The Journal of Engineering and Exact Sciences

Análise combinatória de escoamento de fluido: estudo de caso em atomizadores tipo canhão bananeiro

Cassiano Rodrigues Moura — 2021-07-26

Para o cultivo de banana utilizam-se alguns agentes químicos para combater determinadas pragas, uma destas é a Sigatoka, causada pelo fungo Mycosphaerella Musicola. Ela ataca as folhas das bananeiras, diminuindo drasticamente a produtividade da fruta. Para eliminação desta praga, realiza-se pulverizações de agentes químicos, a quantidade destas variam de acordo com diversos fatores. Para realizar a pulverização utiliza-se o atomizador de ar, tipo canhão bananeiro, objeto de estudo deste trabalho. Este atomizador possui uma turbina radial, que impulsiona ar para um direcionador giratório de 4 a 6m de altura, para fazer o lançamento dos agentes químicos necessários no bananal. Existem diferentes combinações disponíveis de turbinas e ventiladores para este equipamento e o objetivo deste trabalho é avaliar através de análises computacionais combinatórias, as diferentes combinações indicando o melhor conjunto, para aprimorar a trajetória e temperatura de saída do fluído melhorando a eficiência da pulverização, aumentando a produtividade com menor número de pulverizações e consequentemente reduzindo o impacto ao meio ambiente. O trabalho foi desenvolvido através de uma pesquisa exploratória em campo, também conhecida como “pesquisa de base”. Nos resultados pode-se observar que dentre as condições analisadas de trajetória, temperatura e pressão, que o melhor conjunto de turbina e ventilador, que oferece os melhores resultados é a turbina com saída de ar central e ventilador de pás retas, com diferença de temperatura de 1,7°C menor, para as temperaturas coletadas em campo e 0,36°C menor, para as temperaturas das análises computacionais.

Vulcanização com óleos vegetais: Relações quantitativas estrutura-atividade e análise qualitativa

Helson Moreira da Costa — 2021-07-07

A vulcanização do copolímero de estireno-butadieno (SBR) utilizando ácido esteárico e os óleos vegetais de amendoim, coco e linhaça foi avaliada. Com auxílio do método semiempírico AM1 (Austin Model 1), a modelagem molecular foi implementada para obter relações quantitativas estrutura-propriedade relacionando os descritores moleculares estimados para os óleos e os parâmetros reométricos determinados em 150°C como o torque mínimo (S’_l), o torque máximo (S’_h), o tempo de pré-cura (t_s1) e o tempo ótimo de cura (t₉₀). Utilizando a análise multivariada, equações foram obtidas com excelentes valores de r² (ajustado) e r² (preditor). No entanto, foi verificado que a complexidade química dos óleos vegetais não permitiu a simplificação proposta de “moléculas” hipotéticas individuais. Desta forma, os modelos matemáticos não foram capazes de reproduzir com veracidade os dados experimentais obtidos. Assim, a melhor maneira para abordar o efeito dos óleos vegetais como ativadores na vulcanização do SBR é por meio de uma visão qualitativa dos descritores.

Desenvolvimento de um sistema supervisório utilizando matlab/simulink® para uma planta didática de controle de nível via arduíno

Ivan Carlos Franco — 2021-06-15

A aprendizagem de controle de processos é fundamental na formação do Engenherio Químico e a prática de controle contribui muita nessa formação. A fim de auxiliar de forma efetiva a aprendizagem de controle de processos este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema, de baixo custo, de aquisição de dados e controle utilizandoo ambiente simulink do matlab e um Arduino. O Sistema foi desenvolvido para uma planta de controle de nível e será utilizado em aulas de controle de processos. A comunicação entre a planta-arduino-software se mostrou eficiente como demostrada em uma aplicação de controle utilizando a técnica shooting para a sintonia de controlador PID.

Modelagem e Otimização da Precipitação de Carbonato de Manganês usando Metodologia de Superfície de Resposta e Projeto Rotativo de Composto Central

Meschack Mukunga Muanda — 2021-06-10

Uma solução de sulfato contendo 1773,965 mg/L Mn²⁺, 3216,178 mg/L Mg²⁺ e 566,254 mg/L Ca²⁺ foi usada para realizar a recuperação máxima de manganês e a recuperação mínima de magnésio. A precipitação de carbonato foi usada devido à melhor seletividade do manganês sobre o magnésio e a recuperação de outras impurezas em comparação com a precipitação de hidróxido. Quatro fatores foram estudados: valor do pH da solução, tempo de contato, temperatura de reação e consumo de carbonato de sódio. Análise de variância (ANOVA) e metodologia de superfície de resposta (RSM) foram usadas para determinar o ótimo. Nas condições ótimas, as recuperações de manganês e magnésio foram as mais altas e as mais baixas, respectivamente, enquanto o pH, o tempo, a temperatura e o volume de Na₂CO₃ foram os mais baixos. Os valores dos quatro fatores foram encontrados da seguinte forma: 8,9293, 60,69 min, 77,95°F e 50,7650 mL, respectivamente. Além disso, as recuperações de manganês e magnésio foram de 99,9799% e 4,3045%, respectivamente. Os resultados mostram que a otimização usando RSM é eficaz na melhoria da precipitação de carbonato de manganês.

Abordagem ativa para o estudo de diagrama de fases eutético nos cursos de engenharia

Erika Figueiredo Hehnes — 2021-06-10

O presente trabalho apresenta um modo de tornar o assunto de diagrama de fases menos teórico e mais desafiante para alunos do curso de engenharia mecânica. Ele é baseado na aprendizagem ativa, ou seja, os alunos são instados a conhecer o diagrama de fases eutético por meio de dois experimentos: a difração de raios-X e a caracterização por metalografia. No primeiro, os alunos devem obter um difratograma e utilizar a análise de Rietveld por meio de software específico para a determinação da fração mássica de três diferentes ligas eutéticas. Em seguida, eles devem comparar esses resultados com aqueles apresentados pelo diagrama de fases teórico após cálculo da regra da alavanca. No segundo, os alunos devem usar um software de análise de imagens para a determinação da fração em área das fases presentes e comparar os resultados com o diagrama de fases teórico, levando em conta as densidades das fases presentes para que a comparação seja possível. Os alunos foram entrevistados ao final das aulas e apreciaram o fato de os experimentos, acrescido do uso dos softwares, terem permitido o entendimento do diagrama de fases de um modo no qual eles são os principais atores de seu próprio aprendizado.

Algoritmos para Equação Integral Quântico Não Relativístico

Jorge Henrique de Oliveira Sales — 2021-07-26

No espalhamento a baixa energia na Mecânica Quântica não Relativística, usa-se a
equação de Schödinger na forma integral. Na teoria do espalhamento quântico a autofunção de onda é dividida em duas partes, uma para a onda livre associada a partícula incidente à
um centro espalhador, e a onda emergente que sai depois da partícula colidir com o centro
espalhador. Admitindo que o centro espalhador contém um potencial dependente da posição, a solução usual da equação integral para a onda espalhada é obtida via aproximação de Born. Neste artigo apresenta-se duas técnicas alternativas para solução da equação integral contendo um potencial eletrostático. Os métodos usados aqui, são Kerneis arbitrários e a série de Neumann-Born. O resultado, com a ajuda de códigos computacionais, mostra que as duas técnicas são boas comparadas com o método tradicional. A vantagem é que são soluções finitas, que não requer regularização do tipo Podolsky.

Modelagem e simulação dinâmica de um reator nuclear por fissão: uma revisão

Carla Cristina Araújo Parreira — 2021-05-28

Neste trabalho foi realizado um estudo sobre a modelagem e simulação em regime transiente de reatores nucleares. A viabilidade dos reatores nucleares depende de um sistema de segurança eficiente na operação de suas plantas. Grande parte da segurança dessas operações está relacionada com o fluxo de nêutrons nesses reatores, o que necessita de um balanço bem equilibrado a fim de evitar grandes danos como superaquecimento e possíveis explosões. Neste trabalho, foram relatadas simulações dinâmicas dos reatores nucleares de fissão que permitem a aplicação de ferramentas de controle no sistema.

Caracterização de açúcar mascavo baseado nos teores de sacarose, Cu, Ca, Na, Fe e Mg

Ricardo Natalino — 2021-07-02

Foram analisadas amostras de açúcar mascavo claro (DPC) e escuro (DPE), determinando-se as características destas, baseado nos dados de concentração de metais e de sacarose, através da análise das componentes principais (PCA). Para tanto, uma matriz com 97 amostras de açucares e 6 variáveis (Sacarose, Cu, Ca, Na, Fe e Mg) foi obtida, auto escalonando-se os dados com média zero e variância unitária. A análise das componentes principais evidenciou as características comuns e discrepantes entre os diferentes açúcares mascavos. Na disposição dos dados na PCA é possível observar que as duas primeiras componentes principais explicam praticamente 70 % da variância total dos dados. Observando-se a separação entre o grupo de açúcar mascavo claro (DPC) e o grupo de açúcar mascavo escuro (DPE), na primeira componente principal enquanto na segunda componente principal fica evidenciado a separação das amostras do grupo de açúcar mascavo claro (DPC) de seis amostras de açúcar mascavo escuro (DPE), que apresentaram características semelhantes às amostras do grupo de açúcar mascavo claro (DPC) na CP1. Estas características das amostras ficam evidenciadas provavelmente devido ao processo de cozimento no qual é realizado uma limpeza, para remover as espumas formadas durante o aquecimento do caldo, de modo a assegurar um produto mais claro. Nesta operação, como evidenciado pelas análises, são retirados cálcio e ferro, duas variáveis, além da sacarose, mais significativas na classificação do açúcar mascaro escuro (DPE).

Contribuições do lean office no departamento financeiro de uma empresa que utiliza um Centro de Serviço Compartilhado

Lucas Benini — 2021-07-07

O lean office tem como objetivo reduzir os desperdícios nas áreas de apoio de uma empresa. Um setor que pode se beneficiar das ferramentas abordadas pelo lean office é o setor financeiro. Neste setor são efetuadas diversas atividades que, constatadas como desperdícios, não agregam valor ao cliente e comprometem a sinergia das atividades operacionais da empresa. O objetivo deste trabalho é aplicar ferramentas do lean office nas atividades do departamento financeiro de uma empresa com Centro de Serviços Compartilhados (CSC). Apesar dos vários trabalhos reportados na literatura de lean, não foram encontrados trabalhos que abordam o tema lean office no setor financeiro de empresa, considerando o impacto do cenário causado pela COVID-19. Foram elaborados os mapas do fluxo de valor do estado atual e do estado futuro do processo de solicitação de compras. Com a implementação das ferramentas, considerando os resultados preliminares e a sugestões para eliminação dos desperdícios identificados, o lead time de solicitação de compras diminuiu 26% em relação ao período pré-COVID-19 e 22% considerando-se o período pós-COVID-19.