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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.



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.



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.



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.



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.



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:



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.



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.



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



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.

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