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CADERNO DE RESUMO

PROGRAMA INSTITUCIONAL

DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

FACULDADE DE TECNOLOGIA

SENAI CIMATEC

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PTI 2011 - WORKSHOP DE PESQUISA, TECNOLOGIA E INOVAÇÃO SENAI/DR-BA

Apresentação

Este é o 1º Workshop de Pesquisa Tecnologia e Inovação da Faculdade de Tecnologia SENAI Cimatec. Os objetivos deste evento são: • Reunir os alunos dos Cursos Superiores de Tecnologia desta Faculdade que

estão iniciando atividades em pesquisa; • Criar um ambiente acadêmico que propicie o conhecimento dos trabalhos e a

difusão dos conhecimentos em pesquisa e tecnologia; Este caderno contém a coletânea dos resumos dos trabalhos realizados pelos estudantes da Faculdade de Tecnologia SENAI Cimatec, os quais possuem Bolsas do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica (PIBIC)-FAPESB - Fundação de Amparo de Pesquisa do Estado da Bahia e do Programa de Iniciação Tecnológica (PIBITI) do Conselho de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Alex Álisson Bandeira Santos Gestor da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC

Coordenador do Núcleo de Pesquisa da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC

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SUMÁRIO

01 DESENVOLVIMENTO DE COMPÓSITOS DE POLÍMERO/PARTÍCULAS DE MADEIRA (WPC´S) E ESTUDO DO COMPORTAMENTO DE FRATURA ATRAVÉS DO MÉTODO EWF.

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02 HISTORIADORES DE DADOS DE PROCESSOS NA AUTOMAÇÃO INTEGRADA PLANT INFORMATION MANAGEMENT SYSTEM

08

03 OTIMIZAÇÃO DOS RESULTADOS CEDIDOS PELO SOFTWARE VISVSA, ATRAVÉS DA MODELAGEM DE SISTEMAS, PARA QUALIFICAÇÃO DIMENSIONAL DE SISTEMAS, PARA QUALIFICAÇÃO DIMENSIONAL DE SISTEMAS DE SUSPENSÃO DE VEÍCULOS DE PASSEIO

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04 COMPETÊNCIAS DA MECATRÔNICA DIRECIONADAS A GERAÇÃO DE ENERGIA RENOVÁVEL

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05 APLICAÇÃO DE MANUTENÇÃO INTELIGENTE PARA DETECÇÃO DE FALHA EM SOLDA ROBOTIZADA POR RESISTÊNCIA

20

06 AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES TECNOLÓGICAS DE CHAPAS METÁLICAS APLICADAS AO PROCESSO DE ESTAMPAGEM INCREMENTAL POR ROBOFORMING

24

07 PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS INDUSTRIAIS - UTILIZANDO FERRAMENTAS TECNOLÓGICAS NA ETAPA DE CONCEPÇÃO

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08 ESTUDO DOS MÉTODOS E SISTEMAS NECESSÁRIOS PARA INSTALAÇÃO E INSTRUMENTAÇÃO DE MOTORES EM BANCADA DINAMOMÉTRICA E REALIZAÇÃO DE ENSAIOS E TESTES DO SISTEMA

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09 COMPOSTO DE SILICONE PARA APLICAÇÃO EM ISOLADORES DE ENERGIA ELÉTRICA 38 10

PROJETO DE CONTROLADORES DE PROCESSOS CONTÍNUOS ATRAVÉS DE LABORÁTORIOS VIRTUAIS 42

11 VISÃO COMPUTACIONAL NO RECONHECIMENTO DE FORMAS E OBJETOS

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12 SOFTWARE MODULAR PARA SISTEMA ELETRÔNICO BASEADO NA COMUNICAÇÃO ALTERNATIVA AUMENTATIVA (CAA)

54

13 DESENVOLVIMENTO DE UMA PRANCHA ELETRÔNICA PORTÁTIL PARA COMUNICAÇÃO ALTERNATIVA AUMENTATIVA (CAA) PARA CRIANÇAS COM DEFICIÊNCIA

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14 DESENVOLVIMENTO DO SISTEMA DE MONITORAMENTO REMOTO E AQUISIÇÃO DE DADOS DE UMA FONTE DE SOLDAGEM DIDÁTICA

67

15 REALIZAÇÃO DO PROCESSO DE ESTAMPAGEM INCREMENTAL POR ROBOFORMING PARA FABRICAÇÃO DE COMPONENTES METÁLICOS.

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16 DESENVOLVIMENTO DOS CIRCUITOS DE CONTROLE DE UMA FONTE DE SOLDAGEM DIDÁTICA. 76 17 DESENVOLVIMENTO DE COMPÓSITOS DE POLÍMERO/PARTÍCULAS DE MADEIRA (WPC´S) E ESTUDO

DAS CONDIÇÕES DE PROCESSAMENTO NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS E ACABAMENTO SUPERFICIAL DESTES COMPÓSITOS.

78

18 DETERMINAÇÃO DOS FATORES QUE AFETAM A BIODEGRADABILIDADE EM POLÍMEROS POR DIFERENTES METODOLOGIAS DE ANÁLISE

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19 CARACTERIZAÇÃO DE POLÍMEROS BIODEGRADÁVEIS PARA PRODUÇÃO DE COMPÓSITOS 87 ANEXOS –PROGRAMAÇÃO E FOTOS DAS APRESENTAÇÕES ORAIS E POSTERES

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Desenvolvimento de compósitos de polímero/partícula s de

madeira (WPC´s) e estudo do comportamento de fratur a através do método EWF .

Laís Cerqueira *, Zora Ionara Gama dos Santos**

* Bolsista de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected]

** Mestre em Mestrado em Engenharia de Processos Orientador de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected]

Resumo

Estudos mostram que o uso de partículas de madeira como carga em termoplásticos, em substituição aos tradicionalmente empregados tais como talco, carbonato de cálcio e outros proporcionam, além do aumento da rigidez, resistência mecânica e a diminuição na expansão térmica, traz vantagens perante a madeira como: resistência a rachaduras e ao empenamento, não requer pintura, não mancham, necessitam menor manutenção que as peças de madeira tradicional, principalmente no caso de peças para aplicação ao ar livre. Esta variação das propriedades está relacionada não somente à matéria prima, mas com a morfologia/microestrutura do produto final que acaba governando as propriedades e, por conseguinte, esta morfologia é fortemente influenciada pelas condições de processo. Além disso, quando se trata de aplicação, o material é sujeito a solicitações das mais diversas: mecânicas, térmicas, etc; é necessário entender como as propriedades dos materiais mudam com o seu uso e pouco se sabe a respeito da mudança nas propriedades nos compósitos polímero/madeira (Wood Polymer Composites - WPC´s). Entretanto, para o uso destes materiais em aplicações de engenharia, incluindo as situações estruturais, é importante entender o processo de fratura dos mesmos.

Palavras chave: EWF, Compósitos, WPC.

1. Introdução

Atualmente, existe uma tendência em preparar compósitos, com o intuito de agregar propriedades específicas de alguns tipos de cargas a matriz polimérica. Dentre estas cargas destaca-se o uso de cargas lignocelulósicas, como as partículas de madeira, em compósitos termoplásticos os chamados (WPC’s), substituindo os tradicionalmente empregados tais como talco, carbonato de cálcio e outros proporcionando, além do aumento da rigidez, resistência mecânica e a diminuição na expansão térmica, trazendo vantagens perante a madeira como: resistência a rachaduras e ao empenamento, não requer pintura, não mancham, necessitam menor manutenção que as peças de madeira tradicional, principalmente no caso de peças para aplicação ao ar livre [1, 2].Quando se trata de aplicação, os materiais estão sujeitos a solicitações das mais diversas: mecânicas, térmicas, intemperismo, etc; o que se faz necessário entender como as propriedades destes materiais, incluindo os WPC’s, mudam com o seu uso

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[2]. Dai, para o uso destes materiais é importante entender o processo de fratura dos mesmos [3, 4 e 6].

Em 1996 Wu & Mai apresentaram um novo método da mecânica da fratura - a teoria do método EWF (Trabalho Essencial de Fratura)- onde é proposto que quando um sólido dúctil está sendo solicitado, o processo de fratura e a deformação plástica ocorrem em duas regiões distintas.

Portanto, o trabalho de fratura total, , deve ser separado em duas partes, o trabalho essencial de fratura ( ) e o trabalho não-essencial de fratura . Assim o trabalho de fratura total é dado por: Eq. (1)

O trabalho essencial de fratura é a energia dissipada na zona de processo de fratura, corresponde ao trabalho necessário para criar duas novas superfícies e é consumido no processo de fratura. Para uma dada espessura, este é proporcional ao comprimento do ligamento, l, e enquanto que o trabalho não-essencial de fratura ( )pW é a energia dissipada na zona plástica e é uma energia volumétrica e

proporcional a , de forma que o trabalho de fratura total é reescrito da Eq. (1) como: Eq.(2)

e o trabalho total específico, , é dado por:

Eq.(3)

Onde: e são o trabalho essencial específico de fratura e trabalho não essencial específico de fratura, respectivamente. β é o fator de forma da zona plástica e t é a espessura do corpo de prova.

A literatura científica mostra um crescente interesse quanto ao uso do método EWF na avaliação da tenacidade de blendas poliméricas, porém o uso deste método em compósitos ainda se mostra incipiente. Diante disso o objetivo deste trabalho é avaliar a possibilidade de aplicar este método ao compósito de polipropileno com partículas de madeira e a influência de um agente de acoplamento sobre os parâmetros do EWF.

2. Metodologia

Neste trabalho foi utilizado como matriz um polipropileno (PP) como fase dispersa partículas de madeira, proveniente de resíduo de serragem e um agente de acoplamento (Orevac CA 100).

Os compósitos foram preparados em uma extrusora dupla rosca Foram testadas 3 composições: PP puro (PP); PP com 5% de madeira (PP/M) e PP com 5% de madeira e 10%, em relação ao teor de madeira, de agente de acoplamento PP-MMA (PP/M/MMA ). Após extrusão foram confeccionadas placas, e estas foram

lwwtl

Ww pe

ff β+=

=

2lwtlwW pef β+=

pef WWW +=

eW ( )pW

( )pW2l

fw

ew pw

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entalhadas adquirindo formato do tipo DENT (entalhados duplamente nas faces opostas). A profundidade do entalhe foi variada de acordo com o comprimento de ligamento (l) desejado, sempre buscando obedecer ao protocolo ESIS/EWF. Para cada lote de amostras o comprimento do ligamento foi variado em 7 (sete) níveis. O ensaio de tração foi executado em uma máquina universal do tipo Emic, modelo DL 2000 operando com uma velocidade de 1mm/min.

3. Resultados e Discussão

As curvas que estão representadas na Fig. 2 mostram a relação da força e deslocamento, obtidos do ensaio de tração unidirecional, correspondente à matriz de polipropileno puro (Fig. 3a), ao compósito de matriz PP como 5% de partículas de madeira (Fig. 3b) e ao compósito de PP com 5% de partículas de madeira e 10% de agente de acoplamento ((Fig. 3c). Através destas curvas pode-se verificar excelente similaridade entre elas para todos os comprimentos referentes ao PP e para o compósito sem agente de acoplamento. Porém esta similaridade é menos expressiva entre alguns comprimentos de ligamento apresentados pelo compósito contendo agente de acoplamento (Fig. 3c) o que não inviabiliza a aplicação do método, visto que essa similaridade está presente para maioria dos comprimentos de ligamento desta composição [4, 5, 7-9].

(a)

(b)

(c)

Figura 1: Curvas de força versos deslocamento para matriz PP puro (a), compósito de PP com 5% de partículas de madeira (b) e compósito PP com 5% de partículas de madeira e 10% de agente de acoplamento (c).

4. Conclusões

O método EWF apresenta-se de forma eficiente como alternativa aos testes convencionais de medidas de tenacidade à fratura de materiais compósitos de matriz termoplástica com partículas de madeira. Visto que foi possível atender aos critérios estabelecidos pelo protocolo ESIS/EWF para os comprimentos de ligamento estudados. Onde se obteve similaridade das curvas força versos deslocamento e

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5. Referências

M. Zanin, C. Desiderá, A. Logarezzi, C. A. Correa. In: IX Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído. 2002, CDROM.

F. J. X. Carvalho. Plast. Refor. 2006, 50, 40.

J. Karger-Kocsis, T. Czigány, Polymer, 1996, 37, 2433.

Y.-W. Mai. B. Cotterell, Eng. Fract. Mech., 1985, 21, 123.

M. Heino, P. Hietaoja, J. Seppãlã, T. Harmia & K.-J Friedrich. Appl. Polym. Sci. 1997, 66, 2209.

J. Wu & Y.-W, Polim. Eng. Sci., 1996, 36, 2275.

S. C. Tjong, S.-A. Xu. R. K.-Y. Li. Y.-W. Mai. Comp. Sci. Tech. 2002, 62, 2017.

Y.-W. Mai & B. Cotterell. Eng. Fract. Mech., 1985, 21, 123.

R. J. Yamakawa. Tese de Doutorado Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2005.

F. M. Peres, Tese de Doutorado, Politécnica da Universidade de São Paulo, 2009.

H. Zhang, Z. Zhang, J-L. Yang, K. Friedrich. Polymer, 2006, 47, 679.

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Historiadores de Dados de Processos na Automação In tegrada Plant Information Management System

Ana Paula Cerqueira Ferreira * Alexandre da Silva R ibeiro**

* Bolsista de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC,[email protected].

**Mestre em Engenharia Mecatrônica , Orientador de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected]

:

Resumo

Novas tecnologias advindas da área de Tecnologia da Informação (TI) promoveram uma revolução em diversas áreas, dentre elas, a Automação Industrial. Com o intuito de promover uma melhoria operacional, no que se refere aos dados disponibilizados das áreas industriais, esta pesquisa tem por finalidade, demonstrar que através de uma ferramenta especialista, foi possível eliminar as ilhas de automação, integrando ao máximo as diversas fontes de informação dentro de uma planta industrial. Como foco para a pesquisa, foi selecionado plantas industriais com arquitetura heterogênea, uma maneira de historiar as informações advindas da produção industrial em tempo real, com o objetivo de diminuir o impacto que a demora do envio das informações proporcionava a área de gestão da companhia, possibilitando melhorias operacionais no processo e a tomada de decisões em tempo hábil com ganhos de rentabilidade produtivo. Em uma parceria integrada entre órgãos de TI e Automação Industrial, obtivemos um resultado positivo para o bom andamento da pesquisa. Com a implementação de um software denominado PIMS a agilidade no processo decisório com a utilização de acesso às informações em tempo real, trazem um diferencial competitivo para as empresas do setor industrial.

Palavras- chave: Automação integrada, Banco de dados, PIMS, OPC

1 Introdução

Em linhas gerais, o projeto que originou esta Iniciação Científica estabelecia para a mesma os seguintes propósitos: estudo e compreensão de aquisição de dados e programação utilizando as ferramentas do PIMS que permitem o historiamento dos dados e a otimização do processo.

O projeto visa o estudo das técnicas de armazenamento de dados utilizados nas ferramentas de armazenamento de dados temporais, o entendimento das tecnologias ligadas à integração e publicação de dados de processo e a apresentação do funcionamento do sistema de gerenciamento de dados históricos de plantas industriais em tempo real através de uma simulação com software PIMS da OSI software.

Esse projeto é de suma importância no âmbito tecnológico, pois traz como proposta uma arquitetura de historiamento de dados que possa oferecer soluções de armazenamento dos mesmos provindos dos processos industriais utilizando base de dados temporal e a validação de diversas formas de conexão do PIMS com controladores industriais e sistema SCADA.

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2 Revisão Bibliográfica

Muitas vezes os CLPs são controlados por um sistema de supervisão, de acordo com João Maurício Rosário, professor adjunto da Faculdade de Engenharia Mecânica da Unicamp, em seu livro Princípios de Mecatrônica, publicado em 2005, com a evolução tecnológica, os computadores assumiram um papel de gestão na recolha e no tratamento de dados, permitindo a sua visualização num monitor de vídeo e a geração de funções de controle complexas.

Segundo Seixas Filho (2003c), PIMS são sistemas que adquirem dados de processo de diversas fontes, os armazenam num banco de dados históricos e os disponibilizam através de diversas formas de representação. A simulação com o software de PIMS da OSI Software durante o projeto possibilitou uma representação do processo com a visualização de sinópticos que foram construídos no supervisório Elipse E3.

3 Metodologia

Para que o projeto proposto pudesse ser realizado foi necessária a definição de métodos e recursos a serem utilizados. Estão abaixo listados os principais tópicos que foram trabalhados no projeto:

-Aprendizagem em Armazenamento de Dados em Tempo Real- Estudo Bibliográfico em armazenamento de dados em tempo real, em Automação Industrial, Sensores e Controladores Lógicos Programáveis.

-Instalação e teste do Software- Instalação e estudo do funcionamento das ferramentas do PI da OSI onde foi instalado o software RSLogix 500 para a programação do CLP Micrologix 1100 da Allen Bradley.

-Utilização das Ferramentas de Desenvolvimento- Desenvolvimento de processo industrial para conexão com PIMS das diversas formas disponíveis na ferramenta.Implementação de programas de complexidade simples e intermediária para familiarização com a linguagem Ladder e o Software RS Logix 500.

-Publicação de dados historiados- Criação de um programa para simulação simples do controle da planta heterogênia de uma subestação e um supervisório através do Elipse E3 para o controle do processo além da comunicação ao driver OPC e permitindo o historiamento de dados.

4 Resultados e Discussão

Uma vez compreendido o processo e as variáveis para aquisição dos dados do programa criado para a subestação foi possível fazer a conexão do PIMS com controladores industriais e o supervisório Elipse E3, como mostra a figura a seguir:

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Figura 01 – Programa criado para a subestação

Elaborada a interface para o gerenciamento da operação e inserindo o drive OPC, é possível fornecer uma análise da utilização das ferramentas do PIMS:

-Diminuição do impacto que a demora do envio das informações proporcionavam à área de gestão da companhia.

-Melhorias operacionais no processo

-Tomada de decisões em tempo hábil

-Ganhos de rentabilidade produtivo

5 Conclusões

Sendo a principal função de um PIMS, concentrar a massa de dados e permitir transformar dados em informação e informação em conhecimento, alguns pontos merecem destaque ao término desse projeto de iniciação científica: O primeiro é que a utilização do OPC possibilitou a flexibilidade ao usuário na troca de dados em tempo real. O historiamento de dados permite a permanência da qualidade dos mesmos através do método de compressão, o que é de fundamental importância no controle de um processo. Como outro ponto é importante destacar a qualidade dos resultados obtidos, sobretudo do supervisório criado para o controle da subestação, através da eficiência das ferramentas do PIMS. Esperamos disponibilizar o supervisório e outros materiais utilizados nos estudos, com fins didáticos, ao uso da comunidade acadêmica.

6. Referências

WIKIPÉDIA 2010: Banco de Dados. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Banco_de_dados> Acesso em: ago de 2010

ELIPSE KNOWLEDGEBASE. Funcionamento do Supervisório Elipse E3. Disponível em: <http://kb.elipse.com.br/pt-br/questions/2/Como+o+Elipse+E3+funciona.> Acesso em: abr de 2011

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Otimização dos resultados cedidos pelo software vis vsa, através da modelagem de sistemas, para qualificação

dimensional de sistemas, para qualificação dimensio nal de sistemas de suspensão de veículos de passeio

Jorsiele Damasceno Cerqueira*, Marcelo Albano More t Simões Gonçalves**, Thiago Murari***

* Bolsista de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected],

** Doutor em Ciências Biológicas (Biofísica), Orientador de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected]

*** Mestrando em Modelagem Computacional e Tecnologia Industrial , Co-Orientador de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC,

Resumo

Não existe um método que priorize e determine os valores excelentes de tolerância para as características dimensionais significativas da suspensão baseado na avaliação das respostas dinâmicas. Por assim o projeto procura desenvolver especificações dimensionais nos sistemas de suspensão através da modelagem computacional fazendo interface com software pré-existente (VisVSA) viabilizando a redução da quantidade de protótipos de testes necessários à validação da suspensão do veículo (Redução dos custos do Programa) permitindo o ganho na contenção de produção de protótipos e a garantia de uma maior satisfação do cliente, com a melhoria dos índices de TGW e Garantia (R/1000). Palavra-chave: Tolerâncias. Suspensão. Modelagem Computacional.

1 Introdução

A precisão dimensional no ramo metal-mecânico é o elemento chave devido à produção competitiva e a faixa de tolerâncias cada vez mais estreita. A qualidade superficial de uma peça também é um atributo relevante, no torneamento de um aço é importante devido à apresentação do produto, em termos de funcionalidade e precisão de suas dimensões. Essa qualidade se deve a fatores como avanço, velocidade, profundidade e o tempo de corte, raio e ângulo da ferramenta, forma da peça, dureza do material, estabilidade da máquina, uso de fluidos e cortes, dentre outros. Após a produção é necessário comparar as dimensões da peça pronta com as dimensões pré-determinadas pelo projeto.

2 Revisão Bibliográfica

O estudo dos processos de usinagem juntamente com os sistemas de tolerância permite identificar alguns pontos que influenciam diretamente com o resultado final da peça. No que diz respeito a sistemas de tolerâncias, as convencionais, aquelas em que as tolerâncias podem ser obtidas pelas dimensões ou pelos afastamentos podem servir para muitos produtos, no entanto algumas peças usinadas com precisão a variação da forma permitida tem que ser definida com cuidado, a norma NBR 6409 controla alguns fatores da forma, como linearidade, planeza, circularidade, dentre outras. O quadro abaixo demonstra a norma com seus

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símbolos. As tolerâncias são empregadas, pois, durante todo o processo de usinagem pode haver fatores que influenciam no acabamento da peça, fatores da maquina empregada, fatores externos, uso de fluido de corte ou até do material da peça podem ser cruciais no resultado final.

3 Metodologia

Desde o processo de esboço de um material até o seu desenvolvimento é praticamente impossível manter todas as suas dimensões, uma vez que todas as suas etapas de fabricação estão dispostas à imperfeições, seja no desenho ou no acabamento final, estas imperfeições que posteriormente se tornam desvios no produto final, sendo estes desvios aceitos ou não, podem ser chamados de tolerâncias dimensionais. Os desvios aceitos são pré-estabelecidos, estes são determinados para que seja uma faixa limite nas dimensões sem que tenha um comprometimento na qualidade e desempenho da peça acabada, dentro deste contexto temos a Tolerância Dimensional.

1. Tolerância Dimensional É impossível que uma peça tenha as suas dimensões iguais às dimensões do seu projeto inicial, por mais minucioso que seja seu método de fabricação ele sempre haverá uma variação nas dimensões nominais, que são as cotadas no desenho técnico e nas dimensões efetivas. A tolerância dimensional pode ser definida como a dimensão permissível que é obtida pela diferença entre as dimensões máximas e mínimas ou dos afastamentos superior e inferior. O limite de erro é estabelecido pelo projetista e varia de acordo com a funcionalidade de cada peça e seu modo de ser fabricado, quanto mais sofisticado o método de produção, menor será a faixa de tolerância. A questão dimensional é realmente importante, uma vez que serve para garantir que as especificações do produto sejam atendidas durante sua fabricação. Para formalizar essa questão foram criadas normas, brasileiras e mundiais para padronizar estas variações, garantindo maior precisão.

4 Resultados e Discussões

Os recursos utilizados pela engenharia dimensional são as tolerâncias. Elas são incorporadas aos projetos dos produtos, na atividade de cotação. O seu objetivo é expressar como os diversos elementos devem se relacionar, para atender aos requisitos do projeto. Bons produtos são conseqüência de bons projetos, e bons projetos, sob o ponto de vista dimensional, é conseqüência de boas cotações. A cotação é o elo entre a concepção do produto e sua materialização, e possui enorme importância. Observa-se, na indústria, o emprego de diversos procedimentos de cotação. Encontra-se de tudo. Os mais freqüentes são as cotações feitas segundo as necessidades dos processos de fabricação e controle das peças. Estes procedimentos não levam em consideração os requisitos funcionais do produto final. Se por um lado eles facilitam a fabricação e controle das peças, em contra partida, aumentam o custo e comprometem o desempenho do produto final. O eco-design dimensional permite aperfeiçoar o projeto na fase de engenharia. O conjunto final de cotas e tolerâncias é a solução de compromisso ideal, entre o tecnicamente possível e o ecologicamente desejável. O produto nasce certo, sob todos os pontos de vista.

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a) Tolerância Geométrica Os desvios geométricos permissíveis para a peça são previamente indicados, aplicando-se tolerâncias geométricas que são os limites dentro dos quais as dimensões e formas geométricas possam variar sem que haja comprometimento do funcionamento e intercambiabilidade das peças.

1 Fig 1 – Quadro geral das Tolerâncias Geométricas.

b) Controle Geométrico O controle geométrico trata basicamente dos procedimentos de determinação de dimensões, forma e posição de elementos sólidos. Para isto deve-se considerar o comportamento metrológico do sistema de medição e a condição do objeto a medir. Deve-se ter em mente que na fabricação de uma peça não se consegue obter a forma geométrica perfeita, assim ao usinar um cilindro tem-se erros de circularidade na seção transversal. Se este cilindro foi usinado em um torno comum, um torno de precisão ou uma retifica, naturalmente e de se esperar que os erros de circularidade sejam, respectivamente, de valor decrescente. Quanto mais sofisticado o processo de fabricação, menor será o valor da tolerância de fabricação estipulada para a geometria em questão. Desse modo, para garantir que os desvios de fabricação não prejudiquem a montagem e o funcionamento perfeito das peças, o controle geométrico passa a ser necessário e é realizado através de especificações de tolerâncias geométricas.

Fig 2 – Controle Geométrico

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5 Conclusão

O projeto procura especificações tolerantes de dimensões para os sistemas de suspensão para veiculo de passeio, numa linha de concepção de um modelo computacional adequado, utilizando de processos de controle geométrico e tolerancionais para produzir um modelo otimizado.

6 Referências

CHIAVERINI , Vicente. Tecnologia Mecânica. 2.ed. NEW YORK: McGraw-Hill,1986.xiii,315p

DINIZ, Anselmo Eduardo; MARCONDES, Francisco Carlos; COPPINI, Nivaldo Lemos. Tecnologia da Usinagem dos Materiais. 5.ed. SÃO PAULO: Artliber, 2006.255p.

FERRARESI, Dino. Fundamentos da Usinagem dos Metais vol. I São Paulo, Edgar Metais. Blucher Ltda., 1970.

CBECIMat – Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciências dos Materiais. 17,2006, Foz do Iguaçu, PR, Brasil. Estudo da qualidade superficial e desvio dimensional do aço ANSI 4140 submetido ao processo de torneamento. Caxias do Sul, RS: 2006. 12p.

AGOSTINHO, Oswaldo Luiz; RODRIGUES, Antonio Carlos dos Santos; LIRANI, João. Tolerâncias, ajustes, desvios e análise de dimensões. São Paulo: Edgar Blucher, 1977.295.p.

SANTANA, Gabriel Souza de (Elaborador). Suspensão e direção leve. rv.00. Salvador: [s.n],2006.85p.

SENAI_CIMATEC.; SANTOS JUNIOR, Enoch Dias (Elaborador). Alinhamento e balanceamento. rev.00. Salvador: [s.n], 2007.39 p.

HAPPIAN-SMITH, Julian (Ed). An introduction to modern vehicle design. Warrendale: SAE, 2002. 585 p.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6158: Sistemas de Tolerâncias e Ajustes, Rio de Janeiro, 1995. 79 p.

OLIVEIRA, José Eduardo de; MESQUITA, Noemia Gomes de Mattos de; Yogendra Prasad. Tolerâncias dimensionais de peças usinadas com pastilhas cerâmicas – Um estudo de caso. Disponível em:

<http://www.grima.ufsc.br/cobef4/files/node060.html> Acesso em: 12 de outubro de 2010.

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Competências da Mecatrônica direcionadas a geração de energia renovável

Fabio Nascimento dos Santos *, Liliane de Queiroz A ntonio

* Bolsista de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected] **Doutora em Educação, Ciência e Tecnologia , Orientadora de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI

CIMATEC, [email protected]

Resumo

A elaboração do mapeamento das competências da mecatrônica industrial direcionada a geração de energia renovável teve como base pesquisas voltadas para a cadeia do setor eólico. Nesse contexto foram estudados dados referentes a principais bases que envolve a gestão tecnológica desde setor, como por exemplo: levantamento do panorama mundial, nacional, regional e da Bahia dos recursos energéticos, assim como suas tendências, com foco nas fontes alternativas renováveis de energias; potencial do setor eólico; a perspectiva de crescimento desde segmento no estado; atuação do setor eólico; levantamento das empresas do setor; entre outros.

Após apurar esses dados, partiu-se para um estudo focado nos componentes que integram os parques eólicos. Primordialmente, avaliando todo processo de geração de energia, desde a captação do movimentos dos ventos até a conversão em energia elétrica e posterior distribuição, em seguida estudou-se as funções e posicionamento de todos os componentes presente nos aerogeradores. Por fim, foi feita a análise das ementas das disciplinas do curso com o intuito de associar elas às atividades exigidas no setor eólico, possibilitando a construção do mapeamento proposto.

Palavras chave: competências; eólica; aerogeradores.

1. Introdução

O projeto teve como objetivo mapear as competências da área da Mecatrônica do SENAI CIMATEC que possam atender a cadeia do setor eólico no estado da Bahia, através das seguintes atividades:

-Leitura de artigos, publicações e outras fontes no que se refere à energia eólica;

-Identificar a cadeia de geração de energia eólica;

-Estudar função e posicionamento de cada componente do aerogerador;

-Levantar as competências absorvidas no CST de Mecatrônica Industrial com base nas ementas das disciplinas;

-Associar as competências às necessidades do campo de trabalho dos parques eólicos.

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2. Metodologia

O início das atividades da iniciação cientifica se deu a partir da pesquisa bibliográfica do Mapeamento Energético nacional, esse estudo foi realizado por meio do Balanço Energético Nacional – BEN – que consiste numa metodologia utilizada pelo Ministério de Minas e Energia propondo uma estrutura energética de forma a permitir a obtenção de adequada configuração das variáveis físicas próprias do setor energético. Após análise e entendimento do balanço energético nacional do ano de 2005 até 2010, foram verificadas as mesmas variáveis do BEN, porém com o foco no estado da Bahia onde neste caso, os dados foram fornecidos pela fonte SEINFRA (Secretaria de Infra-Estrutura do Estado da Bahia).

A segunda parte da pesquisa foi direcionada para o potencial do setor eólico de energia, haja vista ser o ponto principal dessa pesquisa. Para tanto estudou-se os principais conceitos envolvidos no setor de energia eólica, para assim ter melhor entendimento acerca da sua tecnologia, assim como perceber as variáveis relacionadas que influenciam este método. As informações referentes ao potencial do setor eólico foram encontradas numa publicação produzida pela ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica. Outra fonte usada também foi o Atlas do Potencial Eólico Brasileiro, que consiste num levantamento realizado pelo CRESESB (Centro de Referência para Energia Solar Eólica Sérgio de Salvo Brito) que fornece informações para capacitar tomadores de decisão na identificação de áreas adequadas para aproveitamento eólio-elétricos, sendo isto possível graças ao desenvolvimento do MesoMap, um abrangente sistema de software de modelamento numérico dos ventos de superfície. Este sistema simula a dinâmica atmosférica dos regimes de ventos e variáveis meteorológicas correlatas, a partir de amostragens representativas de um banco de dados validado. No que se refere à atuação do mercado de energia eólica, alguns dados foram extraídos do material intitulado “O Mercado de Energia Eólica no Brasil e no Mundo” elaborado pela Comissão de Meio Ambiente, Defesa do Consumidor e Fiscalização e Controle no site da CNI – Confederação Nacional da Indústria. Em seguida, realizei um levantamento das empresas do segmento de energia eólica usando dados da Associação Brasileira de Energia Eólica – ABEEL- onde estão associadas empresas desenvolvedoras e geradoras de energia, fabricantes de aerogeradores de grande porte, fabricantes de torres eólicas, empresas de engenharia, consultoria, construção, logística, montagem, transporte, comercializadores de energia e fabricantes de peças e componentes. Posteriormente, o enfoque passou a ser as turbinas eólicas/aerogeradores, que nada mais é que um equipamento capaz de converter a energia retirada dos ventos em energia mecânica e em seguida a energia resultante em energia elétrica. Existem dois tipos de turbinas eólicas, a turbina de eixo vertical e a de eixo horizontal. Esta última é o tipo de turbina mais comum, sendo paralela ao chão, tendo acionamento por forças sustentadoras e aplicadas na maior parte dos parques de produção de energia elétrica.

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Assim sendo, foi estudado o principio de funcionamento dos aerogeradores de eixo horizontal assim como os componentes que os constituem. Todas essas informações sendo retiradas do site PORTAL DAS ENERGIAS RENOVÁVEIS.

Após coletar dados referentes ao mapeamento do setor energético (balanço energético e potencial do setor eólico em âmbito internacional, nacional, regional e do Estado da Bahia), analisar e estudar o setor de energia eólica (pesquisando publicações e outros meios para identificar a atuação do mercado de energia, identificar as empresas voltadas para tecnologia de energia obtida dos ventos e os fluxos das atividades da cadeia eólica) dentre outras pesquisas descritas na primeira etapa de atividades da bolsa fomentada pela FAPESB, partiu-se para um estudo mais focado no mapeamento das competências do Curso Superior Tecnológico de Mecatrônica Industrial que podem ser aproveitadas pela cadeia de atividades do setor eólico, de modo a mostrar que os profissionais com esta formação acadêmica é uma mão-de-obra apta para desenvolver as atividades exigidas nas indústrias e/ou fábricas desde setor de energia renovável.

Para isso o ponto de partida foi estudar as funções desempenhadas pelos equipamentos que compõe o aerogerador, avaliando os tipos, características e outros fatores que determinam sua inserção no processo de geração de energia. Após compreender o funcionamento dos equipamentos, foi preciso entender todo o processo presente na obtenção e concepção de energia a partir do meio eólico, ou seja, entender desde a captação do movimento cinético dos ventos até sua conversão em energia elétrica e por fim sua distribuição para a rede.

Tendo todo o conhecimento acima citado, foi realizado o levantamento do conteúdo que as disciplinas do curso de Mecatrônica Industrial fornecem. Tal levantamento foi feito com base nas ementas que constituem a grade acadêmica do curso, de modo a verificar quais conhecimentos poderiam ser aproveitáveis para o profissional que deseja se inserir no ambiente fabril de energia eólica.

Dispondo do conteúdo que a graduação em questão oferece, iniciou-se o processo de associar o conhecimento adquirido nesta área com as etapas da cadeia eólica. Sendo essa associação descrita em gráficos abrangendo a disciplina aproveitável e o setor que ela transmite conhecimento para desempenho de atividade. É válido mencionar que as pesquisas efetuadas neste projeto permitiram a criação de um artigo submetido ao XXXI ENEGEP na sessão de Workshop de Iniciação Científica, com uma pontuação suficiente para uma apresentação oral no evento.


Como resultado, foi possivel associar as competências absorvidas no CST de Mecatrônica Industrial com a cadeia eólica, de modo a identificar as atividades que o aluno graduado neste curso pode desenvolver no segmento de energia renovável.

4. Conclusões

Este projeto permitiu a aquisição de conhecimento suficiente para a realização do mapeamento das competências da mecatrônica voltada à geração de energia eólica, atividade esta que será desenvolvida na segunda etapa da bolsa de pesquisa. A pesquisa bibliográfica do Mapeamento Energético nacional serviu de base para melhor entendimento das etapas do processo energético como: produção, transformação e consumo. Além disso, serviram de base para elaboração de

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gráficos e respectivas interpretações, focando obter conhecimento da oferta e demanda de energia do setor e da evolução das matérias-primas assim como produção, consumo, demanda e oferta destes meios de geração de energia elétrica. Ainda o balanço energético nacional do ano de 2005 até 2010, possibilitou obter uma noção da estrutura energética do estado baiano e sua contribuição para o quadro energético do país.

Já na segunda parte o estudo do mercado de energia eólica e do potencial do setor eólico de energia, permitiu além de visualizar as perspectivas mercadológicas do setor, identificar a disponibilidade do recurso eólico, o potencial do Brasil neste meio, a tecnologia de aproveitamento dos ventos, estimativas e valores de capacidade instalada no mundo e no Brasil, a localização dos projetos eólicos em operação e outorgados e ainda os impactos socioambientais resultantes.

Os estudos técnicos possibilitaram adquirir conhecimento sobre os principio de funcionamento dos aerogeradores, para assim poder realizar o levantamento das empresas do segmento de energia eólica por cadeia do setor.

A pesquisa do principio de funcionamento dos aerogeradores, das funções e posicionamento de todos os componentes na cadeia eólica, assim como a análise das ementas do curso em questão foi de extrema importância para consolidação das informações dispostas neste projeto. Tais conhecimentos permitiram mostrar o quanto o estudante com formação acadêmica em mecatrônica é apto para desenvolver atividades no setor eólico nas áreas de projeto (como por exemplo, na elaboração de novos perfis de pás, estudos termodinâmicos, avaliação de tipos de materiais mais eficientes), na área operacional (na parte elétrica, de supervisório, equipamentos mecânicos, na interligação dos equipamentos, nos protocolos de comunicação, na programação dos CLPs e microcontroladores, na verificação dos instrumentos de medição) e também no que se refere a manutenção (aplicação de manutenções preditivas por exemplo), dentre outras habilidades.

Portanto, as atividades desenvolvidas durante o processo de realização desse projeto, atenderam as expectativas e ofereceram bagagem suficiente para associar

o conhecimento adquirido no curso oferecido pela instituição SENAI CIMATEC com o perfil profissional exigido pela cadeia eólica, de modo a permitir a elaboração do mapeamento das competências da mecatrônica industrial com a geração de energia elétrica proveniente do meio eólico.

5. Referências

AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA – ANEEL . Informações Técnicas, Banco de Informações de Geração. Disponível em: <http://www.aneel.gov.br >. Acesso em: abril. 2011.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENERGIA EÓLICA – ABEEL . Empreendimentos nacionais e internacionais ligados ao setor eólico no Brasil. São Paulo, 2011.

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BAHIA. GOVERNO DO ESTADO DA BAHIA. Informes de investimentos no setor eólico do estado da Bahia. Disponível em: <http://www.ba.gov.br >. Acesso em: abril. 2011

CENTRO DE PESQUISAS DE ENERGIA ELÉTRICA – CEPEL . Principais parques eólicos implementados e projeções. CT-Gás. Natal, 2008.

COMPANHIA ELÉTRICA DO ESTADO DA BAHIA – COELBA . Informativo sobre o setor eólico na Bahia. Disponível em: <http://www.coelba.com.br>. Acesso em:abr. 2011.

____ Atlas do Potencial Eólico na Bahia. Disponível em: <http://www.coelba.com.br>. Acesso em:abr. 2011.

CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E T ECNOLÓGICO - CNPQ. Diretório dos grupos de pesquisa no Brasil. Disponível em: <http://dgp.cnpq.br/buscaoperacional >. Acesso em: abr. 2010.

ELETROBRÁS . Cooperação técnica Brasil-GTZ para o setor eólico. Disponível em: <http: www.eletrobras.gov.br>.Acesso em:abr. 2011.

ENERGY INFORMATION ADMINISTRATION – EIA . International energy annual. 2010. Disponível em: <http://www.eia.doe.gov>. Acesso em: abril. 2011.

______. Statistics. 2010. Disponível em: <http://www.eia.doe.gov>. Acesso em: abril. 2011.

______. International Energy Outlook 201. Disponível em: <http://www.eia.doe.gov>. Acesso em: abril. 2011.

______. IEA WIND ENERGY Annual Report 2009. Disponível em: <http:// www.ieawind.org>. Acesso em: abril. 2011.

EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA – EPE . Plano Decenal 2019. Disponível em: <http://www.epe.gov.br>. Acesso em: abril 2011.

HAACK, S.C. Análise Técnica e Econômica para Aproveitamento dos Dejetos de Caprinos em Biodigestores no Semiarido Baiano. Dissertação (Mestrado em Economia). Universidade Federal da Bahia. Faculdade de Ciências Econômica, Bahia, p.43, 2009.

OPERADOR NACIONAL DO SISTEMA ELÉTRICO-ONS . Situação dos Reservatórios, Histórico. Disponível em: <http://www.ons.org.br/historico/energia_armazenada. aspx>. Acesso em: mai. 2010.

SECRETARIA DE ENERGIA E ASSUNTOS INTERNACIONAIS DO RIO GRANDE DO NORTE -SENINT. Disponível em: < http://www.energia.rn.gov.br> Acesso em: abr 2010.

SECRETARIA DE INFRAESTRUTURA- SEINFRA . Balanço Energético da Bahia 2010. Salvador, Bahia, 2010

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Aplicação de manutenção inteligente para detecção d e falha em solda robotizada por resistência

Rafael Augusto Santos Leite*, Alexandre da Silva Ri beiro**


**Mestre em Engenharia Mecatrônica , Orientador de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected]

Resumo

Em um mercado cada vez mais competitivo e globalizado, a manuntenção dos equipamentos tem se tornado absolutamente necessário. Maquinas degradadas produzem produtos de baixa qualidade além de trazer riscos aos funcionários e ao meio ambiente. Na solda robotizada por resistencia a qual tem como objetivo um baixo custo de operação é imprencidivel a aplicação de uma manutenção mais eficiente. O presente trabalho propõe a implementação de um sistema de manutenção inteligente para realizar a migração de sistemas tradicionais de manutenção corretiva para um sistema preditivo. Palavras chave: Manutenção. Manutenção Inteligente. Solda Robotizada.

1. Introdução

No mercado competitivo de hoje, manter seu produto em melhor relação custo beneficio para todos que estejam envolvidos em sua cadeia de valor é fundamental para industria automotiva que utiliza, em grande parte de sua produção, a solda robotizada. Neste contexto, a manuntençao dos equipamentos e máquinas torna-se fundamental para atender as exigência de qualidade e produtividade. O objetivo da manuntenção inteligente é a migração de sistemas tradicionais de manutenção corretiva e preventiva para um sistema preditivo, com base no estado de operação e na degradação dos equipamentos. Se os dados disponiveis forem continuarmente monitorados e analisados, aplicando tecnicas de processamento de sinais pode se predizer quando o robo falhará, reduzindo drasticamente o tempo de parada para manuntenção. Com um sistema inteligente pode-se indentificar a queda de produtividade comparando seu desempenho com outros sistemas indênticos.

2. Revisão bibliográfica

De acordo com o autor David W. Pessen, os controladores lógicos programáveis são como os microcomputadores, instrumentos designados para o controle de um equipamento industrial. Produzindo ligamento e desligamento da tensão nas saídas (mas também de sinais analógicos), eles podem atuar como elementos de motores elétricos, solenóides, alarmes entre outros equipamentos elétricos. Os CLPs são componentes vitais dos modernos sistemas de automação. (PESSEN, 1989). "Um sistema de Manutenção inteligente (SMI) é baseado em técnicas da estratégia de manutenção proativa . é uma ferramenta computacional que implementa uma metodologia para melhorar o gerenciamento das operações industriais no quesito de manutenção da planta industrial" (LEE,JAY,2003 apud Bosa, Jefferson Luiz, 2009).

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3. Metodologia

Para implementação de um sistema de manuntenção inteligente é necessário:

1. Estabelecer quais sinais elétricos serão utilizados para obter a pressão da garra do robô, e conseqüentemente, os sensores necessários. Também deve-se estabelecer outros parâmetros, como freqüência de amostragem, quantidade de amostras, etc

2. Se o sensor escolhido não fornecer um sinal de saida no padrão de instrumentação precisamos dimencionar e contruir um circuito condicionador de sinal para converter esse sinal para um nivel de 0 a 10V ou 4 a 20mA.

3. Depois da captura e do devido condicionamento do sinal da célula de carga, é preciso extrair a informação dele utilizando técnicas de processamento de sinais e classificação de dados, o que é realizado com o auxilio do Watchdog Agent™

4. Estabelecer o índice de desenvolvimento (CV) e de identificar a degradação do equipamento.

Figura 1 - Esquema representativo da manutenção inteligente

3.1. Equipamentos utilizados

Dentre os equipamentos que serão utilizados implantação de um sistema inteligente de manuntenção, os mas relevantes são:

CLP ALLEN-BRADLEY MICROLOGIX 1500

O MicroLogix 1500 é construído para fornecer velocidade. Por exemplo, o tempo de varredura típico do controlador é de menos de um milissegundo por 1 K do programa do usuário. A mágica por trás do MicroLogix 1500 é que ele usa o Compact I/O, uma nova plataforma para a expansão das E/S. O Compact I/O incorpora a tecnologia mais avançada em projetos para uma performance de alta qualidade e facilidade de uso, enquanto mantém o tamanho reduzido do MicroLogix 1500. Sua configuração modular, de dupla densidade, reduz os requisitos do tamanho do painel. E como estes módulos podem ser adicionados e removidos pela parte da frente da unidade,

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o tempo de instalação e manutenção é reduzido significantemente, além de abranger um grande número de aplicações.

O sistema MicroLogix 1500 também utiliza o software de programação RSLogix

500™ da Rockwell Software e possui um conjunto universal de instruções para as famílias de controladores MicroLogix 1000, MicroLogix 1200 e SLC. O WATCHDOG AGENT™ O Watchdog Agent™ Toobox é uma ferrmamenta de análise de desempenho, com o objetivo de fornecer informações de diagnóstico em uma rede de sistemas de automação industrial, criar métodos para minimizar os custos relacionados à manutenção através da alocação estratégica de riscos de falha. O Watchdog Agent é composto por quatro módulos: Processamento de Sinal (Signal Processing) Extração de Características (Feature Extraction), Avaliação de Desempenho (Performance Evaluation) e Fusão de Sensores (Sensor Fusion).

5. Resultados e Discurssão

Uma vez estabelecido o sensor que será ultilizado foi possível simular um circuito condicionador que elevará a tensão de saida da celula de carga para um padrão de instrumentação, para alimentação do circuito condicionador deverá haver uma alimentação de fonte simetrica de -12V a 12V, assim trabalhando na faixa linear dos ampops, como mostra o grafico do abaixo:

6. Conclusões

O objetivo da manunteção inteligente é antecipar a ocorrencias de falhas, assim obtendo ações otimas de manuntenção reduzindo o tempo de parada. Durante o projeto, foi possivel estudar uma metodologia para aplicação de manunteção inteligente em solda robotizada por resistência, definir o sinal elétrico responsável por trasmitir as informações necessárias para estabelecer o índice de desempenho e identificar a degradação do equipamento. Com o índice de desempenho é possível estimar o tempo de degradação da garra do robô, de posse dessas informações é possível tomar decisões ótimas de compras de peças de reposição ou de manutenção.

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7. Referências

____Disponível em <http://hdl.handle.net/10183/22808> Acessado em 28/07/2011 ____Disponível em <http://www.thaieei.com/embedded/pdf/Automation/20019.pdf>Acessado em 27/07/2011 PESSEN, David W.. Industrial Automation: Circuit Design and Component s. John Wiley & Sons, 1989. 529p.

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Avaliação das propriedades tecnológicas de chapas m etálicas aplicadas ao processo de estampagem incremental por

roboforming

Alexandre Neris Vigas Monção *, Charles Chemale Yur gel **,

* Bolsista de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected] ** Doutorando em Engenharia Mecânica, Orientador de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC,

[email protected]

Resumo

Este estudo apresenta o processo de fabricação de estampagem incremental por roboforming utilizado para prototipagem rápida de componentes em chapas metálicas. Aborda características e propriedades mecânicas de chapas utilizadas no processo e verifica as etapas que auxiliam na otimização e aprimoramento do processo, desde o projeto inicial até o produto final (peça). Palavras chave: Conformação de chapas; Caracterização tecnológica; Roboforming; Estampagem incremental.

1. Introdução

Estampagem é um processo de conformação mecânica que consiste na deformação plástica, onde é realizada a fabricação de peças em series, as quais terão de adquirir forma em todas as suas partes, de uma única vez (Polack, 1974).

A estampagem incremental utilizada para prototipagem rápida de componentes fabricados em chapas metálicas, onde se produz deformações plásticas localizadas em regiões específicas da chapa. Essas deformações são ocasionadas através de pressões pontuais realizadas por um punção com geometria menor que a chapa metálica. O processo de estampagem incremental por roboforming é desempenhado por um robô, sendo que o punção que aplica a pressão de deformação está fixado ao mesmo, possibilitando o aumento da capacidade de estampagem em diferentes direções, como por exemplo, nos três eixos (Lora, 2010).

Esse processo de conformação é voltado exclusivamente para a fabricação de peças em pequenos lotes, podendo ter formatos complexos. A sua utilização como fabricação de peças, para esse caso, é devido ao ponto de vista econômico, pois os mesmos não seriam viáveis financeiramente para uma produção de um ferramental completo (Tiburi, 2007).

A estampagem incremental é uma alternativa viável por ter na sua composição materiais relativamente baratos, com boa resistência, e sem a presença de componentes móveis (Tiburi, 2007).

No processo de estampagem é necessário que haja um estudo específico dos materiais, referente as suas características e propriedades. Estes influenciarão no processo, assegurando uma melhor fabricação de acordo com as exigências esperadas (Alexandra, 2010).

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Neste trabalho irar-se determinar as características de chapas metálicas que serão utilizadas para o processo estampagem incremental por Roboforming, no qual exige deformações maiores que as deformações por processos convencionais, trabalhando no limite das propriedades.

2. Estapagem Incremental

O processo de estampagem incremental de chapas metálicas está inserido na área da conformação mecânica, aonde por meio da deformação plástica se chega ao produto final. Esse tipo de processo utiliza-se de ferramentas genéricas de alta precisão que possibilita a manufatura de peças de chapas de diversas geometrias. Para realizar a estampagem de chapas metálicas pode-se utilizar equipamentos CNC (Comando numérico computadorizado) específicos ou adaptando máquinas-ferramentas de usinagem e além desses também se tem a utilização de robôs para realização do processo de estampagem incremental, como pode ser visto na figura 1. (Castelan, 2010; Daleffe, 2008).

Figura 1- Estampagem incrementel por roboforming.

Fonte: http://www.metaalmagazine.nl/nieuws/id11834-incrementeel-omvormen-met-roboforming.html

O processo de estampagem incremental se aplica na fabricação de peças em pequenos lotes, onde a forma dos produtos podem variar em um curto espaço de tempo, sendo estes produtos de geometria simples ou complexa (Alexandra, 2010).

O princípio de funcionamento desse processo é a movimentação incremental de uma determinada ferramenta com uma ponta hemisférica ou esférica sobre uma chapa, seguindo um comando, uma trajetória pré-definida, executando a conformação do componente em múltiplos passos. Dessa forma, a deformação ocorre de maneira progressiva, aumentando a conformabilidade da chapa, quando comparada com os processos convencionais de estampagem (Castelan, 2010; Alexandra, 2010; Llídio, 2010).

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2.1 Conformação Incremental de chapas

Os tipos de deformação plástica incremental com aplicação na prototipagem rápida são: Conformação incremental simétrica e Conformação incremental assimétrica. (Lídio, 2009).

A conformação incremental simétrica é designada por “spinning”, consiste na execução de vários incrementos extensos consecutivos com a ferramenta de conformação sobre a chapa. Um outro processo é o “shear forming” que deriva do “spinning”, no qual a ferramenta de conformação fica em permanente contato com a chapa, permitindo deformação constante sobre a forma geométrica. (Llídio, 2009).

Já a conformação incremental assimétrica se caracteriza por apresentar ferramentas específicas de pequena dimensão, pela ausência ou utilização de matrizes dedicadas, tendo um contato contínuo entre a ferramenta e a chapa fazendo um movimento tridimensional e controle da ferramenta. A conformação assimétrica pode ser realizada em uma máquina CNC de três eixos. (Lídio, 2009).

2.2. Caracterização tecnológica

No processo de fabricação de peças, onde é empregada uma determinada força para dá forma a um determinado material, torna-se de suma importância conhecer as características do mesmo, de tal maneira que qualquer deformação resultante não seja excessiva e não ocorra a fratura. O comportamento mecânico de um material é refletida devida a um resposta do material a uma carga aplicada. (Callister, 2002).

Na caracterização e para a verificação do comportamento dos materiais é necessário realizar diversos ensaios mecânicos, quantificando suas propriedades, permitindo análises específicas e comparativas de tais materiais (Alexandra, 2010).

Comumente utilizam-se os ensaios de tração e expansão biaxial no processo de estampagem incremental. O ensaio de tração permite verificar características como módulo de Young, as curvas de tensão, tensão de ruptura, coeficiente de Poisson. Já o ensaio biaxial confere características como curvas de tensão e tensão

efetiva. Ambos os ensaios mostram regiões dos limites de conformação determinados pela estricção e fratura. Com isso define propriedades e comportamentos para chapas que serão utilizadas no processo. (Alexandra, 2010).

Os materiais utilizados para processo de estampagem incremental, antes devem ser testados, a fim de relatar seu comportamento no processo, como é exemplo, os materias de aço de baixo carbono, aço inoxidável, alumínio ligado, titânio e aços revestidos. No caso do aço de baixo carbono, ele apresenta uma melhor estampabilidade, em relação à geometria final e efeito mola, como também aço inoxidável, porém o inox requer uma maior força de estampagem. Já no caso do alumino ligado depende da liga utilizada e para estampagem de materias como o titânio e aços revestidos, não apresentam um comportamento esperado para um processo de estampagem incremental (Carlos, 2010).

O material ideal para Estampagem incremental seria aquele que tivesse uma reduzida tensão de escoamento e uma grande tensão máxima, grande deformação relativa E. Ou seja, um material que possua uma grande ductilidade, consequentemente uma boa tenacidade, possibilitando o trabalho no limite da

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deformação. Além dessas informações, as chapas devem conter uma espessura que favoreça sua estampabilidade, e um diâmetro da ferramenta apropriado. (Carlos, 2010).

2.3. Curvas de limite de conformação e fratura

O limite de conformação utiliza-se para determinar as características dos materiais, através da análise das curvas determinadas nos ensaios. Estes são determinados pela deformação plástica de chapas, através dos ensaios, determinando as regiões de estricção e fratura. (Alexandra, 2010).

Esses parâmetros servem como referência para definir um critério do aparecimento da estricção e fratura. Em relação a estricção, por questões práticas de segurança utiliza-se 90% da curva de limite à conformação, tendo apenas 10% como valor experimental. Já a curva limite de fratura define-se pela deformação plástica limite admissível, onde ocorrerá a fratura do material. (Alexandra, 2010)

Os estudos sobre o CLF se faz importante por analisar a deformação plástica de processos de estampagem incremental não convencionais que não desenvolvem estricções antes da fratura, permitindo assim alcançar limite de conformação bastante elevado, ou seja, uma deformação mais elevada, chegando ao limite das propriedades do material. (Alexandra, 2010).

3. Metodologia

A metodologia utilizada foi embasada por um aprofundamento teórico, a partir de levantamento bibliográfico em livros, artigos científicos e páginas da internet, sobre a estampagem incremental e suas características tanto de chapas metálicas como o processo em si. Com intuito de obter uma visão mais técnica e real deste processo, avaliando e detectando considerações importantes do mesmo, afim de promover pesquisas futuras.

4. Resultado e discussões

Dos estudos realizados embasado nos fundamentos teóricos sobre as características e propriedades de chapas metálicas utilizadas no processo de estampagem incremental, percebeu-se que os materiais mais utilizados no processo são aços de baixo carbono e aço inoxidável.

Na utilização dos limites de conformação para a caracterização do material utilizado para estampagem incrementa,l mostrou-se que o mais indicado seria a curva limite de fratura, devido ao alcance de uma elevada deformação que o material apresenta quando estampado. Isso é possível pela execução de ensaios como o de tração e expansão biaxial, que define o comportamento do mesmo quando submetido a um esforço.

5. Conclusão

Concluiu-se que os materiais de utilidade para estampagem incremental são os que apresentam uma boa ductilidade e tenacidade, sendo de fácil deformação, absorvendo energia sem que ocasionem fraturas e fissuras.

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6. Referências

CALLISTER JR, W. D. Ciência e Engenharia de Materiais uma Introdução . 5º ed.. Rio de Janeiro. LTC, 2002.

CASTELÃN, J.Estampagem Incremental do titânio comercialmente pu ro para aplicação em implante craniano . 2010. 193 f. Dissertação Mestrado em

Processo de Fabricação. Escola de Engenharia Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalurgia e dos Materiais – PPGEM, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2007.

CAVALER, Luiz Carlos de Cesaro. Parâmetros de conformação para estampagem increment al de chapas de aço inoxidável AISI 304L. Tese para obtenção do título de Doutor em Engenharia Metalúrgica. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2010.

DALEFFE, Anderson. Estudo do processo de estampagem incremental em cha pa de alumínio puro . Dissertação para obtenção do título de Mestre em Engenharia. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2008.

FERRARINE, J. L. Caracterização de materiais para o processo de Esta mpagem . Dissertação para título de Mestre em Engenharia. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2004.

MARQUES, Tania Alexandra Ferreira. Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Enge nharia de Materiais . Instituto Superior Técnico, Universidade Técnico de Lisboa. Outubro de 2010.

POLACK, Antonio V. Manual prático de estampagem . Editora HEMUS, 1974.

SENA, José Llídio Velosa de. Estampagem incremental: um novo conceito de produçã o. Tese para obtenção do título de mestre em engenharia mecânica. Universidade de Aveiro, Departamento de Engenharia Mecânica. 2009.

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Processo de desenvolvimento de produtos industriais - utilizando ferramentas tecnológicas na etapa de concepção

Gabriela Gonçalves de Oliveira*, Valter Estevão Bea l**, Suzana Angelica Pina Mascarenhas***, Alex

Sandro de Araújo Silva****

* Bolsista de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected],

**Doutor em Engenharia Mecânica, Orientador de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected]

***Mestranda em Gestão em Tecnologia Industrial, co-orientadora de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC,

[email protected],

****Mestre em Engenharia Aeronâutica e Mecânica, [email protected]

Resumo

As empresas precisam cada vez mais diferenciar seus produtos e serviços dos produtos e serviços de seus concorrentes. Para isso é importante que as mesmas consigam manter-se competitivas no mercado balanceando custos, qualidade e a utilização de novos recursos tecnológicos para o desenvolvimento de produtos. A utilização de recursos tecnológicos na fase de concepção auxilia as empresas a atingir os seus objetivos colocando-as em posição diferenciada. Para avaliar essa questão são necessarios a realização de estudos sobre o uso e beneficios auferidos de diversas tecnologias utilizadas na etapa de concepção de novos produtos. Dessa forma, o objetivo desse trabalho é apresentar uma análise do uso de recursos tecnológicos na etapa de concepção de novos produtos. É apresentado ainda uma analise da importacia dada pelas empresas ao uso de novos recursos tecnologicos, tais como: sistema CAD, realidade virtual (RA), engenharia reversa, prototipagem rápida e outros.

Palavras – chave: Ferramentas Tecnológicas, Realidade Virtual, Ferramentas CAx.

1. Introdução

No presente artigo serão abordadas o estado atual do uso de ferramentas tecnológicas. Esse estudo baseia-se nos dados coletados no trabalho de mestrado de PINA (2011). Esse projeto de pesquisa iniciou com pesquisas bibliográficas sobre o assunto onde foram utilizados livros, artigos, dissertações e registros impressos. Além disso, foram realizadas pesquisas de campo com empresas que desenvolvem produtos e consequentemente realizam sua concepção empregando recursos tecnológicos a essa atividade.


Como as empresas precisam diferencia-se no mercado, é importante que as mesmas consigam sastisfazer seus clientes com boa qualidade, preços e prazo de seus produtos e serviços. Isso as leva a utilizar ferramantas tecnológicas e novas formas de trabalho. Para tanto algumas tecnologias tem destaque no

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desenvolvimento de produtos. Sejam elas: Realidade virtual, Prototipagem rapida, Engenharia reversa e Cax.

Segundo SHERMAN e CRAIG (2003) Realidade virtual é um ambiente composto de simulacões computacionais que considera a posição e as ações dos seus participantes, substituindo ou aumentado a percepção de um ou mais sentidos, dando o sentimento de estar mentalmente imenso na simulação (mundo virtual).

Segundo VOLPATO (2007), o nome Prototipagem Rápida é devido ao fato de a concepção deste processo de fabricação ter sido aplicado inicialmente na produção rápida de peças visando uma primeira materialização de idéias (protótipos), sem muitas exigências em termos de resistência e precisão. Além disso, Azevedo(2005) apud COUTINHO (2006), afirma que Prototipagem rápida é uma coleção de técnicas formais e informais para o desenvolvimento, demonstração e avaliação do design de interfaces de usuários, que dá suporte a iterações rápidas no desenvolvimento de produtos.

Segundo HOLTZ (2009), os sistemas computacionais desenvolvidos para suprir necessidades específicas da cadeia projeto-manufatura são conhecidos pela sigla CAx (Computer Aided x – funcionalidade). Alem disso, DANKWORT(2004) ressalta que as fases de desenvolvimentos de produtos, desde das etapas conceituais até etapas de finais de engenharia podem ser auxiliadas por ferramentas Cax.

Entre as principais técnicas existentes para o desenvolvimento ou adaptação de produtos encontra-se a Engenharia Reversa (ER). Segundo DIAS (2008), quando o objetivo é partir de parâmetros de qualidade de produtos já existentes melhorá-los ER apresenta-se como a técnica mais adequada no desenvolvimento de produtos

3. Metodologia

O levantamento de dados sobre o uso de ferramentas tecnológicas no processo de desenvolvimento de produtos foi realizado usando um questionário desenvolvido no trabalho de mestrado de PINA (2011).

Esse questionário foi respondido por 24 empresas por e-mail ou por telefone. Dessa forma, foi possível coletar dados sobre as experiências e resultados alcançados na adoção das tecnologias mencionadas. As perguntas abordavam custos, prazos e niveis de qualidade alcançados com os recursos tecnologicos adotados aliados às metodologias de desenvolvimento de produtos. Foi perguntado a essas empresas, por exemplo: Quais Recursos Tecnológicos a empresa utiliza na fase de concepção de produtos?; Qual a redução de tempo no desenvolvimento devido a utilização desses recursos?

Os dados foram tabulados utilizando os recursos do Microsoft ExcelTM e estão apresentados em gráficos a seguir.


Essa seção apresenta alguns dados coletados e a analise realisadas com eles.

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Gráfico 1 - Quais Recursos Tecnológicos utilizados na fase de concepção de produtos pelas empresas pesquisadas

A maioria das empresas utiliza ferramentas CAD, talvez por oferecer uma melhor documentação e apresentação do produto e aumento da produtividade de forma geral. Cerca 58% das empresas pesquisadas utilizam a Realidade Vitual com o objetivo de recriar ao máximo a sensação de realidade para os usuários. Por sua vez, cerca de 45% das empresas utilizam a prototipagem rápida para a construção de objetos 3D. 37,5% das empresas pesquisadas utilizam engenharia reversa para, a partir de uma solução pronta, retirar todos os possíveis conceitos ali empregados. E pouco mais de 16% das empresas utilizam outras ferramentas tecnológicas.

9

11

4

2 a 4 anos 5 a 10 anos mais de 10 anos

Gráfico 2 - Há quanto tempo as empresas utilizam as tecnologias estudadas

Analisando o gráfico 2 pode-se notar um certo equilibrio entre as o número de empresas que adotaram essas tecnologias há 5-10 anos, cerca de 45%, e o número de empresas fora desse intervalo de tempo. Sendo que 17% das empresas adotaram essas tecnologias a mais de 10 anos.

Podendo ser evidenciado que a grande maioria das empresas já possuem contato com as tecnologias mencionadas anteriormente a um tempo mínimo de 5 anos e nenhuma delas dizem ter começado a lidar com o uso de recursos tecnológicos a pouco tempo, o que trata-se de um fator importante, pois apesar destas técnicas serem novas elas já possuem tempo de uso considerável.

19

14

11

9

4

0 5 10 15 20

Sistema CAD

Realidade Virtual

Prototipagem rápida

Engenharia Reversa

Outros

32


2

4

7

5

3

0 2 4 6 8

Menos de 25%

25%

50%

75%

Mais 75%

Gráfico 3 - Qual a redução de tempo no desenvolvimento com a utilização dos recursos tecnologicos

abordados

No gráfico 3 os seguintes resultados foram coletados: 7 responderam 50%, 5 responderam 75%, 4 25%, 3 mais de 75% e 2 menos de 25%.

Podendo ser notado no gráfico acima, que apesar da pouca diferença entre a quantidade de respostas dadas para cada alternativa o que prevalece é uma mehoria de 50 % no ganho de tempo, sendo assim isto vária muito de empresa para empresa e qual tipo de recurso está sendo adotado mas independetemente o ganho costuma ser superior a 50% o que trata-se de um aspecto bastante positivo.

5. Conclusões

Com este relatório final é notório que a utilização dos recursos tecnológicos na fase de concepção favorece o crescimento das empresas, de modo que possam atender o mercado com produtos a um custo competitivo, aprimorando a qualidade dos mesmos, além do aumento da produtividade em geral. Foi possível observar que a maioria das empresas já fazem uso de algum tipo de tecnologia no desenvolvimento de seus produtos e dão-se por satisfeitas com os resultados obtidos. A redução no prazo de execução dos projetos impacta nos resultados financeiros, este aspecto necessita de melhoria, pois as empresas de um modo geral não tem conseguido atingir sempre os seus prazos e então sofrem impactos em relação a custo, que rara as vezes os reais gastos são os mesmos que estavam em orçamento. Seria interessante mellhores treinamentos para uso de novas tecnologias.

Enfim, os resultados buscados foram alcançados podendo ser evidenciados durante o relatório grandes avanços no desenvolvimento de produtos industriais com o uso de ferramentas tecnológicas na etapa de concepção.

6. Referências

Azevedo, F. (2005). Prototipagem rápida no ciclo de design iterativo de aplicações multimídia para formação de professores. 2005. 90 f. Monografia (Graduação em Ciência da Computação) . Centro de Informática, Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2005.

Coutinho (2006). Prototipagem Rápida como Forma de Envolvimento de Usuário em Metodologia Ágil de Desenvolvimento de Software. Monografia (Graduação em Ciência da Computação) . Centro de Informática, Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2006.

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DIAS, A.B. Engenhan'a Reversa: uma porta ainda aberta, Produto & Produção, Porto Alegre. v.2. n.l, p 1-7, fev. 1998.

Engenharia Reversa na Engenharia de Software. Disponível em: < http://www.dcc.ufrj.br/~schneide/es/2001/1/g18/Engenharia%20Reversa.htm> Acesso em: abr 2010.

Engineers’ CAx education—it’s not only CAD Dankwort, C. W., Weidlich R., Guenther, B., Blaurock, J.E. Computer-Aided Design 36 (2004) 1439–1450

HOLTZ (2009). Estudo sobre a transferência de informações geométricas entre sistemas CAD-CAM. Dissertação (título de Mestre em Engenharia Mecânica). Sociedade educacional de Santa Catarina Instituto Superior Tupy, Joinville, 2009.

SHERMAN W.R. CRAIG A.B. Understanding virtual Reality. Morgan Kaufmann, Sanfracisco, 2003.

VOLPATO, Neri. Prototipagem Rápida: tecnologia e aplicações. 1ª Edição. São Paulo: Edgard Blucher, 2007.

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Estudo dos métodos e sistemas necessários para inst alação e instrumentação de motores em bancada dinamométrica e

realização de ensaios e testes do sistema

Victor Bomfim Manera *, Márcio Augusto Sampaio de C arvalho**,

* Bolsista de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected] ** Mestrando em Engenharia Industrial , Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected]

Resumo

O presente trabalho propoem-se a comparar os combustíveis E25, E50, E75, GNV, AEHC e AEAC em um motor flexível com capacidade volumétrica de 1.4 litros nas condições de rotação de 1500 rpm, 2000 rpm e 2500 rpm. Através da instrumentação do motor e da bancada de testes, foi possível aferir e comparar parâmetros como potência, torque, consumo mássico de combustível, emissão de poluentes e eficiência térmica. Palavras chave: Dinamômetro,Motores Flexíveis,Combustíveis.

1. Introdução

Atualmente é indiscutível a necessidade do desenvolvimento de novas fontes energéticas alternativas ao petróleo. O uso do álcool etílico aparece como forma de minimizar o agravamento do efeito estufa, uma vez que parte do CO2 emitido na queima é absorvido no seu processo de produção a partir da cana-de-açúcar. Também por se tratar de um combustível de origem da biomassa, sua fonte de origem é renovável.

Os motores “flex”, que tiveram essa denominação por poder trabalhar com mais de um tipo de combustível, necessitam de estudos constantes com objetivo de avaliar sua potência, torque, emissão de poluentes e consumo mássico, tanto quando utilizados combustíveis puros ou em diferentes percentuais de mistura entre álcool e gasolina.

A partir de estudos realizados em dinamômetros de motores, resultados poderão ser aperfeiçoados, garantindo o cumprimento das legislações cada vez mais rigorosas quanto à emissão de poluentes.


2.1 Combustíveis Utilizados em Motores de Combustão Interna

Os combustíveis utilizados em motores de combustão interna, em sua maioria, são compostos por hidrocarbonetos. Podem ser originados de fontes minerais e vegetais. De fontes minerais, aparecem os derivados do petróleo, como óleo diesel, gasolina e querosene. De fontes vegetais, aparecem os álcool combustíveis, como o etanol e o metanol e os variados tipos de biodiesel.

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Os produtos do petróleo são obtidos através do processo de destilação fracionada. A gasolina, como um desses produtos, sai da refinaria como gasolina tipo “A”, sem álcool anidro nem aditivos. Após a adição de álcool anidro, conforme Resolução ANP nº 36, de 06/12/2005, obtêm-se a gasolina tipo “C”. O percentual de álcool anidro adicionado à gasolina no Brasil é atualmente de 25%.

O Gás Natural Veicular, basicamente originado de reservas de petróleo é constituído em sua maioria por metano e é considerado também um combustível mais limpo e mais econômico.

2.2 Motor Utilizado nos Ensaios

Para a realização dos ensaios foi utilizado um motor flex com 1.4L de capacidade volumétrica, equipado com kit de adaptação para GNV. Os valores de torque e rotação foram alcançados através da instrumentação de um dinamômetro hidráulico acoplado ao motor através de eixo cardan.

2.2.1 O Dinamômetro

Figura 1 – Bancada dinamomêtrica do Laboratório de Motores – LEN/UFBA

A bancada dinamométrica utilizada nesse estudo, localizada no Laboratório de Motores da Universidade Federal da Bahia, é constituída pela base estrutural, dinamômetro hidráulico, sistema hidráulico e o sistema de automação e controle. A célula de carga e o sensor de rotação, assim como sensores de temperatura, vazão e pressão são fundamentais para o correto funcionamento do sistema.

2.4 Fórmulas usadas

Os dados para as fórmulas foram conseguidos pela comunicação do dinamômetro via software e pela instrumentação do motor. Para cálculo da potência foi usada a seguinte fórmula:

36


60

2π××= PotênciaTorquePotência

Os dados de Poder Calorífico Inferior (PCI) dos combustíveis foram fornecidos pela ANP e usados, por exemplo, nos cálculos da eficiência energética:

PCIF

W

×= ⋅

⋅

ηη

Onde: ⋅

W é a potência do motor e F⋅

η é o consumo mássico de combustível.

Na verificação da emissão de poluentes foi utilizado aparelho com sonda para captar os percentuais dos gases de escape.


Abaixo são mostrados os gráficos com os resultados obtidos:

Figura 2 – Resultados de Potência do Estudo

O gráfico 1 mostra que os combustíveis AEHC e AEAC apresentaram os melhores resultados de potência em relação aos demais combustíveis. Percebe-se também que a 1500 rpm há uma maior equalização da potência dos combustíveis utilizados, em comparação com os outros regimes de rotação usados nos ensaios.

Figura 3 – Resultados de Eficiência Térmica

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O gráfico 2 revela a eficiência térmica dos combustíveis, a melhor delas alcançada pelo GNV nos três regimes de rotação. Esse resultado tem embasamento na relação do produto entre o pequeno consumo mássico de combustível e o PCI alto – produto definido como energia do combustível.

4. Conclusão

Este trabalho permite concluir que os combustíveis com maior percentual de álcool foram os que apresentaram os melhores resultados de potência. A melhor eficiência energética foi registrada pelo GNV seguido basicamente dos combustíveis com maior percentual de álcool e por fim o gasohol. A partir da tabela 1 pode-se afirmar que os combustíveis apresentam menores percentuais para um determinado tipo de poluente e maior para outro.

5. Referências

ANP – Agência Nacional de Petróleo. Disponível em: < http://www.anp.gov.br > Acesso em: jun 2011.

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Composto de silicone para aplicação em isoladores d e energia elétrica

Marcela Menezes L.D. Santos*; Manuel Alpire Chávez* *

* Bolsista de Iniciação Científica - Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected]

** Eng M.Sc, Orientador de Iniciação Científica - Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected],

Resumo

Os compostos de silicone reticulados são amplamente usados em isoladores para linhas de distribuição de corrente elétrica. Comparado com outros materiais poliméricos e cerâmicos, eles mostram ótimos desempenhos em função da sua hidrofobicidade e resistência ao trilhamento, durante longos períodos, mesmo quando contaminados com poluentes de diversos ambientes agressivos. Este trabalho tem por objetivo estudar os tipos de compostos de silicones que existem no mercado, visa identificar os melhores materiais para esta aplicação. Na fase inicial ficou prevista a avaliação das propriedades físicas, mecânicas e elétricas e seleção dos melhores compostos, em escala de laboratório, que é apresentada neste trabalho. Numa segunda fase planeja-se a confecção de isoladores, com os melhores compostos identificados, e avaliação e testes de campo. Palavras chave: Borracha de silicone, Siloxano, Isolador elétrico, Hidrofobicidade. 1. Introdução

A interrupção na geração ou na transmissão e distribuição de energia elétrica causa sérios problemas e prejuízos para a sociedade. Uma das razões das interrupções é o depósito de poluentes na superfície dos isoladores que, durante chuvas ou nevoas, podem dar passagem às correntes e provocar uma combustão.

Existem no mercado diversos tipos de isoladores poliméricos e cerâmicos, porém todos, em maior ou menor grau, apresentaram perda de desempenho ao longo do tempo de exposição à intempérie.

O composto de silicone reticulado é um dos materiais que tem mostrado um ótimo desempenho, comparado com outros materiais, em função da sua hidrofobicidade e resistência ao trilhamento, durante longo tempo, mesmo quando contaminado com poluentes de ambientes agressivos.

O objetivo deste trabalho é analisar os diversos compostos preparados por empresas que fabricam ou formulam borrachas de silicone para selecionar aqueles que mostram as melhores propriedades para aplicação em isoladores.

Foram contatadas as empresas Dow Corning, Wacker, Bluestar, Momentive e STC silicone e solicitado os melhores compostos para confecção de isoladores para linhas de distribuição de 13,5 a 45 kV de tensão.

Todas elas forneceram amostras dos compostos sobre os quais estão sendo realizados os seguintes trabalhos:

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- Reticulação dos compostos em prensa quente - Confecção de corpos de provas para propriedades mecânicas, físicas e elétricas - Ensaios das propriedades: tensão, deformação, dureza, densidade,

hidrofobicidade, no SENAI Cimatec - Ensaios das propriedades elétricas: resistência ao trilhamento, no LACTEC de

Paraná. 2. Revisão bibliográfica

Os poliorganosiloxanos, conhecidos como “silicones”, têm tido grande importância comercial em função de algumas características específicas que os diferenciam dos outros elastômeros, alguma delas relacionadas à presença de pequenas quantidades de radicais como vinila, fenila ou fluoro-alquila [NAGDI,1987].

Atualmente tem uma amplia gama de aplicações destacando-se seu uso em emulsões, construção civil, revestimento têxtil, automobilístico, higiene, estética e saúde, eletro-eletrônico e outros [ABIQUIM, 2010].

Os poliorganosiloxanos, tem esqueleto inorgânico constituído de átomos de silício e oxigênio alternados, com radicais orgânicos, preferencialmente radicais metila, ligados lateralmente ao silício. Na sua nomenclatura usam a letra Q, símbolo dos elastômeros de silicone que têm silício e oxigênio na cadeia principal.

Fig. 1. estrutura de um polímero siloxano

Em função da sua estrutura molecular podem ser considerados como materiais intermediários entre os silicatos inorgânicos e os polímeros orgânicos. A energia de ligação Si–Si é menor que a da ligação C–C assim, os silanos são menos estáveis do que seus correspondentes alcanos. Em contrapartida, a ligação Si–O (siloxano) é mais estável do que a ligação C–O o que lhe da boa estabilidade térmica, muito superior às dos elastômeros base carbono [PEARCE, 1972]. A maioria dos silicones tem a fórmula empírica de unidade de repetição ((CH3)2SiO)n e são referidos como poli-dimetilsiloxanos ou DMQ [RODGERS, 2004].

O caráter polar da ligação siloxano dentro da estrutura helicoidal está envolvido por grupos metila, essencialmente apolares. Este envoltura e o largo volume molar das moléculas de polisiloxanos são a razão de que exista uma baixa atração intermolecular. [FRANTA, 1998]. Em função disso o poli-dimetilsiloxano apresenta uma baixa tensão superficial, típica de uma superfície orgânica, o que o torna, repelente a água.

Os silicones apresentam alta resistência à degradação por exposição à raios UV, ao intemperismo, efeito do ozônio e às temperaturas ambientais. São resistentes ao calor e podem ter uma faixa de temperatura de serviço de -45°C a +145°C aproximadamente.

A hidrofobicidade dos silicones é muito útil na aplicação em isoladores elétricos. Quando ocorre o espalhamento da água sobre a superfície de um isolador as

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correntes de fuga passam através da lâmina de água formada. Posteriormente a lâmina vai evaporando, forma uma banda seca onde ocorre o arco voltaico que provoca o trilhamento e degradação do material. A hidrofobicidade do silicone não favorece a formação do filme aquoso e sim ao aparecimento de gotículas que, separadas umas das outras, não permitem a passagem das correntes de fuga e evitam o trilhamento.

Fig. 2. Isoladores híbridos com proteção de borracha de silicone reticulada

Fig. 3 – formação da lâmina de água e da banda seca no isolador

Fig. 4 – Formação de arco voltaico e trilhamento na superfície do isolador

Fig. 5: A hidrofobicidade do silicone forma gotículas de água que não permitem a passagem

de corrente elétrica, nem trilhamento.

3. Metodologia

O trabalho envolveu o uso de moldes e compostos de borracha reticuláveis específicos para esta aplicação.

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Foram confeccionados três moldes para reticulação da borracha em prensa quente. Considerando que a hidrofobicidade da borracha é uma propriedade fundamental para conferir a repelência a água que, por sua vez, evita o trilhamento, foi necessário aplicar um revestimento superficial que facilite a desmoldagem da borracha. O uso de desmoldantes (emulsões de produtos apolares) poderia contaminar a superfície da borracha e influir nos ensaios de hidrofobicidade. Os moldes foram revestidos com um composto fluorado para facilitar a desmoldagem.

Os compostos de borracha de silicone foram conseguidos das empresas DowCorning, Bluestar, Wacker e STC.

Os compostos de borracha de silicone estão sendo reticulados numa prensa a quente, durante um período de 5 a 8 minutos, a uma temperatura de 160 a 180 oC.

Na prensa estão sendo obtidas lâminas de diferentes espessura. Nessas lâminas são estampados os corpos de provas para ensaios mecânicos, físicos e elétricos, conforma normas técnicas.

4. Resultados

Até o momento somente foram confeccionados os corpos de prova dos diversos compostos recebidos.

As propriedades mecânicas e físicas encontram-se em andamento.

5. Conclusões

Aguardando a conclusão do levantamento das propriedades

6. Referências

ABIQUIM. www.abiquim.org.br/silicones/mercado.asp. Acessado em Nov/2010.

AHMED, N.; SRODAWA, R.; SRINIVAS, N. The validity of tracking chamber tests in testing silicone rubber insulators. TDC - IEEE. 1999.

FERNANDES, B. M. P. Dissertação “Influência do processo de reticulação no comportamento de um compósito de poli(dimetil-siloxano)”. Instituto Militar de Engenharia, Dpto. de Ciência e Tecnologia, Rio de Janeiro, 2009.

KAMAGAI, S; YOSHIMARA, N. Tracking and erosion resistance stability of highly filled silicone and alloy materials against electrical and environmental stresses. IEEE Proceedings on Generation, Transmission and Distribution. Vol. 1050 no. 4, 2003.

NAGDI, K. Manualle della Gomma, Editora Tecniche Nuove, 1987.

PEARCE, C.A. Silicon chemistry and applications -Monographs for teachers. Londres: Ed. The chemical society, 1972.

RODGERS, B (Editor). Rubber Compounding - Chemistry and Applications. Marcel Dekker Inc. USA, 2004.

FRANTA, I (Editor). Elastomers and rubber compounding materials. Studies in polymer science. Elsevier Science Publishing Co. pag. 228. 1989.

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Projeto de controladores de processos contínuos atr avés de laborátorios virtuais

Talitha Evangelista Ferreira da Silva *, Milton Bas tos de Souza **

* Bolsista de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected] **Mestre em Engenharia Elétrica , Orientador de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC,

[email protected] Resumo

Este trabalho tem como objetivo à implementação de experimentos virtuais em controle de processo com o Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench (LabVIEW), onde o usuário possa interagir com as simulações através de uma interface amigável, em um sistema simples e eficiente, que possibilite efetuar experiências de malhas de controle. A finalidade é possibilitar a execução de experiências reais de sistemas de controle de malhas de nível e temperatura, em uma tela interativa com objetivo de ajudar o pesquisador na solução dos seus problemas em automação industrial, dispondo de ferramentas que são capazes de realizar experiências voltadas, principalmente, para implementação de tópicos no estudo de sistemas de controle, tais como monitoração de sistemas em malha aberta, malha fechada, sistemas de primeira e de segunda ordem, implementação de vários tipos de estratégias de controle de processos. A ferramenta de trabalho será LabVIEW, versão 2009, que possui telas que representam o processo e que podem ser animados em função das informações recebidas pelo CLP, controladores, etc. Palavras-Chave: Implementação; LabVIEW; Controle de malhas.

1. Introdução

Na automação industrial, controladores de processo são equipamentos responsáveis pelo controle de processo industrial ou parte dele através de algoritmos de controle específicos, tais como PID, lógica fuzzy ou redes neurais. Em grande parte das configurações, um controlador é responsável por uma única malha de controle. Esses instrumentos são dedicados em sua função e podem enviar dados diversos para outros dispositivos ou outras malhas no processo. Entre outros, podemos encontrar em diversos tipos de plantas industriais, controladores de temperatura (pirômetros), vazão, pressão, nível, posicionamento, etc. Em geral isso é feito por controladores lógicos programáveis (CLPs), sistemas digitais de controle distribuído (SDCDs) ou equipamentos semelhantes. Tanto a indústria de processos quanto a de manufatura estão sob uma pressão crescente para maximizar a eficiência, reduzir o tempo ocioso e aumentar o rendimento. Engenheiros e especialistas na área reconhecem que o segredo para fazer essas implementações são informações precisas e atualizadas. Entretanto, o desenvolvimento da informação é complicado devido à grande variedade de software e hardware existente em uma planta industrial e a limitação de sistemas tradicionais. A incorporação de um ambiente de desenvolvimento gráfico (laboratório virtual), em um sistema já existente, serve para adicionar medições, analisar o processo para

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coletar dados complexos e convertê-los em informações úteis. Além disso, devido à fácil integração deste laboratório, é possível conectar e fornecer a informação onde ela for necessária seja em um banco de dados, um painel baseado em web ou até em um hardware de controle já existente. A estrutura de sistema de controle simulada utiliza a arquitetura clássica de controlador em série com a planta a ser controlada e com esquema de realimentação unitária. Na simulação, o usuário pode visualizar e entrar com valores para parâmetros como: tipo de controlador P (proporcional) ou I (integral) ou PI (proporcional/integral) ou PD (proporcional/derivativo) ou PID (proporcional/integral/ derivativo), tipo de planta (1ª ou 2ª ordem), podendo possuir dinâmica no numerador (zeros), além de atraso de transporte; sinal de perturbação de carga e entrada tipo degrau ou senoidal ou ainda uma combinação de ambos.

O LabVIEW é o laboratório virtual que será utilizado pelo pesquisador, é um ambiente de desenvolvimento gráfico que complementa o IEC 61131-3 baseado em CLPs, incorporando um computador pessoal (PC) e tecnologias embarcadas para análises em tempo real, monitoramento, controle avançado, e manutenção preditiva. É possível aumentar significantemente o desempenho, produtividade e disponibilidade utilizando LabVIEW em seus sistemas baseados em CLPs. Ele aumenta a capacidade de medições industriais com novas funcionalidades projetadas para análise e controle avançados, gerenciamento de sistemas distribuídos aprimorados e novas interfaces homem-máquina (IHMs). Com o LabVIEW, o usuário pode utilizar uma ferramenta de software para desenvolver e projetar sistemas industriais e implementar sistemas industriais de alto desempenho em medições, controle e análise avançada baseados em arranjo de portas programável em campo(FPGA), comunicação com sistemas existentes, e interfaces homem máquina.

Assim sendo, a inserção de ferramentas virtuais que possa subsidiar pesquisadores em soluções de automação será de grande valia para faculdade SENAI Cimatec. Ela permitirá a resolução de problemas com o mínimo de investimento em infra-estrutura.

Além disso, a atualização destas ferramentas será basicamente atualização de software e isto não onerará muito o custo do laboratório de automação, quando comparado com laboratórios de automação e controle baseados na utilização de Plantas Pilotos.


Para comprender os elementos que compõem uma malha de controle, foi utilizado o livro de OGATA, Engenharia de Controle Moderno. Para a parte de metrologia, tais como:o resultado de uma medição, para expressar de forma numérica o valor de uma grandeza física, sempre esta associada a uma incerteza inerente ao processo; os fatores que influenciam nos erros dos valores medidos devem ser do conhecimento do operador, tais como condições ambientais que impliquem em correções para comparação com os valores normalizados; métodos indiretos de medida quem envolvam operações matemáticas; instrumentos envolvidos, foi utilizado o livro do autor Lira, Francisco Adval de. Metrologia na Indústria. 2.ed. São Paulo. O conhecimento de Instrumentação Industrial foi de extrema importância para

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este projeto e pode ser obtido através do livro de SOISSON, Harold E. Instrumentação industrial. Paraná: Hemus, 2002. Estudo teórico e prático (lições de apredizagem) foi obtido no manual LABView Básico I e II, e além disso pode obter informações sobre outros projetos acadêmicos no próprio site da National Instruments que ajudou bastante em alguns problemas que obtive.

3. Metodologia

Primeiramente foi necessário obter um conhecimento sobre instrumentação industrial, especificamente sobre os elementos que compõem uma malha de controle, esse estudo foi realizado através do livro de OGATA, Engenharia de Controle Moderno, onde há dois tipos de malhas: aberta e fechada. A primeira é quando a saída do sistema de controle não tem efeito na ação do controle, ou seja, a saída nem é medida nem é realimentada para comparação com a entrada, se houver distúrbios num sistema deste tipo a tarefa não será desempenhada. Já a malha fechada, o sinal de saída possui um efeito direto na ação de controle, são sistemas realimentados para que se reduza o erro e a saída mantenha-se em um valor desejado. Entender a diferença de malha aberta e fechada é de extrema importância para identificar e definir as entradas e saídas para que se possa projetar um algoritmo, fluxograma e/ou diagrama de transição de estados para ajudá-lo a chegar à solução do software. Os elementos que compõem uma malha são: variáveis de processo, variável controlada, variável manipulada, meio controlado e agente de controle. As variáveis de processo são aquelas condições externas e internas que afetam o desempenho do processo. O processo pode ser controlado medindo-se a variável que representa o estado desejado e ajustando automaticamente as demais, de maneira a se conseguir um valor desejado para a variável controlada. Variável controlada ou variável do processo indica mais diretamente a forma ou o estado desejado do produto. Variável Manipulada é aquela que o controlador atua sobre ela, com a intenção de manter sempre o valor desejado, ela pode ser qualquer variável que cause uma variação rápida na variável controlada do processo. Meio controlado é a energia ou material no qual a variável é controlada. Por fim, agente de controle é a energia ou material do processo, enquanto a variável manipulada corresponde a uma condição ou característica.

A segunda parte do processo foi o estudo do LabVIEW Básico I e II.O manual do LabVIEW ajuda a ter um introdução ao software, que é uma linguagem de programação gráfica que usa “icons” ao invés de linhas de texto para criar programa.Estudando este manual ficou simples:entender painéis frontais, diagramas e blocos, ícones e connector panes,usar as estruturas de programação e tipos de dados que existem no LabVIEW,utilizar várias técnicas de edição e depuração,criar e salvar Vis (instrumentos virtuais) para que estas sejam utilizadas como sub Vis, mostrar e armazenar dados, criar aplicações que utilizam dispositivos DAQ (sistema de aquisição de dados).Este módulo utiliza um método de desenvolvimento de software que serve como estrutura para o desenvolvimento prático de todos os exercícios. Na maioria dos exercícios, é passado um cenário e passos do projeto. Depois você completa a implementação com testes e os passos de manutenção. Só assim, foi possível aprender a criar implementações de sucesso. No método de desenvolvimento de software, há os seguintes passos: Definir o problema (cenário), Desenvolver um algoritmo e/ou um fluxograma, Implementar o projeto, Testar e

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verificar a implementação, Manter e atualizar a implementação. Durante este estágio do método de desenvolvimento de software, é definido qual é o problema para que você possa abordá-lo com todos os fatores identificados. Você pode ignorar fatores externos durante esta fase e focar no núcleo do problema que você deve resolver. A maneira que o problema é identificado inicialmente pode economizar tempo enquanto se projeta e implementa a solução. Após determinar o escopo do problema, é preciso projetar uma solução analisando o problema. Parte da análise da solução é identificar as entradas e saídas do programa, assim como qualquer requisito adicional. Após serem definidas as entradas (As entradas indicam o dado puro que você precisa processar durante a resolução do problema.) e saídas (As saídas representam o resultado de cálculos, processamento ou outras condições que o processo de solução do problema implemente.), pode-se projetar um algoritmo, fluxograma e/ou diagrama de transição de estados para ajudá-lo a chegar à solução do software. Um algoritmo é uma série de passos que processam suas entradas e criam as saídas. O diagrama de transição de estados é um tipo específico de fluxograma muito utilizado quando são criadas máquinas de estados no LabVIEW, permitem que você indique claramente os estados do programa e o que causa uma transição do programa de um estado para o próximo. No estágio de programação, na verdade é criado um código para seu algoritmo ou fluxograma. Quando escrevemos um código em linguagens baseadas em texto, o algoritmo traduz satisfatoriamente a cada linha de código, dependendo do nível de detalhe mostrado no algoritmo. Devido o LabVIEW ser uma linguagem gráfica de programação, o fluxograma funciona quase da mesma maneira.

Na Lição 10, estudaremos Técnicas e Padrões Comuns de Projeto, aonde teremos mais informações sobre implementação de Vis a partir de um fluxograma ou um diagrama de transição de estados. Devido o LabVIEW ser uma linguagem gráfica de programação, o fluxograma funciona quase da mesma maneira. Na Lição 10, foram estudados Técnicas e Padrões Comuns de Projeto, aonde obtive mais informações sobre a programação de Vis a partir de um fluxograma ou um diagrama de transição de estados. Teste e verificação é uma parte importante do método de desenvolvimento de software. É necessário ter certeza de testar sua implementação com dados que são e não são lógicos para a solução criada. Testar dados lógicos verifica que as entradas produzem o resultado esperado. Ao testar com dados não lógicos, você pode verificar se o código faz um gerenciamento efetivo de erros.

A manutenção é um processo contínuo de resolução de erros de programação adicionando mudanças em paralelo à solução original de um problema.

Atualmente vem sendo estudado controle de nível no LabVIEW, esse controle pode ser feito pela medição direta ou indireta. Pelo método de medição direta, é a medição em que tomamos como referência a posição do plano superior da substância medida, pode ser realizada: pela observação visual direta, através de comparação com uma escala graduada; pela determinação da posição de um detector, como uma bóia, sobre a superfície do produto que se deseja medir; pelo contato de eletrodos com a superfície livre do nível a ser medido; pela interrupção de um feixe de luz enviado para uma célula fotoelétrica, pela interposição entre o emissor e a célula do produto cujo nível se deseja medir; pela reflexão de ondas de rádio ou sônicas na superfície livre do produto. Já a medição indireta, é o tipo de medição que se faz para determinar o nível em função de uma segunda variável.

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Agora o estudo está voltado para fazer o controle de nível com LabView, um passo-a-passo de como conseguir realizar e como usar os VI´s, para inicio é possível controlar pela plataforma de booking, no browser, é possível escolher três modos de interação: Main Painel, Graphs ou Level Control. No modo Main Panel, supondo que seja o controle de nível de água, num sistema com uma bomba, pode atuara bomba e a válvula de descarga e variar o fluxo de entrada de água, ao mesmo tempo é possível monitorar o estado dos vários detectores (on/off) e o valor do nível de água medido pelo instrumento utilizado.Se utilizado o Graphs, pode-se ver a evolução gráfica do nível de água no tanque superior para cada VI utilizado, existe um check boxes para cada VI.

Finalmente, se for utilizado o modo de interação Level Control, pode-se observar o comportamento do sistema quando ativado um controlador de nível PID, para que isso ocorra é necessário seguir alguns passos:

1. Introduzir o ganho proporcional (Kc), a constante de integração (Ti) e a constante de derivação (Td).

2. Visualizar o nível atual de água, nesse caso, (medido pelo VI) e introduzir a referência do nível desejado.

3. Pressiona o botão START para iniciar o controle.


Este projeto teve como finalidade a elaboração de um sistema de monitoração e controle de ensaios experimentais. Foi desenvolvido uma infra-estrutura com base em instrumentação virtual e uma metodologia para o desenvolvimento de um laboratório virtual, utilizando LabVIEW da National Instruments. O intuito maior foi o controle dos parâmetros de funcionamento de um sistema real de controle de nível, temperatura e pressão, utilizando uma interface amigável e intuitiva. Sendo assim foi possível contribuir com a aquisição de dados a distância para auxiliar no estudo de sistemas reais e virtuais que disponham de controle e a disposição de dados para elaboração de um relatório didático.

5. Conclusões

Com os estudos realizados e entendimento dos tópicos no manual do LabVIEW foi possível estar apta para começar a resolver os problemas passados no manual e até mesmo os que obtive ao longo da pesquisa . Os projetos como de controle de nível, temperatura e pressão foram realizados satisfatoriamente até o presente momento.

6. Referências

NATIONAL INSTRUMENTS. LabVIEW 5.1. Austin: National Instruments, c1999 disponível em: <http://cnx.org/content/m12193/latest >

PERSON, Addison-Wesley. Engenharia de Software. 8. ed. São Paulo: Prentice Hall, 2007. 240-256 p.

OGATA, Katsuhiko. Engenharia de controle moderno. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2003. 813 p. ISBN 85-216-1243-5

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KESTER, Walt. Data Conversion handbook. Amsterdam: Elsevier, 2005. 895 p. ISBN 13: 978-0-7506-7841-4,10: 0-7506-7

SMITH, Gary W. Controle de qualidade na indústria de malhas. Rio de Janeiro: SENAI/CETIQT, 1987. 74 p.

NATIONAL INSTRUMENTS. Disponível em: http://www.ni.com/dataacquisition

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Visão computacional no reconhecimento de formas e o bjetos

Paula Rayane Mota Costa Pereira*, Josemar Rodrigue s de Souza**,

* Bolsista de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected].

** Ph.D. em Informática, Orientador de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected].

Resumo

O desenvolvimento de ferramentas computacionais para resolver problemas na gestão da produção, automação e controle de processos está se tornando uma necessidade real no ambiente industrial. Neste contexto, sistemas de visão computacional têm proporcionado uma larga contribuição em muitas etapas do ciclo produtivo de um produto, como a orientação do movimento de um robô, a automação de tarefas específicas em plantas de fabricação e controle de qualidade. O presente artigo apresenta uma visão geral da utilização da visão computacional em sistemas produtivos, traz algumas técnicas e ferramentas empregadas para esta atividade e apresenta um modelo de robô construído e utilizado na LARC (Latin American Robotics Competition) que tinha como principal sistema de aquisição e processamento de dados a visão computacional. Alguns aspectos relevantes, como reconhecimento de padrões, principalmente, serão apresentados e discutidos.

Palavras-chave: Visão Computacional, Robótica Inteligente, Processamento de Imagem.

1. Introdução

Os novos sistemas de visão computacional têm sido utilizados com sucesso, juntamente as inúmeras técnicas de processamento de imagem desenvolvidas por especialistas para as mais variadas aplicações, já que um problema aplicado a visão computacional é sempre distinto, sendo necessária análise do problema para escolha da técnica mais indicada à aplicação.

Atualmente diferentes áreas fazem uso da visão computacional, como medicina, astronomia, analise de impressões digitais, reconhecimento de assinaturas, manufatura, robótica autônoma, entre outras.

Em um sistema, para um reconhecimento de imagem, deve-se, a partir de uma imagem ou um objeto, extrair informações desta imagem através de algum hardware capaz de obter tais informações, como câmeras (webcam) e sensores (scanner), processar as informações desta imagem utilizando um algoritmo para tal, e, por fim, executar determinada ação dependente dos dados obtidos no processamento da imagem.

A Figura 1 mostra a arquitetura lógica de comunicação de dados de uma aplicação da visão computacional utilizando uma câmera e controladores.

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Figura 1: Representação de uma arquitetura lógica d e controle


Devido à crescente automatização dos processos produtivos, busca-se proporcionar aos sistemas computacionais e de robótica capacidade de tornar automática a execução de tarefas complexas. No atual estágio de desenvolvimento da indústria brasileira, muitas destas tarefas complexas (que muitas vezes são repetitivas) são realizadas por operadores humanos (ORTH, 1998).

Segundo Caetano, a organização de um sistema de visão computacional depende de sua aplicação, assim como a implementação específica deste sistema depende também se sua funcionalidade é pré-especificada ou se existe alguma parte de aprendizagem durante a operação.

Algumas aplicações específicas de reconhecimento de formas no ramo da Visão Computacional estão atraindo muitos pesquisadores durante os últimos anos, sobretudo o problema de reconhecimento de faces que conta com a busca do mercado por essas aplicações e à acessibilidade da tecnologia necessária para o seu desenvolvimento. Essas aplicações são principalmente voltadas para a área de segurança, como métodos de identificação pessoal - crachá, carteira de motorista, leitura de impressão digital e íris dos olhos (Reaes, 2006).

Outra aplicação muito empregada está no reconhecimento de padrões, que possibilita utilização de sistemas para controle de qualidade, metrologia, entre outros. Segundo Feliciano, Souza e Leta (2005), a Metrologia por imagem consiste no processo automatizado de inspeção/medição, e engloba conceitos de Metrolgia e de Visão Computacional. É a medição sem contato que utiliza algoritmos computacionais.

Pode-se destacar, ainda, algumas aplicações industriais neste contexto, como identificação de erros, orientação de robôs, rastreabilidade de materiais em linhas de produção, medição de peças. Além disso, há também técnicas que combinam visão computacional a interferometria laser e uso de máquina de medição por coordenadas para desenvolver sistemas de inspeção.

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A Figura 2 mostra um diagrama de blocos para exemplificação da aplicação de Visão Computacional na Metrologia.

Figura 2: Sistema de Visão Computacional para mediç ão (baseada em Gomes e Velho, 1994)

Mesmo com muita tecnologia e pesquisa nesta área, ainda não existem sistemas de reconhecimento de formas tão poderosos quanto a visão humana.

Entretanto, o sucesso dos sistemas de visão computacional está nas restrições feitas acerca do universo da análise de imagens. O algoritmo poderá ser mais eficiente quando houver mais restrições, porém este será menos genérico. Por exemplo, um sistema que identifica objetos pretos num chão branco, precisa apenas diferenciar o preto do branco. Algumas restrições são necessárias, desde que o sistema continue funcional e robusto o bastante para sua aplicação.

3. Metodologia

Utilizou-se um sistema de visão computacional aplicado a um desafio proposto na Competição de Robótica Latino Americana (LARC), categoria IEEE Open 2010, o qual simulava um centro de distribuição de cargas onde um robô autônomo (sem intervenções humanas no seu controle) deveria atuar na área de logística deste centro, servindo como um manipulador e carregador de cargas (cubos) distintas que estariam distribuídas em determinados lugares. Após localização destas cargas, o robô deveria coletá-las e colocá-las em ordem de cores pré-estabelecidas em outro local.

A Figura 3 ilustra o centro de distribuição que o robô deveria atuar, mostrando a forma que as cargas/cubos estariam posicionadas inicialmente e como elas deveriam ser organizadas, respectivamente.

A ordem do conjunto de cores da posição inicial era sorteada no inicio de cada prova.

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Figura 3: Localização dos cubos no inicio da prova e no final, respectivamente.

Neste desafio havia inúmeras regras que o robô deveria respeitar.

Após testes com algumas arquiteturas e ferramentas para o controle do processo, definiu-se o método para solução deste problema que consistiu num sistema de Visão Computacional, o qual deveria captar informações do ambiente através de uma câmera (webcam) e transmitir os frames captados para a CPU – utilizou-se um nettop no robô para tal tarefa. A CPU recebia estes frames, e, através de um algoritmo de processamento de imagem, tratava estas informações e, com base nos dados recebidos, transmitia parâmetros para um microcontrolador, através de uma comunicação serial/USB, que por sua vez estava conectado aos atuadores do robô, como os motores, e executava a ação determinada pelos parâmetros recebidos.

A Figura 1 apresenta o diagrama em blocos da comunicação feita para este sistema.

O robô contava com sensores Infravermelho para detectar precisamente os objetos durante o seu carregamento e descarregamento. Uma webcam era responsável pela aquisição de imagens da arena.

O sistema de movimentação compunha de quatro rodas omnidirecionais, possibilitando ao robô deslocamento em qualquer sentido, conforme a Figura 4.

Figura 4: Sistema de deslocamento

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Para manipular a carga, foi utilizada uma garra em forma de pinça, a qual era controlada por um servo-motor acoplado a uma caixa de redução que tinha como função abrir e fechar a garra.

A Figura 5 mostra o robô na sua versão final.

Figura 5: Robô


Dentre os problemas provenientes deste estilo de competição, a capacidade do robô de enxergar e se situar no ambiente foram os mais desafiadores.

Para permitir que o robô tivesse dados suficientes para poder se movimentar, a imagem obtida pela câmera (webcam) era processada em tempo real. A interpretação coerente desta imagem era feita utilizando a biblioteca OpenCV, com a interface em C/C++, que é estável e de boa usabilidade. Esta biblioteca permite a leitura de imagens diretamente da webcam, além de prover funções de tratamento, detecção de bordas e diversos algoritmos de aprendizagem.

A imagem recebida da câmera era pré-processada antes de servir de entrada para o modelo de mundo do agente. Este processo envolve o tratamento de imagem em relação à luminosidade, cores, ruídos e cálculo da distorção causada pelo posicionamento da câmera em relação ao centro do robô.

Através deste processo realizado, foi possível desenvolver um modelo de mundo que atendia aos requisitos impostos pela competição.

A partir dos dados obtidos dos diversos sensores (distância, visão), o robô constrói um modelo simplificado, baseado nos marcadores centrais do campo, assim como certas linhas do campo como pontos para ajuste fino do alinhamento.

Ao iniciar uma corrida, o robô identificava sua posição no campo e então marcava a posição de cada cor em relação ao campo. Feito isso, ele iniciava o processo de transporte e armazenamento, mantendo o histórico de quais e quantos objetos já tinham sido transportados. Para evitar que ruídos atrapalhassem na medição, o robô buscava utilizar a base histórica como forma de medir o seu deslocamento e alinhamento com seu objetivo.

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Para evitar que pequenas variações no posicionamento, a partir de certa distância, o robô ignora o sistema de visão e utiliza apenas os sensores de distancia para efetuar o alinhamento.

5. Conclusões

Este trabalho apresentou utilizações de sistemas de visão computacional em variadas áreas, assim como a descrição deste sistema aplicado a um robô autônomo desenvolvido com base nos conceitos apresentados inicialmente.

Após a competição, que o robô foi projetado para participar, ele ainda apresentava falta de robustez no seu programa de processamento de imagem devido ao uso da visão como única solução, pois, o problema de auto localização, mapeamento do ambiente, rastreamento e reconhecimento dos objetos e dos limites impostos ao robô, estavam dependentes apenas do sistema de visão tratá-los, quando estas tarefas poderiam ter sido divididas e incumbidas a outros componentes, como sensores de linha, bússola, entre outros.

Devido ao fator apresentado e ao curto período de tempo de desenvolvimento deste sistema, não foi possível concluí-lo com êxito para a aplicação que foi projetado. Entretanto, os resultados obtidos foram bastante relevantes para continuação de pesquisas na área de visão computacional e para disponibilização de informações e ferramentas para esta linha de pesquisa.

6. Referencias

BRADSKI, G.; KAEHLER, A. - Learning OpenCV: Computer vision with the OpenCV library. O’Reilly Media, 2008.

CAETANO, A. C. M. (2009) - Visão computacional como possibilidade de interatividade em trabalhos artísticos. Brasília.

FELICIANO, F.F.; SOUZA, I.L.; LETA, F.R.; (2005) - Visão computacional aplicacada à metrologia dimensional automatizada: considerações sobre sua exatidão. Universidade Federal Fluminense.

GOMES, J.; VELHO, L. Computação gráfica: Imagem. IMPA-SBM. 1994.

ORTH, A.; (1998) - Desenvolvimento e Implementação de um Sistema de Reconhecimento Automático de Peças Mecânicas em uma Célula Flexível de Manufatura. Projeto RAP. Laboratório de Automação Industrial, UFSC. Congresso da Sociedade Brasileira de Computação, SBC 98.

REAES, F.B. (2006) - Reconhecimento de Faces em Imagens: Projeto Beholder. Instituto de Matemática e Estatística. Universidade De São Paulo, Departamento de Ciência da Computação.

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Software modular para sistema eletrônico baseado na Comunicação Alternativa Aumentativa (CAA)

João Venâncio Abreu Santos Filho *, Xisto Lucas Tra vassos Júnior **, Cleber Vinícius Ribeiro De Almeida ***


** Engenheiro Eletricista, Doutor em Engenharia Elétrica , Orientador de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, lucas,[email protected]

*** Engenheiro Eletricista, Mestre em Engenharia Elétrica , Orientador de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected]

Resumo

O projeto de pesquisa visou o desenvolvimento de um software de interface gráfica intuitiva e dinâmica, para auxílio à comunicação em diversas situações de comprometimento das faculdades de expressão e compreensão lingüística. As telas do programa foram planejadas com base nos métodos de Comunicação Aumentativa Alternativa (CAA), um padrão de tecnologia assistiva de comunicação. Desenvolvido para permitir sua execução em um dispositivo eletrônico portátil com tela sensível ao toque (touchscreen), este software busca auxiliar a inserção de seus usuários nos mais comuns contextos comunicativos funcionais. Palavras chave: Acessibilidade, Tec. de comunicação, Sistemas Embarcados, Eng. de produto.

1. Introdução

A interação e a comunicação são primordiais para a humanidade. A habilidade de se comunicar envolve a troca de conhecimento, opiniões, até de simples anseios e necessidades a serem expressas. Trata-se de muito mais do que a troca simples de informações. É a caracterização do sujeito.

A partir da proposta da iniciativa do trabalho com engenheiros do SENAI CIMATEC junto a uma fonoaudióloga do Centro Estadual de Prevenção e Reabilitação de Deficiências (CEPRED), projetou-se um programa que promove a comunicação de cidadãos com dificuldades para estabelecer vínculos de interação. Devido às suas características é necessário um trabalho conjunto com especialistas que atuam na recuperação de deficiências, sendo o desenvolvimento do software um processo evolutivo.

2. Metodologia

O planejamento do software consumiu um tempo significativo. Cerca de dois meses antes de iniciar qualquer código aproveitável. No entanto, foi extremamente importante. Ele começou a partir de um estudo prévio das técnicas de tecnologia assistiva, focadas à comunicação, incluindo os diversos padrões de comunicação pictórica (Deliberato, 2007). Um dos padrões analisados foi o Picture Communication Symbols (PCS) (Johnson, 1992). Este padrão possui figuras bidimensionais (2D) coloridas, possibilitando o uso de fotos, palavras e números. É o mesmo utilizado

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atualmente no CEPRED. Com este formato, facilita-se o entendimento, a compreensão e a construção de frases adequadas a um contexto específico. No padrão PCS, as figuras são divididas em pranchas de comunicação. Cada uma com um tema ou local que designa as frases a serem escolhidas. Na Figura 1 pode-se observar um exemplo de tela da prancha de comunicação, aplicativo principal do programa.

Figura 1 – Prancha de comunicação, aplicativo principal do software.

Dificuldades oriundas dos possíveis usuários ao utilizar o programa, como a falta de coordenação motora, dentre outras, deveriam ser analisadas, no intuito de não conflitarem com as principais características do software. Com o auxílio da profissional idealizadora do projeto, foi possível desenvolver o primeiro layout do programa, considerando os aspectos acima citados. Deficiências motoras dos usuários, por exemplo, impactariam no cuidado com o espaço para os elementos visuais, bem como o espaço para o toque. (Mauri et al, 2006).

Diagrama 1 – Particionamento do software.

O diagrama 1 demonstra o particionamento do programa, obtendo uma visão geral

Software CAA

Configuração do

sistema

Monitoramento das

entradas

Interagir com os usuários

Verificação dos arquivos

Verificação dos eventos de

entrada

Ativar função dos

eventos

Imagens da Prancha de

Comunicação

Arquivos executáveis dos

aplicativos

Ícones e arquivos

de inicialização

Impressão do resultado do

evento

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das funções, com o fluxo de informações e domínio comportamental definidos. O software faz a configuração do sistema a partir da busca dos arquivos de inicialização, imagens, executáveis, além dos arquivos de texto necessários para o programa, monitora a entrada de eventos do usuário e ativa as funções de cada botão, ou parte da tela correspondente, para que a interação seja completa, imprimindo o resultado gerado pelo evento. Com o problema dividido, “os itens de controle e de dados que se movem ao longo de uma interface devem se restringir às entradas exigidas para executar a função declarada e às saídas exigidas por outras funções ou elementos do sistema” (Pressman, 1995).

Com o escopo do software definido, e todas as funções importantes avaliadas, os aspectos relativos ao desenvolvimento da plataforma de hardware foram então definidos. Com um custo consideravelmente baixo, poderia ser desenvolvido um hardware capaz de comportar o kernel (núcleo operacional) do Linux e desenvolver aplicações gráficas com periféricos de entrada compatíveis ao projeto – no caso, o painel sensível a toque (touchscreen).

3. Ambiente de desenvolvimento

O uso de sistemas operacionais embarcados, especificamente o Linux, tem crescido substancialmente, principalmente na última década. Aplicações diversificadas surgem frequentemente como em players (tocadores) de música, telefones, diversos dispositivos eletrônicos móveis, na automação industrial, em equipamentos de redes de comunicação, ou seja, praticamente em qualquer aplicação contemporânea de sistemas embarcados. Além disso, as versões mais atuais do kernel do Linux podem ser portadas em uma grande variedade de unidades de processamento, entre as quais estão as plataformas ARM, AVR32, MIPS e PowerPC. (Raghavan et al 2006).

Entre as vantagens da utilização do Linux Embarcado, frente a outros sistemas operacionais, estão a licença de versões de kernel testadas e estáveis livre para uso, além da possibilidade de redistribuição e modificação do código fonte. Algumas desvantagens são: o uso de mais memória, em aplicações em que esta é extremamente escassa, e certa complexidade de desenvolvimento de drivers de dispositivo ,necessários para integração do sistema operacional com dispositivos periféricos a utilizar, como o painel touchscreen.Todo o projeto do software realizado para a aplicação com o microprocessador ARM920T, processador com a arquitetura ARM9. Utilizou-se a placa de desenvolvimento da ATMEL AT91RM90200-EK, que apesar de defasada para sistemas multimídia com processamento de imagem, possibilitou a visão de criação com elevado desempenho, que possibilitará um software mais rápido quando embarcado em um hardware mais robusto, já sendo concebido.

Incluir o kernel do Linux e as demais aplicações necessárias ao hardware não é algo

trivial. Foi necessária a técnica de compilação cruzada, na qual um programa, chamado compilador cruzado, é utilizado para criar um arquivo executável de uma aplicação para uma plataforma diferente daquela em que o compilador está instalado (plataforma nativa, chamada host). Neste caso, apesar da plataforma final, denominada target (alvo) poder incluir um sistema operacional e um compilador nativo, sendo também capaz de realizar mesma tarefa, o tempo para tal feito é significativamente superior ao se for realizado no realizado no computador host, no

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caso, o desktop. Além disso, o modo de compilação cruzada permite maior portabilidade, sendo capaz de gerar executáveis para diferentes plataformas. Pode-se, por exemplo, gerar executáveis dos programas para o próprio host (compilação nativa).

Com o ambiente Linux da máquina host devidamente configurado, foi preciso utilizar um compilador cruzado. O compilador escolhido foi o GCC (GNU Compiler Collection), plenamente funcional em ambiente Linux e com suporte a diversas linguagens de programação, incluindo C, C++ e Java. Com este compilador foram obtidos tanto a imagem do kernel (arquivo comprimido do núcleo do sistema operacional) como os executáveis dos programas utilizados sobre o Linux, em versão adequada para a aplicação desejada com tecnologia embarcada.Durante a escolha das bibliotecas (conjuntos de códigos auxiliares com funções de uso frequente) que poderiam ser utilizadas para o desenvolvimento do código fonte, a solução aplicada foi a utilização de uma biblioteca gráfica já existente e bem difundida, a DirectFB (Roest e Kropp, 2009). 4. Desenvolvimento

O software desenvolvido realiza todas as rotinas necessárias para exibir informações ao usuário através de uma tela, captar os eventos criados através de entrada de dados, essencialmente através do touchscreen, e responder apropriadamente através da mesmo tela. Para tanto, foram preparadas as funções desejadas ao software constituídas basicamente pelas bibliotecas de rotinas gráficas e pelos drivers. Estes realizam a comunicação do microprocessador no qual o programa estiver sendo executado com os dispositivos de entrada e saída de dados.

O programa principal, definido como “prancha de comunicação”, foi desenvolvido em linguagem C de modo a apresentar as imagens para CAA em duas telas simples e de uso acessível, uma tela para seleção de imagens e outra para a visualização das imagens selecionadas, de modo a atender aos requisitos do usuário. Cada tela foi tratada como um conjunto específico de rotinas com sua própria interpretação das operações realizadas pelo usuário e suas respectivas respostas.

O programa foi desenvolvido em linguagem C de modo a apresentar as imagens em duas telas simples e de uso acessível, uma tela para seleção e outra para a visualização das imagens selecionadas, de modo a atender aos requisitos do usuário. Cada tela foi tratada como um conjunto específico de rotinas com sua própria interpretação das operações realizadas pelo usuário e suas respectivas respostas.

A organização do código do programa em blocos permite não só a melhor associação de cada funcionalidade a um trecho definido do código, mas também facilita sua separação em unidades menores, chamadas módulos, onde cada um abrange um conjunto específico. Cada unidade ou módulo é organizada em arquivos separados. Essa técnica, conhecida como modularização de código permite que as funções mais simples do programa sejam organizadas conforme as características e aplicabilidades comuns, e utilizadas em outros diferentes módulos mais complexos, independentemente de seus detalhes internos. Através da modularização do código é possível que vários programadores desenvolvam os diferentes módulos, acelerando o desenvolvimento do programa. Além disso, facilita-se todo o processo

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de testes, manutenção e atualização, visto que cada módulo pode ser testado e modificado de forma independente dos demais.

Além do aplicativo de comunicação, foram desenvolvidos para o dispositivo outros aplicativos voltados à educação e ao entretenimento. Criou-se a rotina para o menu inicial do software, Figura 2, na qual é realizada a varredura dos aplicativos existentes, seguindo o mesmo método utilizado para escolhas do programa de comunicação: busca de diretório do aplicativo com arquivo de descrição e neste a recuperação do nome da aplicação, do nome do seu ícone e do seu arquivo executável.

Figura 2 – Menu principal do software.

Os demais aplicativos desenvolvidos foram: “Calculadora”, um aplicativo de cálculo simples; “ABC”, um teclado comum para escrita de mensagens digitadas; “Desenho”, programa de desenho com uso do touchscreen ou mouse; e “Mapa”, que mostra um desenho simples do mapa da cidade de Salvador, Bahia, permitindo ampliar e detalhar um pouco seções predefinidas do mapa.


A base de estudo de comunicação suplementar, alternativa e/ou aumentativa, foi indicada pelos profissionais que trabalham ativamente com crianças com comprometimento da comunicação em diferentes níveis, deve-se ter em mente que estes métodos de comunicação fazem parte das Tecnologias Assistivas (DELIBERATO, 2007).

Quando trabalha-se com software livre e Linux Embarcado, livros e artigos contém a base para o desenvolvimento (Raghavan et al, 2006), além das discussões nos fórums e espaços de usuários Linux que utilizam a compilação cruzada para desenvolvimento de produtos eletrônicos (Free Electrons, 2010), estes são de grande ajuda para criação dos scripts de instalação e definição da viabilidade dos recursos utilizados com o sistema.

Para para o processo de pré-modelagem, desenvolvimento, testes e validação, ou seja, para a engenharia de software, o nivél de comprometimento e organização dos desenvolvedores possibilitou atingir prazos com qualidade e objetivo, modelos para engenharia de software foram consultados em (Pressman, 1995). Utilizando a linguagem C de programação, uma base bibliográfica de autores renomados ficaram

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à disposição para desenvolvimento dos algoritimos utilizados (Tenenbaum et al, 1995), (Schildt, 1997).

6. Conclusões

O objetivo principal do desenvolvimento do software foi obter um programa aplicável como ferramenta de auxílio à comunicação de pessoas com qualquer dificuldade na fala. Para tanto, durante a programação, foi necessário testar e, eventualmente, ajustar os resultados obtidos após cada passo do desenvolvimento, até que se obtivesse o programa com todas as funções desejadas.

Este trabalho foi inicialmente desenvolvido para obter custos altamente reduzidos, por isso a preocupação de garantir programas que tivessem desempenho aceitável em plataformas com pouco “poder” de processamento. Porém, como perspectivas futuras, esperasse que o hardware trabalhado seja atualizado para as tecnologias atuais, ou seja, melhor desempenho e menor preço, o que favorece a utilização de bibliotecas gráficas com recursos mais rebuscados, proporcionando evolução do dispositivo a sistemas semelhantes aos atuais tablets e PDA’s (Personal Digital Assistant).

As opiniões e impressões dos profissionais que atuam na reabilitação com deficiências foram de grande importância para a validação do uso do dispositivo. A documentação dos testes foi feita com vídeos e relatórios, portanto, poderá também ser assistida e comentada por outros profissionais que poderão avaliar a evolução do uso do dispositivo e o quanto ele pode ser explorado. Através desse processo de testes e ajustes foi possível não só obter um software para CAA com todas as funções previstas, mas também com bom gerenciamento da memória, velocidade de execução satisfatória e aparência amigável ao usuário. Portanto, com um protótipo físico concluído, resta a perspectiva de que, futuramente, o programa seja embarcado em dispositivos desenvolvidos para o uso em instituições de referência, como o CEPRED, ou para uso pessoal. Será através de aplicações como esta que o trabalho investido, na programação do software, poderá contribuir para alcance de benefícios sociais.

7. Referências

DELIBERATO, DÉBORA (2007) - Comunicação Alternativa: Recursos e procedimentos utilizados no processo de inclusão do aluno com severo distúrbio na comunicação. Núcleos de Ensino da UNESP - Edição 2007, Universidade Estadual Paulista – Publicações. p. 366-378. ISBN: 978-85-98605-22-7. http://www.unesp.br/prograd/, outubro de 2009.

JOHNSON, R. (1992) - The Picture Communication Symbols. Book II. Solana Beach, CA, Mayer Johnson.

PRESSMAN, ROGER S. (1995) - Engenharia de Software. Tradução: José Carlos Barbosa dos Santos, Revisão técnica: José Carlos Maldonado, Paulo Cesar Masiero, Rosely Sanches. São Paulo: Pearson Education do Brasil.

RAGHAVAN P.; LAD AMOL.; NEELAKANDAN SRIRAM. (2006) - Embedded Linux System Design and Development. Auerbach Publications, Broken Sound Parkway NW.

ROEST, N.; KROPP, J.; KROPP D. O. (2009) - DirectFB - Reference Manual - 1.0.1. Disponível em: http://directfb.org/ Acesso jun de 2010.

TENENBAUM, AARON M.; LANGSAM, Y.; AUGENSTEIN, MOSHE J. (1995) - Estruturas de dados usando C. Tradução Teresa Cristina Félix de Souza, Revisão técnica e adaptação dos programas Roberto

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Carlos Mayer. São Paulo: MAKRON Books.

SCHILDT, HERBERT (1996) - C Completo e Total. Tradução e revisão técnica Roberto Carlos Mayer São Paulo: MAKRON Books

FREE ELECTRONS. Embedded Linux System Development. Disponível em: http://free-electrons.com Acesso em agosto de 2010

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Desenvolvimento de uma Prancha Eletrônica Portátil para Comunicação Alternativa Aumentativa (CAA) para cria nças

com deficiência Gustavo Moura Costa *, Xisto Lucas Travassos Júnior **, Cleber Vinícius Ribeiro De Almeida***

* Bolsista de Iniciação Tecnológica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected],

** Engenheiro Eletricista, Doutor em Engenharia Elétrica , Orientador de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected]

*** Engenheiro Eletricista, Mestre em Engenharia Elétrica , Orientador de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC. [email protected]

Resumo

O projeto “Sistema Eletrônico Portátil Baseado na Comunicação Alternativa Aumentativa (CAA) para Portadores de Necessidades Especiais”, viabilizado pelo Edital 008/2008 – Apoio a Projeto em Temas Estratégicos, da FAPESB, visa o desenvolvimento de um dispositivo eletrônico que facilite a comunicação e o aprendizado de portadores de necessidades especiais. Até o momento, têm-se o software de comunicação testado e validado por pacientes do CEPRED. Na fase atual, pretende-se desenvolver o hardware da versão final e comercial do dispositivo supracitado. Este é o objetivo principal das atividades desenvolvidas ao longo deste trabalho. Serão descritas a seguir as atividades desenvolvidas, bem como os resultados obtidos. Este artigo está estruturado em três tópicos: uma Introdução, com uma breve contextualização do problema e do projeto como um todo, a Metodologia, onde serão descritas as tarefas realizadas e os resultados alcançados, e, encerrando o documento, uma Conclusão.

Palavras chave: Projeto de Sistemas Embarcados, Tecnologias Assistivas, Comunicação Alternativa Aumentativa, tablets.

1. Introdução

O projeto consiste no desenvolvimento de um sistema eletrônico, portátil, adaptável, dinâmico, interativo e acessível de Comunicação Alternativa Aumentativa (CAA), aplicável em situações de comprometimento da expressão e compreensão lingüística associado à deficiência intelectual, transtornos específicos da linguagem, problemas sensoriais e/ou motores. Conta com o apoio da FAPESB (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia) e as parcerias do SENAI CIMATEC, do CEPRED (Centro Estadual de Prevenção e Reabilitação de Deficiências), da Faculté Polytechnique de Mons (Bélgica) e da empresa Distak Computadores Ltda. O sistema facilitará o desenvolvimento lingüístico, emocional, cognitivo e social de pessoas com transtornos comunicativos e/ou linguagem de natureza congênita, adquirida, degenerativa ou temporária.essoas portadoras de necessidades especiais normalmente precisam de auxílio para executar tarefas básicas do dia-a-dia. Visando aumentar a inserção na sociedade destas pessoas o projeto propõe um equipamento inovador e de baixo custo baseado na comunicação alternativa e aumentativa para diminuir a dependência e aumentar a auto-estima objetivando uma maior inclusão na sociedade. A técnica atual baseia-se na confecção de pranchas de papel com figuras do padrão PCS (Picture Communication Symbols) ilustradas na

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Figura 1 . A confecção é feita com xerox das páginas de livros com figuras PCS ilustradas na Figura 2 , que posteriormente são recortadas, montadas e coladas em uma folha de papel em branco. É um processo trabalhoso, que resulta em um material facilmente e rapidamente degradável, preto-e-branco e de baixo acamamento. Diferente do sistema eletrônico proposto, o qual fornece o material necessário para a comunicação efetiva e possui uma vida útil estendida.

Figura 1 – Figuras PCS adaptada do software “Editor de Prancha Livre”.

Figura 2 – Livro de figuras PCS.

O objetivo é construir uma prancha eletrônica portátil resistente a manuseio abrupto com uma tela sensível ao toque (touchscreen) de 15 polegadas e espessura de 20 milímetros aproximadamente, alimentado por uma bateria de íon de lítio. O dispositivo se assemelha a um tablet, porém mais enxuto no que concernem os recursos de hardware.

Antecedendo o período de vigência da bolsa, o desenvolvimento do software da Prancha Eletrônica Portátil de Comunicação (PEPC), proposta neste projeto e que será utilizado no sistema eletrônico a ser projetado, encontrava-se finalizado. O objetivo desse trabalho visa o estudo e concepção dos sistemas e circuitos que atendam aos requisitos mínimos para suprir as necessidades já conhecidas de hardware, de forma a compor as especificações do dispositivo. Assim, criando um sistema portátil. Viabilizando, dessa forma, o desenvolvimento da versão final de um produto de baixo custo e competitivo comercialmente, que possa ser distribuído como mais um dos recursos de Tecnologias Assistivas na rede pública de saúde em unidades como o CEPRED, parceira deste projeto.


Os componentes são organizados na placa de acordo com alguns critérios para evitar interferência entre sinais (crosstalk), bem como facilitar o roteamento. Os componentes são agrupados primeiramente pelo grupo funcional, Ethernet, USB, memória, etc. Depois são posicionados de acordo com o tipo de sinal, digital, analógico, alimentação, e por último são arrumados de modo a colocar os componentes que possuem o mesmo tipo de alimentação, próximos um do outro para poder gerar um plano de alimentação (MONTROSE, 2000).

O roteamento, etapa onde são traçadas as trilhas de cobre por onde passaram os sinais do circuito eletrônico, ou seja, a definição de “rotas”, é uma etapa trabalhosa devido ao fato da quantidade significativa de trilhas e do fato de ser realizado, preferencialmente, de forma manual, aplicando os conhecimentos de compatibilidade eletromagnética (EMC) descritos em (MONTROSE, 2000). Os algoritmos de roteamento automático mais poderosos existentes no mercado ainda não superam o discernimento humano (MONTROSE, 2000).

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Para os sinais de alimentação e terra são gerados planos de alimentação e terra que fornecem um isolamento entre as trilhas evitando a interferência produzida pelo campo magnético gerado pelo fio condutor além de manter o retorno do sinal mais próximo a ele, o que é importante. Existe um plano de terra para cada tipo de sinal, planos de terra analógicos e digitais, e existe um plano de alimentação para cada tipo de alimentação, 3.3V, 5V etc. O layout foi realizado com o auxílio do livro Printed Circuit Board Design Techniques for EMC Compliace, segunda edição, de Montrose publicado em 2000. Devido ao fato da tecnologia dos tablets, dispositivo o qual mais se aproxima do dispositivo proposto, ser recente, há ainda uma escassez de literatura técnica de desenvolvimento sobre o tema.

3. Metodologia

Seguindo o fluxograma apresentado na Figura 3 , as atividades realizadas neste trabalho estão representadas pelos itens destacados em amarelo, os quais correspondem a concepção do hardware do produto final. O projeto consiste de duas placas, a placa principal, onde está posicionado o processador e as memórias, e uma placa secundária, com processador próprio, responsável de gerenciamento de bateria e da alimentação do sistema: monitoramento, carga e descarga da bateria, efetuar os processos de turnon (ligar) e o shutdown (desligamento) do dispositivo. A placa de gerenciamente de baterias foi desenvolvida de acordo com as referências: (IPENS, 1998), (IEEE, 2008), (Electric Vehicles, 2005) e (PASSOLD et al., 2006).

Figura 3 – Fluxograma do projeto.

Uma bancada de múltipla exibição, representada pela Figura 4 , foi utilizada para a construção do hardware e criação do layout das PICs (Placas de Circuito Impresso) que foram desenvolvidas, além de duas estações de montagem de placa onde os protótipos foram montados sendo uma delas dedicada para componentes BGA (Ball Grid Array),

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componentes que possuem os pads, terminais no formato de esferas feitas de solda, na parte inferior, representados pelas Figuras 5 e 6.

Figura 4 – Estação de múltipla exibição utilizada no projeto do

hardware e layout da PCI.

Figura 5 – Bancada de montagem das Placas

eletrônicas do protótipo.

Figura 6 – Estação de retrabalho para BGA.

Inicialmente foi feito um estudo de sistemas que possuiam ferramentas semalhantes às que poderiam ser impregadas no projeto com atenção especial a placa dedicadas para desenvolvimento. Após algum estudo e pesquisas de topologias diferentes de sistemas e com algumas considerações de requisitos básicos para o projeto, foram definidos quais serias as especificações necessário para serem implemantados no hardware.

Com as especificações do sistema definidas foram criadas bibliotecas dos componentes que fariam parte da mecânica da placa. A biblioteca de componente possui duas partes: o símbolo, representação do componente que o identificará no esquemático do circuito, e o encapsulamento , representação do componente físico no ambiente de desenvolvimento digital. Para o projeto da PCI foi utilizado como ferramenta computacional de CAD (Computer Aided Design) o software EAGLE (Easily Applicable Graphical Layout Editor) da CadService (SENAI CIMATEC, 2008), um software específico para a elaboração do layout de placas de circuito impresso que integra as funções do desenho do circuito elétrico (esquemático) ao projeto da PCI.

Após a criação das bibliotecas iniciou-se o desenvolvimento do esquemático do circuito do projeto. O esquemático possui circuitos de alimentação, controlador, memória, configuração de boot e periféricos que incluem uma porta micro usb host e uma USB devise, uma entrada para SD-Card dedicada para boot do sistema e uma outra para utilização normal, comunicação ethernete e serial via RS-232 para comunicação com o módulo GSM e memória RAM de 256Mb. Boa parte do circuito é baseada na placa de desenvolvimento iMX515-EVK, a qual utiliza o procerssador adotado no projeto (iMX515), sugerida pela fabricante Freescale, com algumas adaptações específicas para o atendimento dos requisitos do projeto (Freescale, 2009).

A construção do layout da placa iniciou-se com um estudo da mecânica que envolve a placa e os outros componentes que integram o sistema. O componente principal a ser analisado é a tela de LCD (Liquid Crystal Display - Mostrador de Cristal Líquido) que será utilizada no protótipo, pois será a referência dimensional do produto. Baseado nas dimensões da tela definiu-se as dimensões da placa do circuito. Assim, as restrições mecânicas levaram às primeiras considerações para o projeto da placa: quais as áreas onde não poderiam haver componentes, como superfícies de contato e localização de

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conectores, as quais podem depender de outro objeto que se juntará a este, e pontos de fixação. Neste protótipo a placa ficará na extremidade inferior do LCD na parte traseira, logo, os conectores só poderão ser disponibilizados externamente se estiverem posicionados na lateral da PCI. As placas eletrônicas foram concebidas utilizando componentes com encapsulamentos (invólucros) para montagem em superfície (Surface Mounted Devices ou SMD), pertencentes à tecnologia SMT (Surface Mounted Technology) em 90% da área, sendo os 10% restantes utilizando a tecnologia convencional ou PTH (Pin-Thought Hole). Foi adotada a estratégia de multilayer (multicamada) para a placa do dispositivo, permitindo o aumento de densidade de componentes e redução das dimensões físicas (MONTROSE, 2000). Os sinais foram separados por funcionalidade em oito camadas: duas de alimentação, duas de terra e quatro de sinal de dados e controle, sendo que em alguns momentos quando há um congestionamento de sinais devido ao número muito grande de trilhas em um mesmo lugar é preciso passar alguns sinais de dados para uma camada de terra.


O andamento do projeto se encontra avançado. As bibliotecas de componentes e o esquemático dos circuitos estão prontos, faltando apenas a conclusão do layout da placa. O estudo da mecânica da placa foi feito com sucesso, os componentes distribuídos e as trilhas de sinal roteadas faltando apenas a criação dos planos de alimentação e terra e a revisão geral.

A conclusão do layout da placa finaliza a criação do primeiro protótipo da prancha eletrônica de comunicação alternativa aumentativa. Após a aprovação do protótipo algumas alterações já estão previstas para as próximas versões do dispositivo. Será incluído nas versões futuras conexão wi-fi, aumento da memória para 1Gb, atualização do processador e ferramenta GSM integrada. O protótipo utilizado nos teste foi implementado em uma placa de desenvolvimento e apresentava um porte mais robusto como mostra a Figura 7 .

Figura 7 – Protótipo utilizado para testes de softw are.

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5 Conclusão

Neste texto foram descritas as atividades voltadas as desenvolvimento do hardware do dispositivo que constituirá o Sistema Eletrônico Portátil Baseado na Comunicação Alternativa Aumentativa (CAA) para Portadores de Necessidades Especiais. Trata-se de um desenvolvimento complexo, pois sistemas similares aos tablets apresentam um nível de integração de componetes eletrônicos, redução de tamanho e peso e recursos de software elevados.

A complexidade da placa requer um sólido conhecimento em layout de PCI e aplicação de muito conceitos de compatibilidade eletromagnética (EMC). A participação nesse projeto agrega experiências relevantes no desenvolvimento de produtos eletrônicos, na programação estruturada, utilzando principalmente a linguagem C/C++, além de noções layout de placa com considerações de EMC.

6. Referências

Freescale. i.MX51 Generic Reference Design, 2009, SCH-26203

IPENZ Transactions, Vol. 25, No.1/EMCh, 1998

IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 55, n.O 6, June 2008

Journal of Asian Electric Vehicles, Vol. 3, n.O 1, June 2005

MONTROSE, Mark I; Printed Circuit Board Design Techniques For EMC Compliance. 2ND Ed. 2000. ISBN 0-7803-5376-5

PASSOLD, F., POSSA, Paulo Ricardo. Recarregador inteligente de Baterias In: INDUSCON 2006 (Conferência Internacional de Aplicações Industriais), 2006, Recife, PE. Proceedings. Recife: UFPE, 2006.

SENAI CIMATEC. Layout de Placas Eletrônicas no software CAD EAGLE, Salvador, Bahia, Brasil, 2008.

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Desenvolvimento do sistema de monitoramento remoto e aquisição de dados de uma fonte de soldagem didátic a

Dario de Albuquerque Arcoverde Júnior, Daniel Da Si lva Motta


** Mestre em Engenharia Mecânica, Orientador de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected]

Resumo

Este material apresenta o estudo do desenvolvimento de um sistema de monitoramento remoto e aquisição de dados para uma fonte de soldagem didática utilizada no processo TIG (tungstênio inerte gás). Contempla características e propriedades do processo citado, bem como características de algumas fontes de energia e de um sistema de monitoramento, na informação de dados para o operador da máquina. Palavras chave: TIG; fonte de energia;sistema de monitoramento;operação;dados.

1. Introdução

O processo de soldagem TIG, é um processo a arco elétrico que utiliza um arco entre um eletrodo não consumível de tungstênio e a poça de fusão. A poça de fusão, o eletrodo e a parte do cordão que está se formando é protegido através do gás de proteção que é emitido pelo bocal da tocha, por meio de orifícios do mesmo. Este processo tem as opções de realizar a soldagem com ou sem (solda autógena) o metal de adição, ficando a escolha do modo de operação dependendo da circunstância. O surgimento deste processo ocorreu devido a grande necessidade de realizar a soldagem em materiais difíceis, como o magnésio e o alumínio, isso, na época da segunda guerra mundial, principalmente por causa da indústria aeronáutica. Conforme o tempo ia passando, com os avanços tecnológicos, a soldagem TIG acabou se tornando um processo de alta qualidade e com um custo relativamente baixo, podendo ser usado em diversas aplicações, sem falar em suas vantagens (Bracarense, 2000).

2. Fontes de energia

Portanto, para que todo esse processo aconteça é necessária a utilização de uma fonte de energia. As fontes utilizadas no processo TIG são do tipo Corrente Constante, no entanto por ser um processo manual, e ocorrendo uma variação no comprimento do arco, havendo também uma variação na tensão, a variação na corrente será mínima. Esta energia necessária pode ser fornecida em corrente alternada ou corrente contínua, tanto por fontes de transformadores/retificadores, quanto por geradores. As fontes de energia para soldagem TIG apresentam tanto uma resposta em queda, para fontes do tipo com controle magnético, quanto uma resposta de saída aproximadamente de corrente constante, para fontes controladas eletronicamente (Bracarense, 2000).

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2.1. Fontes convencionais

Na soldagem manual, em locais onde não é possível a colocação de um pedal para controle da corrente, as fontes magnéticas oferecem uma alternativa para faze-

lo através do deslocamento do comprimento do arco. Entretanto, devido ao seu alto tempo de resposta, estas fontes não são utilizadas em processos com corrente pulsada. A maior parte deste tipo de fonte é considerada como um circuito aberto de controle. Assim sendo, elas tem menor repetibilidade, precisão e resposta, além de serem menos eficientes e de grande porte. Algumas de suas vantagens estão na simplicidade de operação da fonte, baixa manutenção do equipamento em ambientes industriais e baixo custo (Bracarense, 2000).

No caso das fontes eletrônicas elas são muito vantajosas para processos automatizados, pois como o seu controle acontece em circuito fechado, estas fontes têm precisão e repetibilidade necessária. Em grande parte, oferecem tempos dinâmicos de resposta muito baixos. Essas fontes possuem algumas desvantagens por terem uma maior complexidade na operação e manutenção, não esquecendo dos custos que são relativamente altos (Bracarense, 2000).

A escolha da fonte de energia para a soldagem TIG depende muito do tipo de corrente que será utilizada no processo.

Essas fontes convencionais (transformadores e transformadores - retificadores) dependem de sistemas mecânicos ou elétricos para o controle de ajuste de saída. Pouco mudou nos últimos anos. No decorrer da década de 80, 90, foram introduzidos novos conceitos no projeto e fabricação de fontes de energia para a soldagem. Estes conceitos têm em comum a introdução de dispositivos eletrônicos muito mais versáteis e rápidos, para o controle de saída da fonte (Modenesi, 2009).

2.2. Diferença entre as fontes convencionais e font es com controle eletrônico

Abaixo serão citadas algumas vantagens das fontes com controle eletrônico em relação às fontes convencionais:

• Possuem um melhor desempenho, pois apresentam resposta dinâmica e reprodutibilidade superiores às convencionais.

• Diversas funções: A alta velocidade de resposta unida as características de funcionamento das fontes mais modernas, permitem simular em uma única fonte, curvas características de diversas formas. Dependendo dessas características, particularmente de seu sistema de controle, a saída do equipamento pode ser mudada, inclusive o tipo de sua curva característica durante a operação de forma a responder, por exemplo, a eventos que estejam ocorrendo no arco (Modenesi, 2009).

• Capacidade de ser programada e conexão mais fácil com equipamentos periféricos: O controle eletrônico permite que a fonte troque sinais com sensores externos, microprocessadores internos, computadores e robôs.

• Condições de soldagem “otimizadas” ou regras preestabelecidas para a seleção de parâmetros de soldagem podem ser armazenadas em alguma

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forma de memória eletrônica e usadas para definir a operação do equipamento. Esta capacidade permitiu o desenvolvimento de fontes (do inglês, one-knob machines) que podem ser operadas através de um único controle básico (Modenesi, 2009).

• Redução de peso e dimensões: A introdução de fontes inversoras levou a uma redução nas dimensões do transformador devido ao uso de corrente alternada de alta freqüência. O transformador por ser a maior parte de uma fonte convencional, permitiu assim, uma grande redução no tamanho da fonte (Modenesi, 2009).

Uma desvantagem é que essas fontes possuem um custo elevado e uma manutenção mais complexa.

2.3. Fonte didática

Contudo, não há dentre os equipamentos comercialmente disponíveis no mercado uma fonte de soldagem que possua recursos didáticos, ou seja, que permitam a interação do operador de forma amigável e mesmo permita que o operador corrija certos erros operacionais possibilitando o aumento da produtividade e em aplicações de treinamento e aprendizagem inclusive com os erros cometidos. Outra característica importante e que não está disponível nacionalmente e portanto é economicamente proibitiva para certas aplicações é a aquisição de dados e gerenciamento remoto de processos o que garante altos níveis de economia no consumo de energia elétrica através da otimização do uso do equipamento durante o processo, bem como a avaliação do perfil do processo para fins de pesquisa aplicada na área.

No entanto, o principal objetivo é a instalação de um dispositivo de saída que permita que a fonte de energia do tipo SCR, que são Tiristores, ou retificadores controlados de silício, devido a sua simplicidade, robustez e a possibilidade de controle da saída da fonte com pequenos sinais eletrônicos, se comuniquem com o operador do processo por meio de sinais emitidos pela mesma, quando ocorrer uma instabilidade no arco, com o intuito de obter uma otimização do processo.

3. Metodologia

A metodologia aplicada neste trabalho foi fundamentada por estudos de teorias relativas ao desenvolvimento do sistema de monitoramento remoto e aquisição de dados de uma fonte de soldagem didática para o processo TIG, a partir de pesquisas realizadas em páginas da internet, artigos científicos, livros e bibliografias encontradas, afim de obter um embasamento teórico do assunto.


Com base nos estudos realizados sobre o desenvolvimento do sistema de monitoramento remoto e aquisição de dados de uma fonte de soldagem didática, ficou claro que para aplicação desse sistema foi tomado como base uma fonte do

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tipo SCR (retificadores controlados de silício), já que elas possuem características ideais para a implementação do sistema.

O desenvolvimento desse sistema trouxe resultados satisfatórios no que diz respeito a qualidade obtida pelo processo, bem como a interação do operador com a máquina, esta por sua vez emitindo sinais informativos em caso de instabilidade do arco, para que os erros cometidos durante a soldagem diminuissem consideravelmente, aumentando assim a produtividade.

5. Conclusão

Concluiu-se com este trabalho a pretensão de desenvolver tecnologias já existentes para fontes de soldagem a partir da consolidação do perfil operacional, estabelecimento de pontos de melhoria das tecnologias existentes, para um melhor desempenho do processo.

6. Referências

BRACARENSE. Processo de soldagem TIG . 2000;

CHIAVERINI, V. Tecnologia Mecânica. Processos de Fabricação . v. II. Editora Makron Books. 1986.

KOU, Sindo. Welding Metallurgy . 2nd Edition. New York, John Wiley & Sons. 2003;

MACHADO, Ivan G., Soldagem & Técnicas Conexas: Processos . Livro. 1ª Edição. Editado pelo autor. Porto Alegre, 2002.

MARQUES, Paulo Villani, Soldagem: Fundamentos e Tecnologia . Livro. 2ª Edição. Editora UFMG. Belo Horizonte, 2007.

MARQUES, Paulo Villani, Tecnologia da Soldagem . Livro. 2ª Edição. Editora FCO. Belo Horizonte, 2002.

MODENESI, Paulo J. Fontes de Energia para a Soldagem a Arco. 2009;

WAINER, Emilio, Soldagem: Processos e Metalurgia . Livro. 1ª Edição. Editora Edgard Blücher. São Paulo, 2000.

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Realização do processo de estampagem incremental po r roboforming para fabricação de componentes metálico s.

Victor Áquila Almeida Damasceno*, Charles Chemale Y urgel**


** Doutorando em Engenharia Mecânica , Orientador de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected]

Resumo

Este trabalho apresenta o processo de estampagem incremental por roboforming para prototipagem rápida de chapas metálicas. Desenvolve estudos voltados para conformação de chapas através de um punção que está fixado a um robô. Mostra a fabricação de peças de pequenos lotes e geometrias simples e complexas, que necessitem de um elevado grau de deformação plástica e com custo de fabricação reduzidos. Palavras chave: Conformação de chapas; roboforming; estampagem incremental.

1. Introdução

Estampagem é um processo de conformação mecânica que consiste na deformação plástica, onde é realizada a fabricação de peças em series, as quais terão de adquirir forma em todas as suas partes de uma unica vez (Polack, 1974).

A estampagem incremental utilizada para prototipagem rápida de componentes fabricados em chapas metálicas, onde se produz deformações plásticas localizadas em regiões específicas da chapa. Essas deformações são ocasionadas através de pressões pontuais realizadas por um punção com geometria menor que a chapa metálica. O processo de estampagem incremental por roboforming é desempenhado por um robô, sendo que o punção que aplica a pressão de deformação está fixado ao mesmo, possibilitando o aumento da capacidade de estampagem em diferentes direções, como por exemplo, nos três eixos (Lora, 2010).

Esse processo de conformação é voltado exclusivamente para a fabricação de peças em pequenos lotes, podendo ter formatos complexos. A sua utilização como fabricação de peças, para esse caso, é devido ao ponto de vista econômico, pois os mesmos não seriam viáveis financeiramente para uma produção de um ferramental completo (Tiburi, 2007).

A estampagem incremental é uma alternativa viável por ter na sua composição materiais relativamente baratos, com boa resistência, e sem a presença de componentes móveis (Tiburi, 2007).

No processo de estampagem é necessário que haja um estudo específico dos materiais, referente as suas características e propriedades. Estes influenciarão no processo, assegurando uma melhor fabricação de acordo com as exigências esperadas (Alexandra, 2010).

Neste trabalho irar-se determinar parâmetros do processo de estampagem incremental por roboforming em chapas metálicas que serão utilizadas para

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protipagem rápida, no qual exige deformações maiores que as deformações por processos convencionais, trabalhando no limite das propriedades.

2. Estapagem Incremental

O processo de estampagem incremental de chapas metálicas, que por meio da deformação plástica se chega ao produto acabado. Esse tipo de processo utiliza-se de ferramentas específicas de alta precisão que possibilita a elaboração de peças de chapas de diversas geometrias. Para realizar a estampagem de chapas metálicas pode-se utilizar robôs, equipamentos CNC específicos ou adaptando máquinas-ferramentas de usinagem, nos quais possibilita o trabalho em três eixos (Castelan, 2010; Daleffe, 2008).

O processo de estampagem incremental se aplica na fabricação de peças em pequenos lotes, onde a forma dos produtos podem variar com o decorrer do tempo, sendo estes produtos de geometria simples ou complexa (Alexandra, 2010).

O princípio de funcionamento desse processo é a movimentação incremental de uma determinada ferramenta com uma ponta hemisférica ou esférica sobre uma chapa, seguindo uma trajetória pré-definida, executando a conformação do componente em múltiplos passos. Dessa forma, a deformação ocorre de maneira progressiva, aumentando a conformabilidade da chapa, quando comparada com os processos convencionais de estampagem (Castelan, 2010; Alexandra, 2010; Llídio, 2010).

2.1 Conformação Incremental de chapas

Os tipos de deformação plástica incremental com aplicação na prototipagem rápida são: Conformação incremental simétrica e Conformação incremental assimétrica. (Lídio, 2009).

A conformação incremental simétrica é designada por “spinning”¹, consiste na execução de vários incrementos extensos consecutivos com a ferramenta de conformação sobre a chapa. Um outro processo é o “shear forming”² que deriva do “spinning”, no qual a ferramenta de conformação fica em permanente contato com a chapa, permitindo deformação constante sobre a forma geométrica. (Llídio, 2009).

Já a conformação incremental assimétrica se caracteriza por apresentar ferramentas específicas de pequena dimensão, pela ausência ou utilização de matrizes dedicadas, tendo um contato contínuo entre a ferramenta e a chapa fazendo um movimento tridimensional e controle da ferramenta. A conformação assimétrica pode ser realizada em uma máquina CNC de três eixos. (Lídio, 2009).

2.2. Caracterização tecnológica

2.2.1 Processo por roboforming

Durante o processo a chapa é fixada a um suporte, o qual se move verticalmente ao longo de quatro guias localizada em cada canto da mesa. O movimento vertical do

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suporte é causado somente pela gravidade e não controlado por nenhum dispositivo. Tanto o suporte quanto o robô se movimentam de forma conjunta para a realização do processo de estampagem incremental (Daleffe, 2008).

Os benefícios do robô comparado à estampagem com máquinas fresadoras são evidentes. O robô trás flexibilidade ao processo de fabricação e possibilita a combinação de várias etapas de fabricação. Um único robô pode realiza múltiplas tarefas como posicionar a chapa, cortar com laser e conferir tratamento térmico. (Daleffe, 2008).

Fonte: DALEFFE, 2008

Figura 1 - Estampagem incremental por roboforming.

O processo de estampagem incremental por roboforming assemelha-se ao processo utilizado nos de máquinas CNC (Comando numérico computadorizado). O processo começa com o modelo 3D em CAD do produto, trabalhando em conjunto de um software que transfere a linguagem da operação para o robô (Daleffe, 2008).

O material ideal para Estampagem incremental seria aquele que tivesse uma reduzida tensão de escoamento e uma grande tensão máxima, grande deformação relativa E. Ou seja, um material que possua uma grande ductilidade, consequentemente uma boa tenacidade, possibilitando o trabalho no limite da deformação. Além dessas informações, as chapas devem conter uma espessura que favoreça sua estampabilidade, e um diâmetro da ferramenta apropriado (Carlos, 2010).

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3. Metodologia

A metodologia utilizada foi embasada por um aprofundamento teórico, a partir de levantamento bibliográfico em livros, artigos científicos e páginas da internet, sobre a estampagem incremental e suas caracteristicas tanto de chapas metálicas como o processo em si. Com intuito de obter uma visão mais técnica e real deste processo, avaliando e detectando considerações importantes do mesmo, afim de promover pesquisas futuras.


Dos estudos realizados embasado nos fundamentos teóricos sobre estampagem incremental mostra a versatilidade do processo com a utilização de um robô. Com um unico robô é possível otimizar tarefas envolvidas na fabricação, na produção de peças em larga escala, como posicionamento de chapas e cortes comparado ao processo convencional.

Os tipos de deformção incremental simétrica por Spinning demonstrou uma maior capacidade de produção comparado a de shear forming, pelo fato de ocorrer múltiplas deformações, aumentando conformabilidade da peça comparando também há processos de estampagem convencional.

O processo de estampagem incremental por roboforming por protipagem rápida favorece a fabricação de componentes de chapas metálicas com deformações plásticas em regiões específicas. Isso mostra que o processo por roboforming permite a fabricação de peças de alta qualidade, e com materiais e componentes de baixo custo.

5. Conclusão

Conclui-se com o trabalho proposto que o processo de estampagem incremental por roboforming é viável comparado ao convencional, por trazer benefícios que otimizam o processo. Possui uma maior capacidade de produção, com fabricação de peças com geometrias mais complexas, através de um unico robô que realiza múltiplas tarefas.

6. Referências

CASTELÃN, J.Estampagem Incremental do titânio comercialmente pu ro para aplicação em implante craniano . 2010. 193 f. Dissertação Mestrado em

Processo de Fabricação. Escola de Engenharia Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalurgia e dos Materiais – PPGEM, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2007.

CAVALER, Luiz Carlos de Cesaro. Parâmetros de conformação para estampagem increment al de chapas de aço inoxidável AISI 304L. Tese para obtenção do título de Doutor em Engenharia Metalúrgica. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2010.

DALEFFE, Anderson. Estudo do processo de estampagem incremental em cha pa de alumínio puro . Dissertação para obtenção do título de Mestre em Engenharia. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2008.

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FERRARINE, J. L. Caracterização de materiais para o processo de Esta mpagem . Dissertação para título de Mestre em Engenharia. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2004.

MARQUES, Tania Alexandra Ferreira. Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Materiais . Instituto Superior Técnico, Universidade Técnico de Lisboa. Outubro de 2010.

POLACK, Antonio V. Manual prático de estampagem . Editora HEMUS, 1974.

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Desenvolvimento dos circuitos de controle de uma fo nte de soldagem didática.

Agnaldo Ribeiro França Neto*, Daniel Da Silva Motta**


** Mestre em engenharia mecânica, Orientador de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected]

Resumo

O trabalho levantou conceitos teóricos necessários para o desenvolvimento de um circuito de controle de uma fonte de soldagem didática. A pesquisa para o desenvolvimento envolveu a aquisição de informações do funcionamento de uma fonte de soldagem, bem como os parâmetros necessários para a soldagem, o comportamento da solda (como a solda reage com a variação dos parâmetros ideais de soldagem) e o funcionamento de um circuito de controle de potência de uma fonte de soldagem.

Palavras chave: Tig, Soldagem, Fonte.

1. Introdução

As fontes de soldagem são equipamentos aplicados à fabricação de peças metálicas, tratam-se de equipamentos de grande importância na infra-estrutura de obras de construção metal mecânica e procedimentos de manutenção. Usado largamente, este equipamento que remonta dos primórdios em termos de processos de fabricação, tem características construtivas bastante diversas, desde as mais primárias (transformadores), ate equipamentos mais modernos e dotados de tecnologia mais complexa. Com este trabalho houve o levantamento de conceitos teóricos para o desenvolvimento de tecnologias já existentes para fonte de soldagem a partir da consolidação do perfil operacional.

2. Metodologia

A metodologia adotada neste projeto de pesquisa foi a Abordagem Empírica, tendo como Estratégia de Pesquisa a Análise Documental (MARTINS & THEOPHILO, 2007) dos documentos técnicos relacionados ao assunto e das informações tecnicas disponíveis no sitio do NI (National Instruments) e de testes feitos com fontes de soldagem.

3. Resultados e Discussão :

Dentre os equipamentos que podem ser utilizados como fonte para o processo TIG, tem-se: os retificadores, transformadores, transformadores retificadores e inversores. Para esse trabalho foi utilizado como referência o retificador da ESAB LHI 250, esse retificador é uma fonte de corrente constante, ou seja, se durante a operação de soldagem houver alguma variação da tensão devido ao afastamento da tocha com relação ao metal de base, ainda assim a corrente se manterá no mesmo valor do pré-selecionado pelo operador antes de iniciar a soldagem. Para que a corrente se mantenha constante a

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placa de circuito de controle captura um sinal de corrente da saída e o compara com o valor da corrente pré-selecionada. O resultado desta comparação e enviado a CI’s que são responsáveis por disparar tiristores, liberando mais ou menos corrente, a depender do resultado da comparação feita anteriormente, para um grande indutor que mantém a corrente no valor especificado.

No desenvolvimento da placa de circuito de controle deste trabalho os elementos mais importantes são: o amplificador operacional, que é o responsável por fazer a comparação dos valores de corrente e o TCA 785 que é o circuito integrado (CI) responsável por disparar o tiristor, dentre esses dois elementos o TCA 785 é o componente principal para a construção da placa. Para que o CI funcione corretamente ele precisa estar sincronizado com a rede elétrica que alimenta o retificador, o sinal de sincronização é obtida através de uma alta resistência ôhmica da tensão de linha (voltagem Vs ) que é o pino 5 e deve ser ligado na mesma rede que alimenta a fonte de soldagem. Um registro de sincronização controla um gerador de rampa, o capacitor c10 da qual é cobrado por uma corrente constante (determinada por R9 ) . se a rampa de tensão V10 exceder o controle de tensão V11 (provocando ângulo � ) , um sinal é processado para a lógica. Dependendo da magnitude da tensão de controle de V11, o ângulo de disparo � pode ser deslocado dentro de um ângulo de fase de 0° a 180°. Para cada meia onda, um pulso positivo de aproximadamente 30 µs de duração aparece nas saídas Q1 e Q2. A duração do pulso pode ser prolongada até 180° através de um capacitor C12. se o pino 12 está ligado ao GROUND, o resultado será um pulso com uma duração entre � e 180°. O pulso gerado nas saídas Q1 e Q2 é o resp onsável por altera o angulo de disparo do tiristor, aumentando ou diminuindo o valor da corrente que alimenta o indutor (K12) da fonte.

4. Conclusões:

Não há dentre os equipamentos comercialmente disponíveis no mercado uma fonte de solda que possua recursos didáticos, ou seja, que permitam a interação do operador de forma amigável e mesmo permita que o operador corrija certos erros operacionais possibilitando o aumento da produtividade e em aplicações de treinamento e aprendizagem inclusive com os erros cometidos. Este trabalho vem propor os conceitos necessários para o desenvolvimento de uma fonte de soldagem que seja funcional e ao mesmo tempo didática.

5. Referências

ESAB. Manual de Instruções. Disponível em: <http://www.esab.com.br/br/por/Produtos/equipamentos/upload/0206160rev0LHI250_pt_en_es.pdf>. Acesso em: 25 maio 2011.

QUITES, Almir M.. Introdução à soldagem a arco voltaico. Florianópolis: Soldasoft, 2002. 352 p.

SIEMENS. Phase Control IC. Disponível em: <http://www.dee.ufc.br/~rene/industrial/Capi01/1-tca785.pdf>. Acesso em: 14 jun. 2011.

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Desenvolvimento de compósitos de polímero/partícula s de madeira (WPC´s) e estudo das condições de processam ento

nas propriedades mecânicas e acabamento superficial destes compósitos.

Givanildo de Oliveira Lima Praxedes1*; Zora Ionara Gama dos Santos**

* Bolsista de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected]*,

**Mestre em Engenharia Química, orientador de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected]

Resumo

Estão disponíveis no mercado vários equipamento possíveis de se processar materiais compósitos de matriz termoplástica, porém o que nos proporciona melhores resultados tem sido a extrusora dupla rosca corrotacional modular, visto que a mesma permite varia a configuração da rosca, através da incorporação de vários tipos de elementos, produzindo diferentes taxas de cisalhamento e tempo de residência o que pode promover diferentes níveis de degradação no polímero fundido. Neste trabalho usou-se uma extrusora desse tipo, variando elementos de rosca de forma a se obter três tipos de configurações diferentes, onde se observou o acabamento superficial dos filetes (espaguetes) produzidos a partir de compósitos com matriz termoplástica (polipropileno) tendo como fase dispersa partículas de madeira. Além do acabamento superficial foi possível ter uma idéia da degradação sofrida pelo compósito durante o processamento, comparando as diferentes configurações, através de valores de propriedades mecânicas e medidas de índice de fluidez destes. Concluiu-se que as configurações que proporcionaram maior tempo de residência promoveram filetes com melhor acabamento superficial, porém apresentaram propriedades mecânicas inferiores àquelas apresentadas pelas composições resultantes de configurações mais leves. Palavras chave: Compósitos; WPC; Configuração de rosca.

1. Introdução

É de fundamental importância o conhecimento do tempo que o material polimérico permanece dentro do equipamento durante o seu processamento [I,2], principalmente quando se considera a grande sensibilidade destes materiais orgânicos à degradação termo-mecânica. O tempo de permanência do polímero na extrusora é definido pelo compromisso de ser suficientemente longo para que todas as reações desejadas se completem e o mais curto possível para se evitar excessiva degradação do polímero. O tempo de residência não é um valor único, mas uma distribuição em torno de um valor médio. Portanto o tempo de residência deve ser encarado como uma distribuição de tempos de residência, normalmente representada por uma função, denominada Função de Distribuição de Tempos de Residência - FDTR.

Uma das formas de se variar o FDTR é através da mudança na configuração de rosca da extrusora [1]. A configuração da extrusora modular é composta de um tipo de rosca que permite incorporar vários tipos de elementos de condução (EC), mistura

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(EM) e de condução e mistura de passo esquerdo (ECE ou EME), produzindo diferentes níveis de cisalhamento no fundido. Os ECs possuem vários fatores que influenciam na determinação do tipo de fluxo, tais como ângulo de condução, passo, largura e número de filetes por unidade de comprimento. Existem vários tipos de EM, os mais comuns são formados por "discos", nos quais a largura e diferença angular entre eles, provocam níveis distintos de mistura, cisalhamento e transporte no material durante o fluxo [2-6]. Durante o processo de extrusão, o material é exposto às condições de altas temperaturas e taxas de cisalhamento, as quais causam degradação, ocorrendo a combinação de degradação térmica, mecânica e química [8]. Neste trabalho analisou-se a influência de 3 diferentes configurações de rosca nas propriedades mecânicas e acabamento superficial do compósito PP/madeira.

2. Experimental:

Materiais

Neste trabalho foi utilizado como matriz um polipropileno copolímero heterofásico com índice de fluidez 6,0g/10min, fornecido pela empresa Quattor Petroquímica S.A. Como fase dispersa usou-se partículas de madeira (eucalipto), como agente de acoplamento um polipropileno funcionalizado com anidrido maleico.

Método

Os compósitos foram preparados através do processo de extrusão variando as configurações de rosca de acordo com na Fig 1 e a presença ou não de talco,. Destas composições foram preparados, pelo processo de injeção, corpos de prova segundo norma ISSO 3167, 1993 (E) e realizado teste de resistência à tração segundo norma

Figura 2: Configuração da zona de mistura da rosca: (a) rosca 1; (b) rosca 2 e (c) rosca 3.

3. Resultados e discussões

0

5

10

15

20

25

Screw 1 Screw 2 Screw 3

Configuração de rosca

Te

nsã

o na

rup

tura

(M

pa)

(

0% Talc

15% Talc

(a)

0

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20



Ten

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0% Talc

15% Talc

(b)

0

500

1000

1500

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3000

3500



Mó

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Pa

0% Talc

15% Talc

(c)

Figura 3: Influência da configuração de rosca e presença do talco na: (a) tensão no escoamento dos compósitos; (b) tensão de ruptura dos compósitos e (c) módulo elástico dos compósitos.

(a)

(b)

(c)

80


(a) (b) (c)

Figura 4: Filetes produzidos: (a) uso da configuração de rosca 1; (b) uso da configuração de rosca 2; (c) uso da configuração de rosca 3

3. Conclusões

- Variação da configuração de rosca modifica o acabamento superficial dos filetes dos compósitos e pode promover da degradação destes durante o processamento;

- As configurações que proporcionaram maior tempo de residência (rosca 2 e 3 - maior cisalhamento) promoveram filetes com melhor acabamento superficial, porém apresentaram propriedades mecânicas inferiores àquelas apresentadas pela composição resultante de configuração mais leves (rosca 1).

4. Referências

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Kuguchi, M., Kataoka, Y. Matsunaga, H., Yamamoto, K., Enans, P. D. Surface deterioration of wood-flour polypropylene composites by weathering trials. The Jap. Wood Res. Soci., 2006.

Hyer, M. W. Stress analysis of fiber-reinforced composite materials. Boston: WCB McGraw Hill, 1998.

Dominkovics, Z., Dányádi, L., Pukánszky, B., Surface modification of wood flour and its effect on the properties of PP/wood composites. Comp.: P. A, 2007.

ZANIN, M., DESIDERÁ, C., LOGAREZZI, A., CORREA, C.A. Sistematização da extensão do uso de resíduos de serrarias e potencialidade de aplicação. In: IX Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente,CDROM, 2002.

CARVALHO, F. J. X. Compósitos com reforço natural. Plástico Reforçado, Editora do administrador, Ano VIII, n 50, p 40-44, 2006.

KARGER-KOCSIS, J.; CZIGÁNY, T. On the essential and non-essential work of fracture of biaxial-oriented filled PET film. Poly. v. 37, p. 2433-2438, 1996

MAI, Y.-W.; COTTERELL, B. Effect of specimen geometry on the essential work of plane stress ductile fracture. Eng. Fract. Mech., v. 21, p. 123-128, 1985.

CHING, E. C. Y.; POON, W. K. Y.; LI, R. K. Y.; MAI, Y-W. Effect of strain rate on the fracture toughness of some ductile polymer using the essential work of fracture (EWF) approach. Polim. Eng. Sci., v. 40, p. 2558-2568, 2000.

MAI, Y.-W. On the plane-stress essential fracture work in plastic failure of ductile materials. Ins. J. Mech. Sci.., v. 35, p. 995-1005, 1993.

C

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Determinação dos fatores que afetam a biodegradabil idade em polímeros por diferentes metodologias de análise

Vander Cássio Silva de Oliveira*, Wagner Mauricio P achekoski**

* Bolsista de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected] ** Doutor em Desenvolvimento de Blendas Biodegradáveis constituídas de Poli (hidroxibutirato) – PHB e Poli(acido lático) –

PLA para Fabricação de Filmes, Orientador de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected]

Resumo

Neste trabalho foi avaliado o potencial de biodegradação de polímeros como o poli(ácido lático) – PLA, poli(β-hidroxibutirato) – PHB e da blenda com 75% de PLA e 25% de poli(ε-Caprolactona) – PCL (PLA75/PCL25), pela técnica de perda de massa. A caracterização mecânica foi feita através do ensaio de tração e para visualizar a biodegradação fotomicrografia farão tiradas. Não houve grandes variações nas propriedades, pois o tempo de ensaio não foi suficiente para causar biodegradações consideráveis. Palavras-chave: Polímeros Biodegradáveis, Ensaios de Biodegradação.

1. Introdução

Várias empresas e faculdades, nas suas diversas categorias, estão estudando formas de aumentar as propriedades mecânicas e térmicas dos materiais poliméricos biodegradáveis. A análise da biodegradação, após os as modificações, é fundamental para garantir que o polímero biodegradável mantenha a mesma taxa de biodegradação e obtenha melhores propriedades. Porém, ainda se tem carência de laboratórios capacitados em análise de biodegradação.

Desta forma, este trabalho visou analisar a biodegradação dos polímeros poli(ácido lático) – (PLA), poli(β-hidroxibutirato) – (PHB), e da blenda PLA75/PCL25 pela técnica de perda de massa, método Sturm adaptado. Esta blenda foi selecionada através de ensaios preliminares onde se analisou as propriedades de blendas com teores diferentes.

2. Revisão bibliografica

Este capítulo apresenta uma breve revisão da literatura sobre os conceitos referentes a polímeros biodegradáveis, blendas poliméricas, biodegradação e métodos de análise de biodegradação.

2.1 Polímeros biodegradáveis

Plástico biodegradável é um plástico degradável na qual a degradação resulta da ação de microrganismos de ocorrência natural, tais como bactérias, fungos e algas (Rosa & Pantano, 2003).

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Os principais polímeros biodegradáveis são os biopolímeros derivados do amido e poliésteres. Os produtos derivados de amido são atrativos devido ao baixo custo e origem natural, enquanto os poliésteres são de interesse pelo fato de serem produzidos por fermentação ou rotas sintéticas acessíveis (Rosa & Carraro, 1999).

2.2 Blendas poliméricas

Blendas poliméricas pode ser definida como misturas físicas ou mecânicas de dois ou mais polímeros, de forma que entre as cadeias moleculares dos diferentes polímeros só exista interação intermolecular secundaria (Wiebeck & Harada, 2005).

É muito difícil de encontrar em apenas um polímero todas as propriedades de uma dada aplicação. Sendo assim, as blendas são muito eficientes em misturar as propriedades de dois ou mais polímeros para adaptar os mesmos para uma aplicação final.

2.3 Biodegradação

Com o crescimento do mercado quanto ao uso dos polímeros biodegradáveis, percebeu-se a necessidade de regulamentar sua definição, bem como padronizar métodos que pudessem mensurar suas propriedades biodegradativas. Em maio de 1999 foi efetivada pela International Standards Organization (ISO) um método para avaliação da biodegradabilidade de um material padronizado mundialmente, contido nas normas ISO 14851, 14852 e 14855 (ISO 14851, ISO 14852, ISO 14855 : Standard Methods for ecological plastics avaliation).

Biodegradação é a total mineralização de um polímero pelo metabolismo de um microorganismo. A mineralização leva a completa quebra do polímero em substâncias menos complexas como, por exemplo, o CO2 na degradação aeróbica e CO2 e CH4 em condições anaeróbicas: (Pachekoski, 2010).

2.4 Metodologia de Sturm adaptada – Perda de massa

O teste Sturm, para biodegradação, é baseado na norma ASTM D5209-91. A metodologia do Sturm adaptada consiste em enterrar os corpos de prova em composto orgânico ativado, avaliando a biodegradação através da perda de massa e modificação no aspecto visual. O composto orgânico é o produto final de um processo de compostagem utilizado como forma de reciclagem da matéria orgânica presente em resíduos sólidos urbanos. O processo de decomposição da matéria orgânica, por agentes microbianos naturalmente presentes, ocorre através de fermentação controlada em condições aeróbicas ou anaeróbicas, nas chamadas unidades ou usinas de compostagem. A avaliação da biodegradabilidade pode ocorrer através de avaliação visual, perda de massa ou perda de propriedades mecânicas.

83


3 Materiais e Métodos

3.1 Preparo das amostras de polímeros biodegradávei s

O preparo das amostras dos polímeros e da blenda e sua caracterização seguiram a seguinte metodologia:

• Mistura física das composições, no caso da Blenda;

• Preparo das composições através do processo de extrusão, no caso do PHB e da blenda PLA/PCL;

• Preparo de corpos de prova para ensaios mecânicos, realizados através de moldagem por injeção;

• A avaliação das propriedades mecânicas dos polímeros e da blenda foi realizadas através do ensaio de resistência a tração e Microscopia ótica, usando uma máquina de ensaio universal EMIC, modelo DL200 em uma velocidade constante de 05 mm/min e um microscópio ótico Zeiss - Modelo Axiovert 100 A, respectivamente.

3.2 Implementação da metodologia para avaliação de biodegradação Sturm por perda de massa

A implementação deste ensaio de biodegradação se baseia na montagem de aparato baseado na norma ASTM D5209-91, que consiste basicamente nas seguintes etapas:

• Aquisição de composto orgânico e caracterização de suas propriedades segundo Norma ISO 1485, caracterizando principalmente teor de umidade, atividade microbiológica e teor de CNH.

• Montagem do sistema biodegradativo, enterrando amostras dos materiais a serem testados (neste caso corpos de prova de tração segundo norma ISO 527) no composto orgânico.

• Retirada periódica de corpos de prova degradados.

• Avaliação da biodegradabilidade através do aspecto visual e perda de massa do produto seco. Caso seja possível realização de ensaios mecânicos para prever a fragilização dos corpos de prova.

4 Resultados e Discursões

Na Tabela 4.1 a seguir, pode-se observar os resultados obtidos pelo ensaio de tração antes e depois do ensaio de biodegradação pelo método Sturm.

84


Material Tempo de ensaio

Tensão na Ruptura (Mpa)

Deformação na Ruptura (%)

Módulo Elástico (Mpa)

Antes do ensaio 57,22 9,0 860,48

4 semanas 50,83 6,9 806,45

8 semanas 56,81 7,7 843,58 PLA

12 semanas 57,76 8,2 858,50

Antes do ensaio 23,18 2,4 1060,00

4 semanas 25,21 2,8 990,83

8 semanas 24,64 2,8 1014,11 PHB

12 semanas 22,23 2,5 956,96

Antes do ensaio 18,02 6,8 361,00

4 semanas 15,85 3,8 449,09

8 semanas 18,49 5,7 419,36

Blenda PLA/PCL

12 semanas 17,37 4,2 461,05

Tabela 4.1: Resultados de propriedades mecânicas sob tração.

Viana (2011) estudou a biodegradação de blendas PLA/PBAT e argila, neste estudo foi verificado que a presença da argila influencia na biodegradação e que o tempo de exposição das amostras no material orgânico aumenta a biodegradação, diminuindo assim, as propriedades mecânicas das amostras. Como não houve grandes variações nas propriedades mecânicas sob tração para as amostras analisadas, atribui-se que a biodegradação das amostras não foi significativa.

Para os ensaios de perda de massa não foi possível obter resultados significativos, possivelmente devido ao pouco tempo de exposição das amostras no adubo natural. Vale ressaltar que este estudo de biodegradação foi realizado com amostra de corpos de prova injetados com uma espessura de ±4 mm.

Em estudo feito por Pachekoski (2006), foram realizados ensaios de biodegradação com PHB, PLA e blendas de PHB/PLA, onde observou-se que num período de 6 meses não ocorreu qualquer variação de massa nas amostras analisadas, para este teste foram utilizados pedaços de galhos de injeção com diâmetro de 10 cm e peso de 5 g para todas as amostras.

Para melhor analisar a biodegradação causada pelo ensaio, foram capturadas fotomicrografias das amostras, a amostra do PHB foi a que apresentou mais sinais de biodegradação. Na Figura 4.4 a fotomicrografia do PHB pode analisada.

85


Figura 4.4: Fotomicrografia do PHB.

Com a ampliação de 100 vezes foi possível detectar pequenas alterações na superfície das amostras, onde o processo de biodegradação pode ser visualizado.

5 Conclusões

O resultado do ensaio de tração não apresentou grandes variações nas propriedades analisadas. Através dos ensaios de perda de massa e microscopia ótica, podemos justificar os resultados do ensaio de tração, tendo em vista que em ambos não foi detectado grandes variações causadas por biodegradação.

O método Sturm adaptado necessita de um tempo maior de exposição das amostras para poder ser mensurado mudanças mais presentes nas propriedades. Contudo, o custo-benefício justifica a utilização deste método simples e barato.

6. Referências

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http://www.biocycle.com.br acessado em 04/07/2010, Folder informativo: “Você vai conhecer o único plástico biodegradável feito da cana-de-açúca r” , Biocycle® - PHB Industrial S/A .

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Kulkarni, R.K; Moore,R.G; Hegyeli,A.F; Leonard, F., Biodegradable Poly(acid latic) polymers, Materials Biomedics Research , 5, p. 169-181, 1971

M. H. Hartmann in D. L. Kaplan (Ed.), Biopolymers from Renewable Resources , Springer-Verlag, Berlin, pp. 367–411, 1998.

Pachekoski, W. M. Desenvolvimentos de blendas de biodegradáveis const ituída de Poli(hidroxibutirato) – PBH e Poli(acido lático) – PLA para filmes, Tese de doutorado em Engenharia de Materiais – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2006.

Pachekoski, W. M. Determinação dos fatores que afetam a biodegradabil idade em polímeros por diferentes metodologias de análise, Projeto de pesquisa - Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial - Centro Integrado de Manufatura e Tecnologia (SENAI-CIMATEC), Núcleo de Polímeros (NPol), Salvador, 2010.

Pelicano, M. Desenvolvimento e caracterização de blendas PHBV/ E coflex® e suas modificações com amido . Dissertação Mestrado em Engenharia de Materiais, Universidade Federal de São Carlos, São Carlos. 2008.

Rosa, D. S. ; Carraro, G. ; Avaliação de plásticos biodegradáveis sob envelheci mento acelerado em solo com diferentes pH , in: Proceedings of 5° Congresso Brasileiro de Pol ímeros, CBPol 274, Águas de Lindóia – Brasil, 7 – 10 nov., 1999.

Rosa, D. S.; Pantano, F. R. Biodegradação: um ensaio com polímeros. 1ed. Itatiba: Moara Editora, 2003.78p.

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Viana, J. D. Obtenção de bionanocompósito de blendas PLA/PBAT co m argila organofílica, Tese de doutorado em Engenharia dos Materiais, universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2011.

Wiebeck; Harada, Plástico de engenharia. 1ed. Artliber Editora 2005. 163 p.

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Caracterização de Polímeros Biodegradáveis para Pro dução de Compósitos

Marcus Vinícius Oliveira Santos *, Joyce Batista Az evedo **

* Bolsista de Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC, [email protected] ** Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais, Orientador Iniciação Científica da Faculdade de Tecnologia SENAI

CIMATEC, [email protected] Resumo

Considerando o cenário em que convive a sociedade no que se diz respeito à consciência ambiental e a disponibilidade comercial de polímeros biodegradáveis, cada vez mais se busca o uso destes materiais como forma alternativa em substituição a outros materiais de fontes não renováveis. A utilização de polímeros biodegradáveis para produção de compósitos com fibras naturais busca a produção de materiais com melhores propriedades mecânicas e estabilidade térmica. Este trabalho avaliou duas concentrações diferentes de casca de arroz dispersa em matriz polimérica de Ecobras™. Os resultados obtidos mostraram que a presença da fibra como fase dispersa tem influência nas propriedades dos compósitos o que pode ser comprovado pela análise microscópica das composições estudadas.

Palavras-chave: Compósitos, Ecobras™, casca de arroz, propriedades mecânicas.

1. Introdução

Os polímeros biodegradáveis surgiram como uma alternativa para materiais poliméricos que agregam boas propriedades e durabilidade com rápida degradação após o descarte. Estas propriedades aliada ao apelo ambiental, faz com que estes polímeros sejam extremamente atraentes para estes requisitos. Tendo em vista esta vertente tecnológica, este trabalho buscou avaliar uma matriz de polímero biodegradável, Ecobras™, quanto a sua utilização na produção de compósitos poliméricos com fibras naturais, para tanto utilizou-se como matriz dispersa a casca de arroz e avaliou-se mecanicamente duas formulações deste compósito. Os resultados apresentados a seguir indicam que a casca de arroz possui influência nas propriedades mecânicas dos compósitos sendo que estas variáveis dependem da concentração de fibra utilizada.


O novo contexto ambiental em que se encontra a sociedade, tem incentivado a procura por materiais que possam agregar uma procedência alternativa a do petróleo e que alie a isto propriedades que conciliem a durabilidade e uma rápida degradação após o descarte. Entre os materiais que atendem parte destes requisitos estão os polímeros biodegradáveis (PACHEKOSKI, 2005).

Polímeros biodegradáveis são polímeros cuja degradação ocorre inicialmente através da ação de microorganismos (ROSA E COLABORADORES, 2003). Dentre

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estes polímeros o Ecobras™ tem apresentado bastante destaque tecnicamente, ele combina propriedades do Ecoflex® com um polímero natural modificado a base de

milho. O EcobrasTM possui na sua composição mais de 50 % de matéria-prima de fonte renovável, o que ajuda a balancear o ciclo de carbono ao equilibrar o tempo de produção do plástico ao seu consumo e decomposição.

Diante das propriedades dos polímeros biodegradáveis, busca-se o desenvolvimento comercial dos chamados “produtos verdes” o que tem proporcionado um grande esforço para viabilizar a produção de polímeros naturais com melhores propriedades mecânicas e estabilidade térmica, para tanto, tem-se utilizado tecnologias como nanotecnologia e compósitos com fibras lignocelulósicas (SATYANARAYANA, 2009).

Entre as fibras naturais utilizadas na produção destes produtos a casca de arroz tem apresentado enorme potencial tecnológico além de atender as novas políticas ambientais e estarem abundantemente disponíveis. Segundo informações da Conab para a safra brasileira 2010/11 o Brasil colherá 13,81 milhões de toneladas de arroz e cerca de 20% do volume corresponde à casca (CONAB, 2011).

Segundo FERRAN (2005), a casca de arroz é classificada como um material lignocelulósico, embora possua concentrações menores de lignina e hemicelulose, quando comparadas com a concentração presente na farinha de madeira. Por esta razão, o uso de casca de arroz pode proporcionar um aumento na temperatura de estabilização do compósito e desta forma possibilita o uso de temperaturas mais elevadas durante o processamento destes materiais.

3.0 Metodologia

3.1 Materiais

Para a realização deste trabalho foi utilizado o polímero EcobrasTM fornecido pela BASF e como fibra natural utilizou-se uma casca de arroz micronizada fornecida pela Cerialista Polisul.

3.2 Métodos

3.2 .1 Preparação dos compósitos

Os compósitos de Ecobras™ e casca de arroz foram obtidos nas proporções de 95/5 e 90/10 respectivamente, estes foram misturados em um extrusora dupla rosca co-rotacional da marca Imacon, modelo DRC 30:40 IF com diâmetro de rosca de 30mm e razão L/D de 40.

3.2.2 Caracterização dos compósitos

Para o polímero puro realizou-se a determinação do índice de fluidez em dois tempos de secagem, para tanto, utilizou-se um plastômetro marca DSM, sob uma carga 2,160 Kg a uma temperatura de 190ºC, segundo a norma ASTM D 1238.

As propriedades mecânicas dos compósitos foram determinadas através do ensaio de tração em uma máquina universal de ensaios da EMIC. Os ensaios seguiram a norma ASTM D412-06 e os corpos de provas foram obtidos através do processo de injeção. Para a determinação das propriedades de resistência ao impacto, realizou-se ensaio de

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impacto IZOD, seguindo a norma ISO 179, em uma máquina EMIC. A caracterização morfológica dos compósitos foi realizada em microscópio eletrônico de varredura, no DEMa da UFCG.

4.0 Resultados e Discussão

4.1 Caracterização reológica

Na Tabela 1 temos os valores de índice de fluidez para as amostras de Ecobras™ com dois tempos de secagem.

Tempo de secagem (h) Índice de Fluidez (g/10 min)

0 67,8 ± 2,71

2 68,64 ± 3,00

Tabela 1- Valores de índice de fluidez do Ecobras™ para diferentes tempos de secagem

Verifica-se que os valores encontrados são semelhantes para os tempos de secagem utilizados, o que pode dar indícios que Ecobras™ utilizado não sofreu influencia da umidade. Estes valores são muito abaixo dos encontrados na ficha técnica do fabricante. Provavelmente o material utilizado nesta etapa da pesquisa já deve ter sofrido degradação, diante disto utilizou-se, para a obtenção dos compósitos, outro lote de Ecobras™.

4.2 Caracterização mecânica

A Tabela 2 mostra os resultados das propriedades mecânicas obtidas para o Ecobras ™ puro e para os compósitos. Observa-se que com a adição de 5% de casca de arroz o módulo elástico do biocompósito apresenta um discreto aumento, no entanto, com 10% já se verifica um aumento significativo desta propriedade quando comparado com o Ecobras™ puro. A deformação na ruptura é bastante reduzida com adiação de carga, este efeito se deve possivelmente a fraca adesão entre a matriz e a fase dispersa diminuindo assim a capacidade de deformação do material.

Composto Tensão na força máxima (σMPa)

Deformação específica na ruptura (%)

Módulo elástico (Mpa)

Resistência ao Impacto (KJ/m²)

Ecobras™ 5,29 ± 0,09 63,42 ± 8,80 93,62 ± 5,10 -

Ecobras™ + 5% casca de arroz 3,89 ± 0,15 14,89 ± 0,41 99,81 ± 2,49

19,02 ± 1,20

Ecobras™ + 10% casca de arroz 4,31 ± 0,18 11,80 ± 0,29 169,28 ± 11,05

10,58 ± 0,38

Tabela 2- Propriedades mecânicas em tração de biocompósitos Ecobras™/casca de arroz.

90


Os resultados de resistência ao impacto mostraram que com o aumento da concentração de casca de arroz o material tem a sua resistência ao impacto reduzida. Este comportamento se deve ao aumento da rigidez do composto aumentando a fragilidade do material e conseqüentemente diminuindo a resistência. Para o Ecobras™ puro não foi possível medir esta propriedade, pois o material apresentou-se extremamente flexível.

4.3 Caracterização morfológica

A Figura 1 ilustra micrografias obtidas com compósitos de Ecobras™/casca de arroz.

(a) (b)

Figura 1 – Micrografias de compósitos Ecobras ™/casca de arroz. (a) Formulação com 5% de casca de arroz; e (b) formulação com 10% de casca de arroz.

Por meio das imagens obtidas é possível verificar que não existe uma boa adesão entre o Ecoflex® e o amido, fases que formam o Ecobras™, verificam-se algumas partículas de amido que não são envolvidas pela matriz Ecoflex®.

Observa-se nas imagens que existem vazios, o que sugeri que fibras se desprenderam do material durante o ensaio de tração evidenciando desta forma, a pouca adesão entre o reforço e a matriz.

5. Conclusões

Com os resultados encontrados pode-se verificar que o Ecobras™ possui um alto índice de fluidez o que pode dificultar o processamento. A partir da caracterização mecânica de compósitos Ecobras ™/casca de arroz conclui-se que as propriedades de tração são influenciadas pela presença da fibra natural. Com a adição da fase dispersa obteve-se materiais mais rígidos com redução da deformação na ruptura. Este comportamento pôde ser comprovado pela análise microscópica dos compostos, o que evidenciou uma fraca adesão interfacial entre a carga e a matriz.

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PTI 2011 - WORKSHOP DE PESQUISA, TECNOLOGIA E INOVAÇÃO SENAI/DR-BA 6. Referências

CONAB - Companhia Nacional de Abastecimento. Acompanhamento de safra brasileira: grãos, nono levantamento, junho 2011 / Companhia Nacional de Abastecimento. – Brasília, 2011.

FERRAN, M., FRANCISCO, V., AMPARO, R., ADOLFO, B., CONCHA, S. Flour Rice Husk as Filler in Block Copolymer Polypropylene: Effect of Different Coupling Agents. Journal of Applied Polymer Science, 99, 1823-1831, 2005.

HARADA, J. Biopolímeros Biodegradáveis e Compostáveis. In: Palestra Técnica- SENAI CIMATEC, Salvador, 2008.

PACHEKOSKI, W.M. Tese de Doutorado – Universidade Federal de São Carlos, 2005.

ROSA, D. S., FILHO, R. P., CHUI, Q. S. H., CALIL, M. R., GUEDES, C. G. F. The biodegradation of poly-b-(hydroxybutyrate), poly-b-(hydroxybutyrate-co-b-valerate) and poly(e-caprolactone) in compost derived from municipal solid waste. European Polymer Journal, v. 39, p. 233-237, 2003.

SATYANARAYANA. K. G., ARIZAGA, G.G.C., WYPYCH, F. Biodegradable composites based on lignocellulosic fibers—An overview. Progress in Polymer Science. v. 34. p.982–1021, 2009.

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ANEXOS

PROGRAMAÇÃO DETALHADA

DIA 24 DE AGOSTO DE 2011

14:00 h - 15:00 h

MESA DE ABERTURA Diretor Regional do SENAI DR-BA - Leone Peter Correia Andrade Diretor Científico da FAPESB – Eduardo Nagib Boery Secretaria de Ciencia e Tecnologia do Estado da Bahia – Paulo Câmara Braskem S/A – Selma Barbosa Jaconis (Inovação e Tecnologia Coorporativa)

15:00 h – 15:40 h Case 01 – Alternativa Sustentável para Destinação de Resíduos Classe A: Diretrizes para Reciclagem em Canteiros de Obras Palestrante: Engª Patrícia Pereira de Abreu Evangelista, M.Sc.

15:40 h – 16:20 h Case 02 – Apis Jordans: Bebida Energética a base de Própolis Palestrante: Engº Silmar Baptista Nunes M.Sc. / Luis Jordans

16:20 h – 17:00 h Case 03 – Anaport – Aplicação de Metodologia para Melhorias do s Processos Produtivos na Indústria de Vestuário Palestrante: Engº Especialista Marcelo Luis Bervian / Dilma Portugal

17:00 h – 18:00 h INTERVALO

18:00 h – 18:40 h Palestrante 1 : Naldo Dantas - Secretário Executivo da ANPEI “Inovação e o papel da ANPEI no Desenvolvimento Tecnológico”

18:40 h – 19:00 Case de Sucesso - Gella Show, Empresa Baiana Inovadora ANPEI

19:00 h - 19:30 h

Cases GETEC/MCTI “Avaliação das novas normas brasileiras para teste de impacto frontal veicular para proteção dos ocupantes e sua correlação com o mercado de veículos vendidos no Brasil”. Victor Alvarez da Cunha, M.Sc.

19:30 h - 20:00 h Cases GETEC/MCTI “Reconhecimento de faces aplicado ao problema de pessoas desaparecidas – Estudo de caso da Eigenface”, Palestrante : Marcos Batista Figueredo, M.Sc.

20:00 h –20:30 h Coffee break / Exposição de Stands

20:30 h – 20:45 h

Cases de Iniciação Científica - Tema 01: Estudo do comportamento de fratura dos compósitos com fibras naturais através do método EWF. Bolsista: Laís Cerqueira Andrade / Orientadora: Zora Ionara

20:45 h – 21:00 h Cases de Iniciação Científica - Tema 02: Historiadores de Dados de Processos na Automação Integrada Plant Information Management System Bolsista: Ana Paula Cerqueira Ferreira / Orientador: Alexandre da Silva Ribeiro, M.Sc.

21:00 h – 21:15 h

Cases de Iniciação Científica - Tema 03: Otimização dos resultados cedidos pelo software VisVSA, através da modelagem de sistemas, para qualificação dimensional de sistemas, para qualificação dimensional de sistemas de suspensão de veículos de passeio Bolsista: Jorsiele Damasceno Cerqueira/ Orientador: Marcelo Albano Moret Simões Gonçalves, Dr.

21:15 h – 21:30 h Cases de Iniciação Científica - Tema 04: Competências da Mecatrônica direcionadas a geração de energia renovável Bolsista: Fabio Nascimento dos Santos/ Orientadora: Liliane de Queiroz Antonio, Dra.

21:30 h – 21:45 h Cases de Iniciação Científica - Tema 05: Desenvolvimento dos Circuitos de Controle de Potência de uma fonte de Soldagem Didática Bolsista:Agnaldo Ribeiro França Neto / Orientador: Daniel Motta, M.Sc.

DIA 25 DE AGOSTO DE 2011 15:00 h – 15:40 h

Case 04 - Da idéia à Planta Industrial com inovação Edson Buzanelli - Empresa Quantas Biotecnologia

15:40 h – 16:20 h Case 05 - Parceria SENAI-COPENOR

16:20 h – 17:00 h Case 06 - Patente biodiesel: Processo de obtenção de monoalquilésteres de ácidos graxos a partir de fontes oleaginosas. Apresentação: Otanea Oliveira.


18:00 h – 18:45 h Palestrante 2 : Natalino Uggioni – Superintendente do IEL/SC Instituto Euvaldo Lodi de Santa Catarina "Gestão Estratégica da Inovação"

18:45 h - 19:30 h

Palestrante 3 : Humberto Massareto “Idéias e Práticas Inovadoras para Geração de Valor nas Empresas”

19:30 h – 20:00 h Cases GETEC/MCTI Tema 03: Um Modelo Computacional para Extração Textual e Constru ção de Redes Sociais Complexas Patrícia Freitas Braga, M.Sc.

20:00 h – 20:30 h Coffee break / Exposição de Stands

20:30 h – 20:45 h Cases de Iniciação Científica - Tema 06: Avaliação das propriedades tecnológicas de chapas metálicas aplicadas ao processo de estampagem incremental por ROBORFORMING Bolsista: Alexandre Neris Vigas Monção / Orientador: Charles Chamele, M.Sc.

20:45 h – 21:00 h Cases de Iniciação Científica - Tema 07: Processo de desenvolvimento de produtos industriais utilizando ferramentas tecnológicas na etapa de concepção Bolsista: Gabriela Gonçalves de Oliveira / Orientador: Valter Beal, Dr.

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Cases de Iniciação Científica - Tema 08: Estudo dos Métodos e Sistemas necessários para instalação e instrumentação de motores em bancada dinamométrica e realização de ensaios e testes do sistema Bolsista: Victor Bomfim Manera / Orientador: Márcio Augusto Sampaio de Carvalho.

21:15 h – 21:30 h Cases de Iniciação Científica - Tema 09: Estudo e desenvolvimento de compósitos de silicone e/ou polietileno para revestimento de isoladores elétricos híbridos Bolsista: Marcela Menezes Lima Dias dos Santos /Orientador: Manuel Alpire Chavez, M.Sc.

21:30 h – 21:45 h

Cases de Iniciação Científica - Tema 10: Projeto de Controladores de processos contínuos através de laboratórios virtuais Bolsista: Thalitha Evangelista Ferreira da Silva / Orientador: Milton Bastos de Souza, M.Sc.


Case 07 - Equipamento industrial para determinar e monitorar grandezas mecânicas e elétricas de motores de indução trifásicos estacionários e métodos de funcionamento - Cleber Vinícius Ribeiro de Almeida, M.Sc.

15:40 h – 16:20 h Case 08 - Desenvolvimento de madeira plástica a partir de compósitos de polímeros casca de arroz – Zora Ionara Gama dos Santos, M.Sc

16:20 h – 17:00 h Case 09 - Concepção, Projeto e Implantação de Planta Didática de Manufatura Integrada por Computador (CIM). Alexandre da Silva Ribeiro, M.Sc.


18:00 h – 19:00 h Palestrante 4 : Fernanda Martins – 3M Brasil “Gestão da Inovação na 3M do Brasil”

19:00 h - 19:15 h Cases de Iniciação Científica - Tema 11: Visão computacional no reconhecimento de formas e objetos Bolsista: Paula Rayane Mota Costa Pereira / Orientador: Josemar Rodrigues, Dr.

19:15 h - 19:30 h

Cases de Iniciação Científica - Tema 12: Desenvolvimento de modulos de software para um sistema eletrônico baseado na comunicação alternativa aumentativa (CAA) para pessoas com deficiencia. Bolsista: João Venancio Abreu Santos Filho / Orientador: Lucas Travassos, Dr.

19:30 h – 19:45 h Cases de Iniciação Científica - Tema 13: Ferramentas digitais GSM para comunicação alternativa aumentativa (CAA) para pessoas com deficiência Bolsista: Gustavo Moura Costa / Orientador: Dr. Lucas Travassos, Dr.

19:45 h – 20:00 h Cases de Iniciação Científica - Tema 14: Desenvolvimento do Sistema de Monitoramento Remoto e Aquisição de Dados de uma Fonte de Soldagem Didática Bolsista: Dario Albuquerque Arcoverde Junior / Orientador: Daniel Motta, M.Sc.

20:00 h – 20:30 h Coffee break / Exposição de Stands

20:30 h – 20:45 h Cases de Iniciação Científica - Tema 15: Realização de processo de estampagem incremental por ROBORFORMING para fabricação de componentes metálicos. Bolsista: Victor Áquila Almeida Damasceno / Orientador: Charles Chemale, M.Sc.

20:45 h – 21:00 h Cases de Iniciação Científica - Tema 16: Aplicação de manutenção inteligente para detecção de falha em solda robotizada por resistência. Bolsista: Rafael Augusto Santos Leite / Orientador: Alexandre Ribeiro, M.Sc.

21:00 h – 21:15 h Cases de Iniciação Científica - Tema 17: Desenvolvimento de compósitos de polímero/partículas de madeira (WPC’s) e estudo das condições de processamento nas propriedades mecânicas e acabamento superficial dos compósitos Bolsista: Givanildo de Oliveira Praxedes/ Orientador: Zora Ionara, M.Sc.

21:15 h – 21:30 h Cases de Iniciação Científica - Tema 18: Estudo da modificação de polímeros biodegradáveis e a variação de suas propriedades. Bolsista: Vander Cássio Silva De Oliveria / Orientador: Wagner Maurício Pachekoski, Dr.

21:30 h – 21:45 h Cases de Iniciação Científica - Tema 19: Caracterização de Polímeros Biodegradáveis para Produção de Compósitos Bolsista: Marcus Vinícius Oliveira Santos / Orientadora: Joyce Batista Azevedo, M.Sc.

21:45 h – 22:00 h ENCERRAMENTO

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ANEXOS – FOTOS DO EVENTO

MESA DE ABERTURADiretor Regional do SENAI DR-BA - Leone Peter Correia AndradeDiretor Científico da FAPESB – Eduardo Nagib BoeryBraskem S/A – Selma Barbosa Jaconis (Inovação e Tecnologia Coorporativa)

Cases de Iniciação Científica - Tema 01: Estudo do comportamento de fratura dos compósitos com fibras naturais atravBolsista: Laís Cerqueira Andrade / Orientadora: Zora Ionara

Cases de Iniciação Científica - Tema 02: Historiadores de Dados de Processos na Automação Integrada Plant InformationBolsista: Ana Paula Cerqueira Ferreira / Orientador: Alexandre da Silva R ibeiro, M.Sc.

Cases de Iniciação Científica - Tema 03: Otimização dos resultados cedidos pelo software VisVSA, através damodelagem de sistemas, para qualificação dimensional de sistemas, para qualificação dimensional de sistemas desuspensão de veículos de passeioBolsista: Jorsiele Damasceno Cerqueira/ Orientador: Marcelo Albano Moret Simões Gonçalves, Dr.

2° DIA

Cases de Inic iação Científica - Tema 04: Competênc ias da Mecatrônica direcionadas a geração de energia renovávelBolsista: Fabio Nascimento dos Santos/ Orientadora: Liliane de Queiroz Antonio, Dra Cases de Inic iação Científica - Tema 05: Aplicação de manutenção inteligente para detecção de falha em solda robotizada por resist

Bolsista: Rafael Augusto Santos Leite / Orientador: Alexandre Ribeiro, M.Sc.

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Cases de Inic iação Científica - Tema 06: Avaliação das propriedades tecnológicas de chapas metálicasaplicadas ao processo de estampagem incremental por ROBORFORMINGBolsista: Alexandre Neris Vigas Monção / Orie ntador: Charles Chamele, M.Sc.

Cases de Inic iação Científica - Tema 07: Processo de desenvolvimento de produtos industriais utilizando ferramentastecnológicas na etapa de concepçãoBolsista: Gabrie la Gonçalves de Oliveira / Orientador: Valter Beal, Dr.

Cases de Inic iação Científica - Tema 08: Estudo dos Métodos e Sistemas necessár ios para instalação einstrumentação de motores em bancada dinamométrica e realização de ensaios e testes do sistemaBolsista: Vic tor Bomfim Manera / Orientador: Márc io Augusto Sampaio de Carvalho.

Cases de Inic iação Científica - Tema 09: Estudo e desenvolvimento de compósitos de silicone e/oupolietileno para revestimento de isoladores elé tricos híbridosBolsista: Marcela Menezes Lima Dias dos Santos /Orientador: Manuel Alpire Chavez, M.Sc.

Cases de Inic iação Científica - Tema 10: Projeto de Controladores de processos contínuos através de laboratórios virtuaisBolsista: Tha litha Evangelista Ferreira da Silva / Orientador: Milton Bastos de Souza, M.Sc.

Cases de Inic iação Científica - Tema 11: Visão computacional no reconhecimento de formas e objetosBolsista: Paula Rayane Mota Costa Pereira / Orientador: Josemar Rodrigues, Dr.

Cases de Inic iação Científica - Tema 12: Desenvolvimento de módulos de sof tware para um sistema eletrônico baseadona comunicação alternativa aumentativa (CAA) para pessoas com deficiencia.Bolsista: João Venancio Abreu Santos Filho / Orientador: Lucas Travassos, Dr.

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Cases de Inic iação Científica - Tema 14: Desenvolvimento do Sistema de Monitoramento Remoto e Aquisição de Dados de uma Fonte de Soldagem DidBolsista: Dario Albuquerque Arcoverde Junior / Orientador: Daniel Motta, M.Sc. Cases de Inic iação Científica - Tema 15: Realização de processo de estampagem incremental por ROBORFORMING para

fabricação de componentes metálicos.Bolsista: Victor Áquila Almeida Damasceno / Orientador: Charles Chemale, M.Sc.

Cases de Inic iação Científica - Tema 16: Desenvolvimento dos Circuitos de Controle de Potência de uma fonte de Soldagem DidBolsista:Agnaldo Ribeiro França Neto / Orientador: Daniel Motta, M.Sc.

Cases de Iniciação Científica - Tema 17: Desenvolvimento de compósitos de polímero/partículas de madeira (WPC’s) eestudo das condições de processamento nas propriedades mecânicas e acabamento superficia l dos compósitosBolsista: Givanildo de Oliveira Praxedes/ Orientador: Zora Ionara , M.Sc.

Cases de Inic iação Científica - Tema 18: Estudo da modificação de polímeros biodegradáveis e a variação de suas propriedades.Bolsista: Vander Cássio Silva De Oliveria / Orientador: Wagner Maurício Pachekoski, Dr.

Cases de Iniciação Científica - Tema 19: Caracterização de Polímeros Biodegradáve is para Produção de CompósitosBolsista: Marcus Vinícius Oliveira Santos / Orientadora: Joyce Ba tista Azevedo, M .Sc.

Exposição de Posteres Cases Iniciação Científica e GETEC/MCTI

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