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RESUMO DOS TRABALHOS DECONCLUSÃO DE CURSO
Engenharia Mecânica
ISSN 1982-1816
Especial Online
www.unifoa.edu.br/cadernos/especiais.html
2012-2
Cadernos UniFOA – Especial Online RESUMO DOS TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO
Engenharia Mecânica / 2012-2
DEPOSIÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS DE NITRETO DE SILÍCIO
Alunos: KRELING, Afonso; MEDEIROS, Andréia Alves Pereira de; ALBERTINI,
Elizabeth Mary da Fonseca.
Orientador: XAVIER, Carlos Roberto.
RESUMO
Estudos sobre filmes finos dielétricos para utilização na produção de vidros de alta
performance térmica vêm crescendo muito nas últimas décadas em função da
crescente necessidade por materiais e métodos de construção mais sustentáveis. O
presente trabalho tem por objetivo descrever as propriedades de filmes finos de
Nitreto de Silício depositados pela técnica de Magnetron Sputtering Reativo,
variando a taxa de Nitrogênio de 5,2 a 7,3 ml/kW. A transmissão e reflexão dos
revestimentos foi avaliada através da técnica de Espectrofotometria, enquanto a
rugosidade superficial foi medida utilizando a técnica de Perfilometria. O Índice de
Refração, Coeficiente de Absorção e Espessura dos filmes foram obtidos com o
auxílio de um equipamento de Espectroelipsometria. Por fim são apresentados como
resultados o comportamento dessas propriedades em função da quantidade de
Nitrogênio empregada no processo.
Palavras-chave: Filmes; performance; sustentáveis; Nitreto de Silício.
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Engenharia Mecânica / 2012-2
DIMENCIONAMENTO DE UMA BOMBA DE RECIRCULAÇÃO EM UMA LINHA DE
PRODUÇÃO DE ÁGUA DESMINERALIZADA
Alunos: SILVA, Alexsandro Oliveira da; SOUZA, Cassio Cesar de.
PESSANHA, Luiz Cláudio de Souza.
Orientador: Habibe, Alexandre Fernandes.
RESUMO
Considerando que um assunto em pauta nos dias de hoje na economia continua
sendo minimizar custos e otimizar sistemas de produção, a indústria em si e, em
particular, as usinas termonucleares, não fogem a esta regra. Desta forma, o
presente trabalho propõe uma alternativa que visa otimizar uma planta de produção
de água desmineralizada em uma usina nuclear do tipo PWR. Com base nesta ideia,
o presente trabalho tem como objetivo propor uma linha de fluxo mínimo, pela
implantação de uma bomba de recirculação de água, visando aumentar a
disponibilidade de operação do sistema, evitando o aumento da condutividade da
água ao eliminar o tempo ocioso na linha de produção de água desmineralizada.
Sendo assim, a inclusão de uma linha de recirculação, que conectará o ponto de
saída de água desmineralizada do sistema a um ponto à montante do filtro catiônico
do mesmo trem, evitaria a interrupção na produção, permanecendo o sistema em
recirculação, com alinhamento similar ao de produção. Com os estudos e cálculos
que realizaremos no presente trabalho será dimensionada então uma bomba que
atenderá as especificações do sistema, reduzindo o consumo/descarte de água e
aumentando o tempo de vida útil das resinas, ao diminuir o número excessivo de
partidas e paradas do sistema. A bomba proposta garantirá a disponibilidade de
operação do sistema, ao evitar a interrupção na produção, contribuindo para um
aperfeiçoamento significativo no sistema, atendendo assim a uma tendência
econômica atual que é a de minimizar custos e eliminar desperdícios na indústria.
Palavras-chave: Otimização de Projetos, Água Desmineralizada, Troca Iônica,
Resinas, Linha de Recirculação.
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Engenharia Mecânica / 2012-2
ESTUDO DE VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA DE INSTALAÇÃO DE UM
SISTEMA ARRASTADOR DE VAGÕES FERROVIÁRIOS DE TRANSPORTE DE
PRODUTO SIDERÚRGICO.
Alunos: GOMES, Alisson Aganett; PEREIRA, Célio José; GONÇALO, Edgard Batista.
Orientadores: ROMÂO, Ecy Cardoso; SANTO, Adílson Gustavo do Espírito.
RESUMO
Este trabalho consiste no estudo de viabilidade técnica e econômica para a
instalação de um sistema arrastador de vagões ferroviários, a fim de substituir o
sistema utilizado atualmente no transporte de produto siderúrgico na área de
armazenagem de produto final da empresa. Tendo como atividade a movimentação
das composições ferroviárias de transporte de produto siderúrgico. A motivação para
o presente estudo surgiu da observação dos processos aplicados na empresa, onde
verificou-se a possibilidade de melhoria técnica das condições operacionais e
possível redução de custo do processo. O desenvolvimento deste presente estudo,
abordará a pesquisa de equipamentos aplicáveis ao processo, especificação dos
componentes principais do sistema proposto, estimativa de custos de implantação e
as análises de viabilidades técnica e econômica para a instalação do sistema. Após
todo o desenvolvimento do estudo serão avaliados os resultados obtidos com as
análises técnica e econômica, e concluindo o estudo sobre a viabilidade de
instalação do sistema proposto.
Palavras-chave: Estudo, Viabilidade, Arrastador, Técnico, Econômico.
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Engenharia Mecânica / 2012-2
SELEÇÃO DE MATERIAIS PARA ELEMENTOS MÁQUINAS –
PARA ANÁLISE DE EIXO DE ROLO
Alunos: TIRADENTES, André Luis; SILVA, Ailton Pereira da; CARMO, Paulo Cesar do.
Orientador: ROMÃO, Ecy Cardoso.
RESUMO
Este trabalho consiste no estudo e análise de dimensionamento do eixo de rolos
deflectores utilizados nas linhas de decapagem contínua de uma grande siderúrgica
da América Latina. Este rolo é um equipamento importante dentro do processo de
decapagem, pois opera em linhas de processo contínuo com uma produção que
chega a marca de 160.000 T por mês. Uma máquina que opera 24hs por dia com
intervalos de manutenção preventiva duas vezes ao mês, somando 32 horas
disponíveis para reparo. Este tipo de rolo opera no final de linha para processamento
de BQD, para o posicionamento da primeira enroladeira a falha pode gerar horas de
atraso na produção, pois sua localização no processo pode impedir a produção da
máquina em caso de falha, onde a parada é total no equipamento, pois não há como
ter redundância. A motivação para tal análise consiste em que um projeto de eixo
para este tipo de rolo é similarmente aplicada em outros tipos de rolos onde
geralmente ocorrem quebras na mesma região do eixo, ou seja, na região
escalonada, onde a mudança de seção dos eixos, como sabemos é a região onde
contém maiores concentrações de tensão. Portanto após a análise deste elemento
de máquina, poderemos facilitar o estudo das falhas nos demais eixos dentro da
mesma concepção de rolos, que são montados basicamente com parafusos, flanges
buchas e o próprio eixo em questão. Um fator importante a ser considerado para
nossa análise é por se tratar de uma linha atualmente pouco automatizada, onde
certas operações ficam a mercê da habilidade de cada operador, como por exemplo,
um fator que pode influenciar muito na quebra são as variações de tensão, muito
embora operem dentro dos limites estabelecidos por projeto.
Palavras-chave: Deflector, Manutenção, Inspeção, Tensão, Eixo.
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Engenharia Mecânica / 2012-2
SISTEMA HÍBRIDO DE GERAÇÃO DE ENERGIA PARA USO EM CONDOMÍNIO RESIDENCIAL
Alunos: PERES, Antero Aguiar; ALMEIDA, Cláudio José de; MARQUES, Leandro
da Costa.
Orientador: HABIBE, Alexandre Fernandes.
RESUMO
Esse trabalho tem como objetivo dimensionar e analisar a viabilidade econômica de
coletores solares para aquecimento de água, sistema fotovoltaico e célula a
combustível para geração de energia elétrica para um condomínio residencial. A
pesquisa é baseada em um condomínio residencial com 10 apartamentos localizado
na cidade de Volta Redonda/RJ, onde foram determinadas as variáveis necessárias
para o dimensionamento dos sistemas. São apresentados os tipos e configurações
dos sistemas de aquecimento, fotovoltaico e célula a combustível, bem como suas
características. A partir dos dados coletados, dimensionou-se os sistemas de acordo
com a demanda do projeto, e com as especificações do dimensionamento foi
realizado a avaliação econômico de cada sistema. Com base no custo de
implantação do sistema e juntamente com os dados coletados de demanda de
energia elétrica e economia da mesma com a utilização de cada sistema, foi
realizada uma análise de viabilidade econômica. Determinou-se que o sistema de
aquecimento solar tem seu retorno de investimento em 6 anos e 4 meses,
demonstrando ser um sistema economicamente viável ao projeto de aquecimento. O
sistema de geração de energia elétrica fotovoltaica e a célula a combustível para uso
no condomínio residencial demonstrou não ser economicamente viável.
Palavras-chave: Aquecimento solar, sistema fotovoltaico, célula a combustível.
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Engenharia Mecânica / 2012-2
AUTOMAÇÃO (MOTORIZAÇÃO) DA PRENSA HORIZONTAL DE GRANDE PORTE
Alunos: SOUZA, Arthur Cezar Lourenço de; SANTOS, Igor Martins dos; REIS,
Roese Ayres dos; Souza, Wylla de Araújo.
Orientador: ROMÃO, Ecy Cardoso.
RESUMO
O trabalho a seguir irá tratar da automação do carro de uma prensa horizontal de
grande porte, prensa esta que é utilizada para montagens e desmontagens de
materiais mecânicos. No decorrer do trabalho foram descritos alguns dos tipos de
prensas, dentre eles: Prensa hidráulica, prensa mecânica, guilhotina e outras. Ainda
neste trabalho foram descritos: motoredutores, elementos de transmissão como
eixos e árvores, correntes e chavetas, utilizados no dimensionamento deste
acionamento. O motoredutor foi dimensionado com a ajuda do livro do autor
Rudenko e com o cálculo de potência para que assim selecionarmos o motoredutor
da SEW, e para melhorá-lo colocamos um motofreio, para melhor segurança ao
parar o carro, evitando assim tentativas de acerto na parada. Para a Transmissão da
força deste acionamento para o eixo, utilizamos sprockets e correntes, calculando
assim o número de dentes das rodas dentadas. O passo da corrente. Para garantir o
travamento dos sprockets e das rodas nos eixos, foram dimensionadas as chavetas.
Para finalizar este projeto foi feito um estudo econômico que nos mostra que
reduziremos o custo da preparação do carro da prensa em 96%. Com a diferença na
redução de custo calculamos o pay back, que nos mostra que com a economia o
projeto se pagará em treze meses e meio.
Palavras-chave:
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Engenharia Mecânica / 2012-2
PROJETO FMEA APLICADO AO SISTEMA HIDRÁULICO
DO LAMINADOR DE ENCRUAMENTO
Alunos: VIEIRA, Bruno Barbosa; MARQUES, Bruno de Souza; SANTOS, Solaine Cruz.
Orientador: PALMEIRA, Alexandre Alvarenga.
RESUMO
Uma empresa do ramo siderúrgico do Estado do Rio de Janeiro, possui uma
moderna linha de Galvanização, mas durante o ano de 2012 vem sofrendo com
inúmeras falhas em um de seus principais equipamentos, conhecido como laminador
de encruamento, pois, de acordo com dados levantados em relatórios de produção
foi possível identificar que uma grande parte das falhas estão acontecendo em seu
sistema hidráulico, que geram falhas de posicionamento do cilindro de trabalho e em
virtude dessas falhas foram geradas uma grande quantidade de desvio de qualidade
de materiais, pois essas resultam em reduções de velocidade e paradas de linha,
que são fatores com grande potencial impactante em uma linha de processo
contínuo. Neste trabalhou buscamos demonstrar a importância da manutenção
dentro da estruturação de uma empresa, como o equipamento laminador de
encruamento é fundamental para uma linha de galvanização, como é necessário
manter o sistema hidráulico e seu fluido hidráulico com um plano de manutenção
adequado, pois são essenciais para o funcionamento e o aumento da disponibilidade
do laminador. Para que possamos encontrar as possíveis falhas no sistema, foi
utilizada a ferramenta para análise e solução de problemas denominados FMEA,
que visa estudar o equipamento com o intuito de determinar os principais focos com
de falhas.
Palavras-chave: Manutenção, Laminador de Encruamento, Sistema Hidráulico,
Fluido Hidráulico e FMEA.
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Engenharia Mecânica / 2012-2
COMPARAÇÃO TÉCNICA, ECONÔMICA E ECOLÓGICA ENTRE ÔNIBUS
MOVIDO Á DIESEL E MOVIDO Á HIDROGÊNIO
Alunos: ALLEMAND, Evandro Frossard; MENEGUITTI, Fernando Maia; ARAÙJO,
Rodrigo Fonseca de.
Orientador: BOLOY, Ronney Arismel Mancebo.
RESUMO
Este trabalho de conclusão de curso discorre sobre as células combustíveis a
hidrogênio, dispositivos eletroquímicos que utilizam o hidrogênio para gerar energia
elétrica que pode ser utilizada em várias aplicações, desde o funcionamento de
aparelhos portáteis, nos meios de transporte e até mesmo em estações de energia.
Serão abordadas informações atuais sobre essa tecnologia que se desenvolve
rapidamente devido a altos investimentos de empresas e instituições renomadas em
todo o mundo. Através de um estudo de caso comparar-se-á a célula a combustível
a um motor a combustão interna utilizando o Diesel, destacando assim, as
vantagens da primeira, no que diz respeito à eficiência e aos benefícios ambientais.
Palavras-chave: energia renovável, célula combustível, hidrogênio, tecnologia.
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Engenharia Mecânica / 2012-2
ANÁLISE DE TENSÕES DE TUBULAÇÃO PARA CONDUÇÃO DE VAPOR SUPERAQUECIDO CONFORME PARÂMETROS ESTABELECIDOS PELA
NORMA ASME B31.1
Alunos: SANTOS, Richardson Campos dos; JUNIOR, José Antônio Riguete;
NEVES, Gabriel de Oliveira;
Orientador: HABIBE, Alexandre Fernandes.
RESUMO
Este trabalho consiste na demonstração de como definir a configuração final da
geometria tridimensional de uma tubulação para condução de vapor superaquecido.
Devido às propriedades termodinâmicas deste tipo de fluido, as tubulações
responsáveis por sua condução sofrem dilatações térmicas, o que causa tensões de
grande intensidade e exige que a linha possua uma geometria capaz de absorver ou
minimizar estas tensões. As tensões admissíveis para este tipo de tubulação são
determinadas pela norma ASME B31.1, específica para projetos de sistemas
destinados a indústrias de vapor e geração de energia, e devem ser obedecidas
para garantir que o sistema possa operar de forma segura. Para alcançar a
configuração tridimensional final, são feitas tentativas e propostas seguidas de suas
respectivas análises de tensões, até que se alcance uma geometria em que as
tensões situem-se abaixo dos valores limites. Para este estudo, foi utilizado um
exemplo existente de uma tubulação para condução de vapor superaquecido a uma
temperatura de 350 ºC e pressão de 1,9 MPa, a qual apresenta tensões admissíveis
especificadas pelos projetos dos equipamentos onde a mesma é conectada e pela
norma ASME NC (classe nuclear). As características deste arranjo, ou seja, o tipo de
material, condições de projeto e disponibilidade espacial de instalação foram
utilizadas para as simulações. Baseando-se nesta referência, foram desenvolvidos
arranjos hipotéticos até se alcançar um modelo que apresentasse tensões atuantes
abaixo dos valores admissíveis estabelecidos pela ASME B31.1. Todas as
simulações foram feitas utilizando o software comercial CAESAR II 5.1, da empresa
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COADE, específico para análise de tensões em tubulações, sendo que para a plena
compreensão teórica deste tipo de análise, é apresentada a resolução manual pelo
Método Analítico Geral, o qual apresenta resultados exatos, mas sua utilização é
claramente inviável em casos de arranjos complexos. Ao fim, o estudo permitiu
compreender como a geometria espacial de uma tubulação e suas restrições
intermediárias estão relacionadas com a intensidade das tensões atuantes, assim
como quais as formas de se evitar que estas últimas ultrapassem os valores
admissíveis.
Palavras-chave: Vapor Superaquecido, Dilatações Térmicas, Análise de Tensões.