacto

Este trabalho visa avaliar a influência do tipo de polipropileno no comportamento da blenda polipropileno/poliestireno de alto impacto (PP/HIPS) quando exposta à radiação UV. Foram usados uma resina virgem de PP (PPv) e outra reprocessada (PPrep). Inicialmente, avaliou-se o comportamento individual dos componentes da blenda, HIPS, PPv e PPrep, quando submetidos à radiação UV por até 15 semanas de exposição. As técnicas de caracterização utilizadas para monitorar o desempenho tanto das resinas individualmente quanto das blendas submetidas à radiação UV foram: propriedades mecânicas (tração e impacto), medidas de índice de fluidez (MFI), análise térmica (DSC), espectroscopia no infravermelho (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A partir dos resultados com essas técnicas verificou-se que o PPv foi a resina mais afetada pela radiação e consequentemente as blendas preparadas com esse PP também foram mais sensíveis à fotodegradação do que as demais. Em termos de fotoestabilização este resultado mostra-se interessante, já que as blendas PP/HIPS preparadas com uma resina previamente degradada necessitariam de menores teores de aditivos do que esse mesmo tipo de blenda preparada com resina virgem.

Comparação entre os métodos de aplicação de fluido de corte convencional e otimizado na retificação plana de cerâmicas

Com o grande crescimento tecnológico e a necessidade de melhoria, um dos materiais que ganhou uma grande gama na área da engenharia mecânica é a cerâmica, pois possui vantagens físico-químicas e propriedades mecânicas significativas sobre o aço. Entretanto, sua usinagem é um processo difícil e delicado, que requer ainda uma grande atenção em relação ao seu estudo. Assim, o processo de retificação é um dos métodos que tem apresentado bons resultados, porém um grande problema acerca de tal processo é o uso excessivo de fluidos de corte, o que se tornou uma preocupação mundial, já que os fluidos apresentam graves problemas socioambientais, além disso, o fluido de corte é responsável por uma grande parte do custo final do processo, provocando, desse modo, um grande interesse em pesquisas referentes a métodos alternativos de forma a reduzir o consumo e melhorar as características do fluido de corte utilizado. Este trabalho visa comparar duas técnicas de lubri-refrigeração, o método convencional e a Lubrificação Otimizada. O uso do método otimizado é uma alternativa à diminuição do volume de fluido utilizado, já que este tem como princípio a aplicação de uma menor quantidade de fluido de corte com uma alta velocidade, localmente aplicada, ou seja, com essa redução benefícios ambientais e socioeconômicas são obtidos. A análise do trabalho será feita a partir da avaliação das variáveis de saída do processo de retificação plana tais como o comportamento rugosidade e desgaste do rebolo, já que por elas é possível avaliar o processo em relação a qualidade da peça versus custo. Com essas analises, pretende-se avaliar se a técnica otimizada é viável a substituição da refrigeração convencional na retificação plana de cerâmicas.

Efeito da calcinação do resíduo de bauxita nas características reológicas e no estado endurecido de suspensões com cimento Portland

Este estudo ilustra o impacto da calcinação de resíduo de bauxita (RB) nas propriedades de suspensões formuladas com cimento Portland, tanto no estado fresco como no endurecido. As suspensões foram avaliadas contendo uma razão constante de água-cimento e teor de resíduo variando de 5% a 20% em peso e em substituição ao cimento. As propriedades reológicas e a resistência mecânica foram alteradas em função do aumento do teor de RB, mas a calcinação não teve influência no resultado final obtido, seja no estado fresco ou no endurecido. Assim, pode-se afirmar que a utilização de resíduo de bauxita, natural ou calcinada, em formulações com cimento Portland pode reduzir o consumo de cimento, sendo uma alternativa para a utilização de uma grande quantidade deste tipo de resíduo.

Mechanical Alterations in airway smooth muscle after interaction with indoor pollutant – A mathematical model.

The viscoelasticity of mammalian lung is determined by the mechanical properties and structural regulation of the airway smooth muscle (ASM). The exposure to polluted air may deteriorate these properties with harmful consequences to individual health. Formaldehyde (FA) is an important indoor pollutant found among volatile organic compounds. This pollutant permeates through the smooth muscle tissue forming covalent bonds between proteins in the extracellular matrix and intracellular protein structure changing mechanical properties of ASM and inducing asthma symptoms, such as airway hyperresponsiveness, even at low concentrations. In the experimental scenario, the mechanical effect of FA is the stiffening of the tissue, but the mechanism behind this effect is not fully understood. Thus, the aim of this study is to reproduce the mechanical behavior of the ASM, such as contraction and stretching, under FA action or not. For this, it was created a two-dimensional viscoelastic network model based on Voronoi tessellation solved using Runge-Kutta method of fourth order. The equilibrium configuration was reached when the forces in different parts of the network were equal. This model simulates the mechanical behavior of ASM through of a network of dashpots and springs. This dashpot-spring mechanical coupling mimics the composition of the actomyosin machinery of ASM through the contraction of springs to a minimum length. We hypothesized that formation of covalent bonds, due to the FA action, can be represented in the model by a simple change in the elastic constant of the springs, while the action of methacholine (MCh) reduce the equilibrium length of the spring. A sigmoid curve of tension as a function of MCh doses was obtained, showing increased tension when the muscle strip was exposed to FA. Our simulations suggest that FA, at a concentration of 0.1 ppm, can affect the elastic properties of the smooth muscle ¯bers by a factor of 120%. We also analyze the dynamic mechanical properties, observing the viscous and elastic behavior of the network. Finally, the proposed model, although simple, incorporates the phenomenology of both MCh and FA and reproduces experimental results observed with in vitro exposure of smooth muscle to FA. Thus, this new mechanical approach incorporates several well know features of the contractile system of the cells in a tissue level model. The model can also be used in different biological scales.

Atomistic Study of Water Confined in Silica.

In this work, we have used a combined of atomistic simulation methods to explore the effects of confinement of water molecules between silica surfaces. Firstly, the mechanical properties of water severe confined (~3A) between two silica alpha-quartz was determined based on first principles calculations within the density functional theory (DFT). Simulated annealing methods were employed due to the complex potential energry surface, and the difficulties to avoid local minima. Our results suggest that much of the stiffness of the material (46%) remains, even after the insertion of a water monolayer in the silica. Secondly, in order to access typical time scales for confined systems, classical molecular dynamics was used to determine the dynamical properties of water confined in silica cylindrical pores, with diameters varying from 10 to 40A. in this case we have varied the passivation of the silica surface, from 13% to 100% of SiOH, and the other terminations being SiOH2 and SiOH3, the distribution of the different terminations was obtained with a Monte Carlo simulation. The simulations indicates a lowering of the diffusion coefficientes as the diameter decreases, due to the structuration of hydrogen bonds of water molecules; we have also obtained the density profiles of the confined water and the interfacial tension.

Estudo da durabilidade de painéis de partículas de bagaço de cana de açúcar e resina poliuretana a base de óleo de mamona para aplicação na construção civil

O presente trabalho tem por objetivo avaliar o desempenho físico-mecânico e a durabilidade de painéis de partículas de bagaço de cana-de-açúcar com resina bicomponente a base de mamona (BCP) e compará-los com painéis de partículas de madeira comerciais (Medium Density Particleboard - MDP). Os painéis de bagaço de cana de açúcar foram fabricados com um teor de resina poliuretana a base de óleo de maona de 15%. O desempenho físico e mecânico dos painéis particulados foi analisado com base nas prescrições dos documentos normativos vigentes. Ambos os materiais foram revestidos superficialmente com resina poliuretana bicomponente à base de óleo de mamona. Avaliou-se a influência do tratamento das bordas na deterioração e no desempenho dos painéis. O acompanhamento das propriedades físico-mecânicas foi realizado antes e após os ensaios de envelhecimento por exposição natural durante 3, 6 e 12 meses, envelhecimento acelerado e de intemperismo artificial. Foi feita a avaliação, da suscetibilidade ao crescimento gerada pelo ataque de fungos emboloradores e apodrecedores nos materiais durante o envelhecimento natural e no ensaio acelerado. Foi realizada a análise colorimétrica para a identificação de mudanças de cor e brilho nos materiais após os ensaios de deterioração. Foram utilizadas as técnicas de densitometria de raios X, espectroscopia por infravermelho próximo (NIR). Os resultados obtidos indicaram a selagem lateral permitiu avaliar a superfície exposta do material permitindo a entrada da água pela superfície avaliando o efeito dos agentes de deterioração. A porcentagem de retenção para o Módulo de ruptura após o ensaio de envelhecimento por imersão em agua e secagem (APA D1) foi de 87% e 3% para BCP e MDP sem revestimento respectivamente e de 90% e 3% para BCP e MDP com revestimento. A porcentagem de retenção das propriedades mecânicas em ambos os submetidos à exposição natural diminuiu em função do tempo. Entretanto o porcentagem de retenção para os materiais BCP e MDP com revestimento superficial foi de 76% e 60% para MOR. A exposição natural mostrou que os fungos emboloradores foram predominantes em ambos os materiais. Ambos os materiais com revestimento superficial apresentaram entre 1-10% de colonização com um 70% de probabilidade. Revestimento de resina de óleo de mamona reduz o crescimento de fungos em ambos os materiais no ensaio acelerado. O perfil de densitometria permitiu analisar o processo de fabricação dos painéis e permitiu identificar a deterioração gradativa do ambos os materiais após os ensaios de envelhecimento. A intepretação mediante a analise de componentes principais (ACP) na aplicação do NIR comportou a classificação das características relacionadas a cada ensaio de deterioração de ambos os materiais sem revestimento superficial. Com base nos resultados deste trabalho, foram propostas contribuições para ajustes de metodologias para a avaliação da durabilidade e do desempenho físico e mecânico dos painéis particulados, tendo em vista a sua viabilidade técnica, em sistemas construtivos da construção civil.

Modelo numérico mecanobiológico para a obtenção da matriz de rigidez estrutural e da densidade mineral na remodelagem óssea

Neste trabalho é proposto um modelo mecanobiológico de remodelagem óssea para a estimativa de variações, provocadas por perturbações mecânicas ou biológicas, na matriz de rigidez estrutural da escala macroscópica e na densidade mineral em uma região do osso. Na cooperação entre as áreas da saúde e da engenharia, como nos estudos estruturais de biomecânica no sistema esquelético, as propriedades mecânicas dos materiais devem ser conhecidas, entretanto os ossos possuem uma constituição material altamente complexa, dinâmica e variante entre indivíduos. Sua dinâmica decorre dos ciclos de absorção e deposição de matriz óssea na remodelagem óssea, a qual ocorre para manter a integridade estrutural do esqueleto e adaptá-lo aos estímulos do ambiente, sejam eles biológicos, químicos ou mecânicos. Como a remodelagem óssea pode provocar alterações no material do osso, espera-se que suas propriedades mecânicas também sejam alteradas. Na literatura científica há modelos matemáticos que preveem a variação da matriz de rigidez estrutural a partir do estímulo mecânico, porém somente os modelos mais recentes incluíram explicitamente processos biológicos e químicos da remodelagem óssea. A densidade mineral óssea é um importante parâmetro utilizado no diagnóstico de doenças ósseas na área médica. Desse modo, para a obtenção da variação da rigidez estrutural e da densidade mineral óssea, propõe-se um modelo numérico mecanobiológico composto por cinco submodelos: da dinâmica da população de células ósseas, da resposta das células ao estímulo mecânico, da porosidade óssea, da densidade mineral óssea e, baseado na Lei de Voigt para materiais compósitos, da rigidez estrutural. Os valores das constantes das equações dos submodelos foram obtidos de literatura. Para a solução das equações do modelo, propõe-se uma implementação numérica e computacional escrita em linguagem C. O método de Runge-Kutta-Dorman-Prince, cuja vantagem consiste no uso de um passo de solução variável, é utilizado no modelo para controlar o erro numérico do resultado do sistema de equações diferenciais. Foi realizada uma avaliação comparativa entre os resultados obtidos com o modelo proposto e os da literatura dos modelos de remodelagem óssea recentes. Conclui-se que o modelo e a implementação propostos são capazes de obter variações da matriz de rigidez estrutural macroscópica e da densidade mineral óssea decorrentes da perturbação nos parâmetros mecânicos ou biológicos do processo de remodelagem óssea.

Precursores funcionalizantes de poros à base de alginato para obtenção de cerâmicas bioativas

A complexidade de desenvolver novas tecnologias para aplicações em reconstituição óssea se deve à necessidade de combinar várias propriedades químicas e físicas para que o material proporcione o desempenho almejado. Particularmente, em aplicações que visam osteogênese, os enxertos sintéticos devem ser bioativos, possuir porosidade com volume, geometria e interconectividade de poros controlados, além de ter boas propriedades mecânicas, dentro de limites relativamente rígidos. Por essa razão, o recobrimento de materiais bioinertes com cerâmicas bioativas se tornou o foco da presente pesquisa. O objetivo desse estudo foi desenvolver um novo método de produção de enxertos cerâmicos com macroporosidade funcionalizada, onde a formação e o revestimento dos poros são realizados em uma única etapa. Foi realizado o estudo de recobrimento com vidro bioativo e fosfato de cálcio. Para isso, agentes porogênicos na forma de grânulos (de 600 μm a 2 mm de diâmetro) foram sintetizados pelo método da gelificação de uma solução aquosa de alginato de sódio gotejada em solução de nitrato de cálcio (0,5 M), com incorporação de outros elementos para a formação de biovidro ou fosfato de cálcio. Esses grânulos foram conglomerados a um vidro ou alumina em pó, formando um compósito, que foi tratado termicamente para sinterização e formação de poros. No caso da matriz vítrea, a sinterização ocorreu com cristalização simultânea e concorrente. As cerâmicas resultantes foram caracterizadas por microscopia óptica e eletrônica de varredura, sendo possível observar a formação de macroporos aproximadamente esféricos (de 600 μm a 2 mm de diâmetro) revestidos internamente por uma camada de material com possível composição bioativa.

Filmes e coberturas a base do resíduo da extração de corante de cúrcuma

O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de uso do resíduo da extração de pigmento de cúrcuma na produção de filmes e coberturas. Para o estudo dos filmes, foram utilizados glicerol e sorbitol como plastificantes e avaliados os efeitos da concentração de farinha de cúrcuma e do plastificante sobre as propriedades mecânicas, solubilidade, permeabilidade ao vapor de água (PVA), molhabilidade, atividade antioxidante, teor de curcuminóides e teor de compostos fenólicos totais utilizando um Delineamento Central Composto Rotacional 22, e os resultados foram avaliados utilizando a metodologia de superfície de resposta (MSR). A concentração de farinha afetou de forma positiva a espessura, PVA e o teor de curcuminóides totais dos filmes plastificados com glicerol e sorbitol. Entretanto, esta variável afetou as propriedades de solubilidade, molhabilidade e teor de compostos fenólicos totais somente dos filmes com glicerol. A concentração de plastificante (glicerol ou sorbitol) afetou significativamente a solubilidade, PVA e molhabilidade de ambos os filmes. Filmes de farinha de cúrcuma com boas propriedades mecânicas, baixa permeabilidade ao vapor de água, alta atividade antioxidante, alto teor de curcuminóides e alto teor de compostos fenólicos totais podem ser produzidos utilizando 27,9 a 30 g glicerol/100 g farinha ou 30 a 42 g sorbitol/100 g farinha e concentração de farinha na faixa de 5% a 6,41%. A cobertura de farinha de cúrcuma contendo 6% de farinha e 30 g glicerol/100 g de farinha foi aplicada em bananas Maçã (Musa acuminata) armazenadas a 27ºC e 65% UR. Assim, foi avaliado o efeito da cobertura na qualidade pós-colheita das bananas em função à suas características físico-químicas como perda de massa, firmeza da polpa, pH, acidez titulável, sólidos solúveis, açúcares redutores e cor da casca. Os resultados mostraram que a cobertura foi eficiente em diminuir a perda de massa, o teor de açúcares redutores, a acidez, a perda da firmeza e a cor da casca principalmente durante a etapa de maturação do fruto. Entretanto, não foi observado grande efeito da cobertura sobre o pH e o teor de sólidos solúveis durante o período estudado. As bananas sem a cobertura tiveram vida útil de 6 dias, enquanto as bananas com cobertura tiveram vida útil de 9 dias.