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Adaptação eletrônica de um leitor mecânico de coto, investigação e desenvolvimento de interface CAD
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2009-02-20) Lacerda, Ivan Max Freire de; Guerra, ângelo Roncalli de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/7353332474621022; ; http://lattes.cnpq.br/2242625869596822; Lima, Carlos Magno de; ; http://lattes.cnpq.br/2682764296612645; Queiroz, William Fernandes de; ; http://lattes.cnpq.br/9535572564134421
Devido aos avanços no processo de fabricação de próteses ortopédicas, a necessidade de uma melhor qualidade técnica na leitura da forma (i.e., com menos incertezas) da parte residual dos amputados tornou-se um desafio. Para superar esses problemas é necessário ser capaz de obter informações precisas da geometria do membro e, consequentemente, melhorar os processos de fabricação de próteses e cartuchos transfemurais e transtibiais. O ponto-chave para esta tarefa é personalizar essas leituras tentando ser o mais fiel possível ao verdadeiro perfil de cada paciente. Dentro deste contexto, duas versões (α e β) de um protótipo de um scanner 3D mecânico para ler forma residual de membros com base em técnicas de engenharia reversa foram concebidas. Protótipo β é uma versão melhorada do protótipo α, apesar de ainda trabalhar em modo analógico. Ambos os protótipos são capazes de produzir uma representação CAD do membro através de apropriada planilha gráfica e foram concebidos para funcionar exclusivamente através de meios mecânicos. Os primeiros resultados foram encorajadores, uma vez que foram capazes de conseguir uma grande redução em relação ao grau de incerteza das medições quando comparadas com as dos métodos tradicionais, que são muito imprecisas e desatualizadas. Por exemplo, não é incomum ver estes métodos arcaicos sendo usados utilizando fitas métricas caseiras para medir a forma da perna do paciente. Embora o protótipo β tenha melhorado as leituras, ainda é necessário alguém para introduzir os pontos plotados (i.e., aqueles marcados na planilha em formato de disco gráfico) para um software acadêmico CAD chamado OrtoCAD. Esta tarefa é realizada por digitação manual, que é morosa e tem confiabilidade limitada. Além disso, o número de coordenadas obtidas a partir do sistema puramente mecânico é limitado às subdivisões do disco gráfico (ele grava um ponto a cada 10 graus com uma resolução de um milímetro). Estes inconvenientes foram resolvidos na concepção da segunda versão do protótipo β, na qual foi desenvolvida uma adaptação eletrônica, tornando-o capaz de realizar uma leitura automática (i.e., sem intervenção humana no modo digital). Um software de interface (i.e., driver), foi desenvolvido para facilitar a transferência de dados. Resultados muito melhores foram obtidos significando menor grau de incerteza (ele registra um ponto a cada 2 graus com uma resolução de 1/10 mm). Além disso, foi proposto um algoritmo para converter a geometria CAD, utilizada pelo OrtoCAD, para um formato adequado e que permita a utilização de equipamento de prototipagem rápida destinado a uma futura automação do processo de fabricação dos cartuchos de próteses.
Concepção de solução e engenharia de produto: Estudo de caso de vazamento em bomba de condensação
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-12-02) Carvalho, Allan Vieira Lourenço de; Queiroz, William Fernandes de; Angelo Roncalli Oliveira Guerra; Lima, Carlos Magno de
A busca por comodidade e qualidade de vida, têm impulsionado o impeto por desvendar à natureza e suas leis, bem como o desenvolvimento de novos mecanismos e equipamentos. Constatamos assim, que a evolução da vida humana passa por diversos aspectos e novas tecnologias empregadas na sua sobrevivência. Em cima desse ponto, temos a climatização com o advento da tecnologia de refrigeração como um fator determinante no desenvolvimento da vida, seja nos aspectos sociais ou econômicos. Baseado no desenvolvimento dessa tecnologia, nos deparamos com situações que exigem diversas novas soluções e sistemas de cada vez maior complexidade. No entanto, para que possamos realizar uma abordagem mais simplificada se optou por um conjunto de métodos atribuídos à fase de concepção de solução (etapa de projeto abordada pela engenharia de produto), que antecedem o anteprojeto, mas que nos levará à soluções mais práticas e condizentes com as possiveis tomadas de decisão, assim como proporcionará uma parcela menor de tempo no planejamento e execução de projeto. Sendo assim, com a elaboração da lista de requisitos, estrutura de função, quadro de busca em princípio de solução e lista de avaliação para seleção de princípios de funcionamento, pôde-se solucionar um problema característico de vazamento na seção de eixo passante em bombas centrífugas constituintes de um sistema de refrigeração de grande porte, atingindo diversos equipamentos de forma sistemática em um período curto de tempo, não previsto pela documentação vigente ( PMOC). E foi com auxílio das ferramentas descritas, que se conseguiu chegar à solução por emprego de um novo princípio de funcionamento de vedação. Sendo este, de utilização de selo mecânico com sede de aço inox, multi-molas e anel vedante rotante feito em PTFE, além do emprego de uma bucha de aço inoxidável para a seção do eixo danificada.
Desenho e fabricação de uma bancada de teste de torção para quantificação da intensidade de torque através de um display
(Revista Brasileira de Inovação Tecnologica em Saúde, 2012-07-25) Nascimento Neto, Arlindo Balbino do; Valentim, Ricardo Alexsandro de Medeiros; Queiroz, William Fernandes de; Nagem, Danilo Alves Pinto; Alves Júnior, Clodomiro; Guerra Neto, Custódio Leopoldino de Brito
Chaves têm sido usadas em consultórios dentários para medir o torque aplicado aos parafusos. Um excesso ou falta de torque na fixação de parafusos pode causar falhas ou deformações que resultara na perda do implante. As chaves convencionais utilizadas em odontologia não têm displays para indicar o torque aplicado. O objetivo principal deste trabalho é para o desenvolvimento desta chave dental. Neste trabalho será apresentado o desenho e fabricação de uma bancada para testar o sensor que será implantado ao Torquímetro digital para ser utilizado em odontologia. O objetivo é garantir a determinação precisa da intensidade do torque aplicado ao parafuso
Desenvolvimento de métodos construtivos e de novos materiais empregados na confecção de cartuchos de próteses de membros inferiores
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2008-08-07) Queiroz, William Fernandes de; Aquino, Eve Maria Freire de; Guerra, ângelo Roncalli de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/7353332474621022; ; http://lattes.cnpq.br/1196595599227394; ; http://lattes.cnpq.br/9535572564134421; Lima, Carlos Magno de; ; http://lattes.cnpq.br/2682764296612645; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silvério; ; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996; Silva, Nagib Francisco da; ; http://lattes.cnpq.br/4034680617435812; Malmonge, Sônia Maria; ; http://lattes.cnpq.br/4212950768814450
A fabricação de próteses para amputados de membros inferiores (transfemural e transtibial) exige a confecção de um cartucho com encaixe adequado e personalizado ao perfil de cada paciente. O processo tradicional de atendimento a pacientes, principalmente, em hospitais públicos no Brasil, inicia-se com o preenchimento de uma ficha onde são identificados os níveis de amputação, tipos de equipamentos, encaixes, medidas etc. Atualmente, esse trabalho é realizado de forma manual utilizando-se fitas métricas comuns e paquímetro de madeira para tomada das medidas do coto caracterizando um trabalho bastante rudimentar, e com um alto grau de incerteza geométrica do produto final. Para abordar esse problema foi necessário partir em duas direções simultâneas e correlatas. Inicialmente desenvolveu-se uma ferramenta integrada CAD de visualização 3D para próteses dos tipos transfemoral e a transtibial denominado OrtoCAD I. Ao mesmo tempo em que se fez necessário projetar e construir um equipamento Leitor Mecânico (espécie de scanner tridimensional simplificado) capaz de obter, automaticamente e com acuracidade, as informações geométricas do coto ou da perna sadia. A metodologia inclui a aplicação de conceitos de engenharia reversa para gerar computacionalmente a representação do coto e/ou a imagem reversa do membro sadio. Os materiais usados na fabricação dessas próteses nem sempre obedecem a um critério técnico cientifico, pois se por um lado atende ao critério de resistência por outro traz sérios problemas devido principalmente ao excesso de peso. Isso causa diversos transtornos ao usuário devido à falta de conformidade. Esse problema foi abordado com a criação de um material compósito hibrido para fabricação de cartuchos de próteses. Com o uso do Leitor Mecânico e do OrtoCAD I o novo material compósito, que agrega as propriedades mecânicas de resistência e rigidez com parâmetros importantes como baixo peso e baixo custo, pode ser dimensionado de forma correta. Alem disso consegue-se uma redução de etapas nos atuais processos de fabricação ou até mesmo a viabilidade de uso de novos processos, no âmbito industrial, na obtenção das próteses. Neste sentido, a hibridização do compósito com a combinação entre fibras sintéticas e naturais pode ser uma solução viável aos desafios propostos acima
Desenvolvimento de um núcleo versátil e integrado de ferramentas CAD/CAE para a modelagem e simulação de peças mecânicas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-03-05) Silva, Luzinário Gomes da; Guerra, ângelo Roncalli de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/7353332474621022; ; http://lattes.cnpq.br/5640498611238269; Oliveira, Adilson José de; ; http://lattes.cnpq.br/3158071963293362; Queiroz, William Fernandes de; ; http://lattes.cnpq.br/9535572564134421; Ferreira, Benedito de Jesus Pinheiro; ; http://lattes.cnpq.br/7709951222407913
Com o crescimento das exigências do controle de qualidade na fabricação de peças mecânicas, surgiu a atividade de inspeção de produtos finais, que vai desde a análise dimensional à composição química. Essa tarefa geralmente é feita através de diversos métodos de ensaios não destrutivos que minimizam a possibilidade de falhas das peças. Os resultados produzidos pelas ferramentas utilizadas nas inspeções não são capazes de definir geometricamente um dano (trincas, microtrincas, defeitos de fabricação etc.) e, portanto, não são adequados para a visualização na tela de um computador. Na verdade, técnicas de visualização de objetos virtuais em 3D são capazes de identificar certos danos que dificilmente seriam detectados por outros métodos tradicionais. Existem alguns softwares comerciais que buscam auxiliar as etapas de um projeto e simulação de peças mecânicas no intuito de prever possíveis danos para tentar mitigar possíveis eventos indesejáveis (rompimento de peças, quebra de equipamentos etc.). Entretanto, o desafio do desenvolvimento de softwares capazes de integrar as várias atividades de projeto, inspeção de produtos, resultados de ensaios não destrutivos e simulações de danos ainda precisa da atenção de pesquisadores. Dessa forma, fez-se um estudo metodológico para a elaboração de um kernel (núcleo computacional) piloto do tipo CAD/CAE de grande versatilidade, capaz de auxiliar programadores no desenvolvimento de softwares que usam Engenharia Reversa como base aplicados às atividades de projeto e simulação de casos em que peças mecânicas são submetidas a solicitações diversas. A criação do kernel deu-se através da aplicação da Computação Gráfica em conjunto com as teorias CAD e CAE e com o auxílio da realidade virtual. Nesta dissertação apresentam-se resultados em que o kernel desenvolvido foi aplicado com sucesso a estudos de casos de peças com geometrias específicas, a saber: próteses mecânicas, trocadores de calor e tubulações de petróleo e gás. Finalmente, são apresentadas as conclusões referentes à experiência da hibridização das teorias CAD e CAE para o desenvolvimento do kernel, de forma a resultar numa ferramenta adaptável às mais diversas aplicações da indústria metal-mecânica
Desenvolvimento de um sistema de captura de baixo custo destinado a determinação da cinemática humana
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-09-04) Moura, Elton Gil Xavier; Nagem, Danilo Alves Pinto; ; http://lattes.cnpq.br/5934458385325202; ; http://lattes.cnpq.br/0170676527290316; Cavalcanti, Fabrícia Azevedo da Costa; ; Sono, Tálita Saemi Payossim; ; http://lattes.cnpq.br/8638414061980516; Queiroz, William Fernandes de; ; http://lattes.cnpq.br/9535572564134421
A captura de movimentos é uma ferramenta fundamental para a análise de movimentos quantitativos. Desde o século XIX, foram desenvolvidos diversos sistemas de captura de movimento para estudos biomecânicos, animações, jogos e cinema. O estudo da biomecânica e cinesiologia envolve e depende de conhecimentos de áreas distintas, as engenharias e as ciências da saúde. Uma análise precisa do movimento humano requer conhecimentos de ambas as áreas. É necessário então o uso de ferramentas e métodos didáticos de pesquisa e ensino que auxiliem este aprendizado. Os dispositivos atualmente encontrados no mercado para análise e captura de movimentos e usados nas instituições de ensino apresentam dificuldades para a prática didática, pois são de difícil transporte, possuem custo elevado e limitações quanto à liberdade do usuário diante da aquisição de dados. Dessa forma a análise de movimento é realizada de forma qualitativa ou é realizada de forma quantitativa em laboratórios de alta complexidade. Baseado nesses problemas, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de captura para uso didático por meio de um dispositivo barato, leve, portátil e de fácil uso, em conjunto com um software livre. Este desenvolvimento inclui a escolha do dispositivo de captura, o desenvolvimento de softwares para seu uso e testes. O sistema desenvolvido utiliza o dispositivo Kinect, da Microsoft, por ser barato, leve, portátil, de fácil uso e dispõe de dados tridimensionais com apenas um periférico. Os programas propostos utilizam o hardware para fazer capturas de movimentos, armazená-la, reproduzi-la, processar dados desta movimentação e apresentar os dados de forma gráfica
Estudo da viabilidade para adaptação/substituição de um sistema de climatização convencional de grande porte por VRV
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-06-17) Cattaneo, Mariane de Lacerda; Guerra, Angelo Roncalli Oliveira; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; Queiroz, William Fernandes de
O presente trabalho tem como objetivo o estudo da viabilidade para adaptação e substituição de um sistema de climatização convencional de grande porte por VRV (vazão de refrigerante variável) ou VRF (Variable Refrigerant Flow). A avaliação foi feita no prédio da Escola de Ciências e Tecnologia (ECT) na Universidade Federal do Rio Grande do Norte, em que o sistema de climatização atual será substituído pelo VRV e serão aproveitadas as instalações elétricas. O trabalho busca avaliar a eficiência do sistema de climatização VRV comparado ao convencional e projetar um melhor aproveitamento do sistema já instalado, buscando também economia de material e posteriormente de energia. Além disso, foi avaliado o local de colocação das máquinas condensadoras, já que os pesos são diferentes das máquinas de climatização convencionais. Nesta proposta são adotadas as mesmas cargas térmicas internas e taxas de infiltração e foi incluída a renovação de ar. Por fim, os resultados mostram que a substituição gera uma significante redução do consumo de energia elétrica, pela melhor distribuição da carga térmica, além de um alto controle operacional das máquinas.
Estudo de parâmetros fisioterapêuticos para registro Anvisa de um ventilador mecânico para o tratamento da Covid-19
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-01-26) Guerra, Rayssa Fontes; Guerra Neto, Custódio Leopoldino de Brito; https://orcid.org/0000-0003-4934-7294; http://lattes.cnpq.br/5387010100082241; http://lattes.cnpq.br/7926864127614001; Guerra, Ângelo Roncalli Oliveira; http://lattes.cnpq.br/7353332474621022; Queiroz, William Fernandes de; Souza, Tatiana Oliveira
O foco deste trabalho foi pesquisar os parâmetros fisioterapêuticos recomendados pelos diversos órgãos oficiais de saúde do Brasil para o tratamento de pacientes acometidos pelo vírus COVID-19, visando melhor orientar os engenheiros projetistas da UFRN na concepção e desenvolvimento de um protótipo de ventilador mecânico portátil de baixo custo que fosse eficaz, seguro e estivesse pronto para atender aos requisitos mínimos de saúde necessários para solicitar com sucesso o registro na ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária). A metodologia adotada foi hipotético-dedutiva abordando uma pesquisa do tipo descritiva e aplicada. Como resultados, são apresentados os testes e validação das hipóteses iniciais, associados às informações técnicas sobre as adequações sugeridas para que os ventiladores atendam às necessidades mínimas médico-fisioterápicas. Considerando que as exigências, não se limitam à área da saúde, mas que também envolve condicionantes da engenharia, foi desenvolvido um fluxograma guia abordando os passos burocráticos e normas de engenharia que precisam ser consultados e adotados. Adicionalmente, as contribuições advindas dessa pesquisa, culminaram no depósito de uma patente do equipamento inovador de baixo custo. Destaca-se ainda que o ventilador disponibiliza, de forma inédita, um importantíssimo alarme de caráter fisioterápico que corresponde à pressão de distensão (i.e. driving pressure) e que são inexistentes, até mesmo, no mais sofisticado dos ventiladores comerciais. Isso significa que tem forte potencial para evitar óbitos por lesões pulmonares graves. No geral, conclui-se que faltam cumprir alguns poucos detalhes no campo médico-fisioterápico, porém de fácil implementação, para que o ventilador fique pronto para enfrentar os estudos pré-clínicos em modelo animal, seguido de estudos clínicos em humanos. Assim, os principais ajustes referem-se à implementação sonora de alguns alarmes. Será fundamental incluir o modo assistido para usar no desmame. Também conclui-se ser imprescindível ampliar o tamanho dos foles de 1000 ml para 1200 ml objetivando atender exigência da AMIB para que o volume minuto alcance até 70 litros/minuto. Finalmente, embora a comunidade científica, até a presente data, não recomende utilização de um único equipamento para ventilar mais de um paciente, com a nova concepção de ventilador foco dessa pesquisa, conclui-se que esse desafio, foi superado, pois permite sim ventilar dois pulmões distintos respeitando a individualidade de cada paciente e sem risco de contaminação cruzada.
Estudo e caracterização de compósito de matriz polimérica reforçada com resíduo de uma indústria de pneus
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-12-04) Medeiros, Nícolas França; Ferreira, Evans Paiva da Costa; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; Queiroz, William Fernandes de
O estudo da reutilização de resíduos industriais e produtos em fase de descarte visando novas aplicações é tema atual no cenário acadêmico e industrial. Essa abordagem serve como pilar na definição de conceitos da economia circular. A reutilização pode ser realizada na fase final do ciclo de vida de um produto e/ou nos resíduos gerados durante sua produção. Uma forma de agregar valor a esses materiais, considerados sem aplicabilidade, é utilizá-los como novos insumos na cadeia produtiva gerando novas aplicações. Uma possibilidade que se estuda, neste trabalho, é a inserção do material estudado como reforço em compósitos. Neste trabalho foi feito o estudo do comportamento de compósitos fabricados com matriz polimérica (poliéster), utilizando resíduo industrial do tipo têxtil sintético, proveniente de uma indústria de pneus, combinando ou não, com fibra de vidro. Os compósitos fabricados foram caracterizados quanto as suas propriedades mecânicas, através da realização do ensaio destrutivo de tração. Por fim, os resultados obtidos, foram utilizados para avaliar a aplicabilidade dos materiais, bem como analisar o percentual de economia se o têxtil for utilizado como substituto parcial em algumas aplicações com fibra de vidro. Os compósitos foram considerados economicamente viáveis, mas de baixo desempenho mecânico.
Projeto de uma embarcação tipo jangada - Análise de estabilidade
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018-12-06) Soares, Igor Gabriel Lima; Lima, Carlos Magno de; Queiroz, William Fernandes de; Schmidt Filho, Frederico
O objetivo desse trabalho é utilizar engenharia reversa para realizar o projeto de uma embarcação miúda do tipo jangada, que é o instrumento de trabalho essencial na pesca artesanal realizada na região de Ponta negra-RN. Inicialmente é feita a introdução da atividade pesqueira nos litorais da cidade Natal, os impactos na economia e abastecimento de produto nas proximidades, introduzida a estrutura principal e os meios de propulsão da embarcação e as ferramentas de fabricação. A seguir são apresentados os principais estudos teóricos que irão fundamentar os cálculos necessários para analisar as condições de estabilidade da embarcação. Posteriormente serão apresentados os métodos usados para conceber o projeto, o simular com a auxilio de softwares de arquitetura naval e sua simulação em ambiente virtual utilizando HTML, fazer o desenho em CAD que será usado para os estudos de inclinação. Finalmente, os cálculos de volume e peso foram feitos sobre variados ângulos para compor os gráficos de braço de giração de momento restaurador e emborcamento.
Realidade Virtual como ferramenta inserida à Educação
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-12-02) Souza, Andrey Felipe R. de; Lima, Carlos Magno de; Lima, Carlos Magno de; Lima, Carlos Magno de; Arantes Jr, João Carlos; Queiroz, William Fernandes de
Impulsionada pelo cenário de pandemia atual enfrentado pelo mundo, a busca por meios alternativos de se transmitir conhecimento se mostra cada vez mais relevante, com as novas tecnologias tendo papel determinante nesse caminho de transição que diversos setores estão passando em virtude das transformações sociais em curso, com isso as tecnologias de realidade estendida se mostram como ótimos vetores de aprendizado devido a toda a imersão sensitiva proporcionada, facilitando a absorção de determinados conteúdos seja pela apresentação mais clara e “palpável”, ou pela tendência maior de se manter a atenção dos alunos em um conteúdo por estarem inseridos num ambiente virtual. No presente artigo buscaremos apresentar e discutir os conceitos das chamadas realidades estendidas (XR, sigla do termo no inglês), que englobam tanto a realidade virtual (VR), quanto a realidade aumentada (AR) e também a mescla de ambas, conhecida por realidade mista (MR). Além disso, abordaremos o funcionamento dessas tecnologias, como já se aplicam em diferentes áreas, e por meio de uma análise sistemática compreender os resultados que alguns estudos já tem apresentado sobre o tema e as possibilidades no âmbito da educação, além de fazer considerações também quanto ao momento atual onde o ensino a distância tem se tornado tão relevante. Por fim, apresentamos os benefícios e desafios a serem enfrentados para uma possível utilização em maior escala, assim como para a adaptação de alunos e educadores, levando em conta a gama extensa de perfis sociais.

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