Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais

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Adição de cascalho de perfuração da bacia potiguar em argilas para uso em materiais cerâmicos: influência da concentração e temperatura de queima.
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2010-04-22) Medeiros, Leonardo Coutinho de; Melo, Marcus Antônio de Freitas; Melo, Dulce Maria de Araújo; ; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; ; http://lattes.cnpq.br/5840621182000517; ; http://lattes.cnpq.br/3866471013743007; Curbelo, Fabíola Dias da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/6991333478380004; Barros, Joana Maria de Farias; ; http://lattes.cnpq.br/1016070459137884; Pimentel, Patrícia Mendonça; ; http://lattes.cnpq.br/9303372770390061
Um dos resíduos produzidos em grande escala durante a perfuração de poços de petróleo é o cascalho de perfuração. Existem técnicas para seu tratamento, mas não existe um consenso sobre quais são as melhores do ponto de vista econômico e ambiental. Uma das alternativas de destinação final deste resíduo e objetivo de estudo deste trabalho é a incorporação e imobilização do cascalho em matrizes argilosas para avaliar as suas propriedades tecnológicas. As Matérias-Primas utilizadas foram caracterizadas pelas seguintes técnicas: Análise Química por Fluorescência de raios-X (FRX); Análise Mineralógica por Difração de raios-X (DRX); Análise Granulométrica (AG) e Análise Térmica por Termogravimetria (TG) e Termodiferencial (DTA). Após a caracterização, as amostras foram formuladas nas seguintes porcentagens: 0, 5, 10, 15, 25, 50, 75, 100% em peso de cascalho de perfuração, em seguida as peças foram prensadas, secas (110 °C) e sinterizadas nas temperaturas de 850, 950 e 1050 ºC. Após a sinterização, as amostras foram submetidas a ensaios de Absorção de Água, Retração Linear de Queima, Tensão de Ruptura à Flexão, Porosidade Aparente, Massa Específica Aparente, DRX e Ensaio de Cor. Os resultados obtidos concluíram que a incorporação de cascalho de perfuração é uma possibilidade viável para a fabricação de tijolos maciços de alvenaria e blocos cerâmicos em determinadas concentrações e temperaturas de queima descrita neste trabalho. A incorporação deste resíduo além de amenizar um problema ambiental, reduz os custos com matérias-primas para fabricação de produtos cerâmicos
Adição de nanopartículas de Ti em matriz de Fe através da deposição por magnetron sputtering
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011-07-29) Ferreira, Narayanna Marques; ; http://lattes.cnpq.br/7441669258580942; ; http://lattes.cnpq.br/8226872195119070; Gomes, Uilame Umbelino; ; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225; Almeida, Edalmy Oliveira de; ; http://lattes.cnpq.br/1480791721671288; Lourenço, Jorge Magner; ; http://lattes.cnpq.br/0636102944565252
Os aços microligados constituem uma classe específica de aço com baixos teores de carbono e elementos microligantes, como: vanádio (V), nióbio (Nb) e titânio (Ti). O desenvolvimento e aplicação dos aços microligados, e de aços em geral, estão limitados à manipulação dos pós com partículas de dimensões submicrométricas ou mesmo nanométricas. Mediante isto, este trabalho apresenta uma técnica alternativa para a fabricação de aços microligado empregando a deposição por magnetron sputtering, como fonte de adição de elemento microligante na forma de nanopartículas de titânio dispersa em matriz de ferro. A vantagem dessa técnica em relação aos processos metalúrgicos convencionais é a possibilidade de dispersar uniformemente o elemento microligante na matriz de ferro. Foram realizadas deposições de Ti sobre pó de ferro em atmosfera de CH4, H2, Ar, com dois tempos de deposição diferentes. Após as deposições, o pó de ferro com nanopartículas de Ti dispersamente distribuídas, foram compactados e sinterizados a 1120°C em forno resistivo. As técnicas de caracterização utilizadas nas amostras de pó de ferro antes e após a deposição de Ti foram granulometria, microscopia eletrônica de varredura (MEV), energia dispersiva de raios X (EDX) e difração de raios X (DRX). Para as amostras sinterizadas utilizou-se a caracterização por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e ensaio de microdureza Vickers. A microanálise por EDX detectou percentuais maiores de Ti para as deposições em atmosfera de gás inerte em relação às deposições em atmosfera de gás reativo. A presença de titânio na matriz de ferro também foi evidenciada pelos resultados da difração de raios-X que apresentaram deslocamentos nos picos da rede da matriz. Diante desses resultados pode-se afirmar que a técnica de deposição por magnetron sputtering é viável na dispersão de nanopartículas de Ti em matriz de ferro.
Adição de poli (etileno-co-ácido-metacrílico) (EMAA) como agente de reparo em compósitos fibra de vidro-epóxi
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-03-30) Pontes, João Felipe Barros; Barbosa, Ana Paula Cysne; https://orcid.org/0000-0002-9510-4851; http://lattes.cnpq.br/3718650566004689; http://lattes.cnpq.br/7589467957183612; Silva, Bruna Louise; https://orcid.org/0000-0001-9756-4846; http://lattes.cnpq.br/4554532180961412; Ferreira, Evans Paiva Da Costa; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio
Materiais com mecanismo de autorreparo oferecem um grande potencial para novos desenvolvimentos científicos e tecnológicos. Esta é uma área de pesquisa com grandes possibilidades de avanços no campo da ciência e engenharia dos materiais. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo a fabricação e caracterização de um material compósito aditivado por agente de reparo termoplástico. A capacidade de reparar danos e delaminações localizadas foi avaliada para o compósito investigado. Este reparo é ativado via fornecimento de calor, através de uma fonte externa, e promove o aumento da mobilidade do agente termoplástico, poli (etileno-co-ácido-metacrílico) (EMAA). Os corpos de prova foram divididos em 4 grupos de estudo, sendo assim, o total de 20 corpos de prova, atendendo seguintes condições; 0% de EMAA sem dano (C.P de referência), 0% de EMAA com dano, 10% de EMAA com dano, 10% de EMAA com dano e reparado. Esses danos foram realizados nos corpos de prova de maneira controlada, via máquina de impacto por queda livre, sendo assim caracterizado como impacto de baixa velocidade. A Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) permitiu avaliar interações químicas entre a matriz epóxi e o agente de reparo, pós fabricação e ciclo de reparo. A inspeção visual foi utilizada para dimensionar as zonas afetadas com a finalidade de comparar o comportamento dos corpos de prova sob influência da energia de impacto e efeito do EMAA, em relação ao preenchimento das fissuras e delaminações e absorção de energia. Finalmente, o ensaio mecânico de compressão pós impacto (CAI – Compression After Impact) foi realizado para avaliar se houve alteração de propriedades no compósito modificado com o agente de reparo, quando comparado ao material não modificado.
Adição de poli(etileno-co-ácido-metacrílico) (EMAA) como agente de auto-reparo em compósitos carbono-epóxi
(2017-10-16) Nascimento, Allana Azevedo do; Barbosa, Ana Paula Cysne; Melo, José Daniel Diniz; http://lattes.cnpq.br/6572298923055649; https://orcid.org/0000-0002-9510-4851; http://lattes.cnpq.br/3718650566004689; http://lattes.cnpq.br/7970909407737900; Ferreira, Evans Paiva da Costa; http://lattes.cnpq.br/6994798590609919; Cioffi, Maria Odila Hilário; http://lattes.cnpq.br/6119671014416126; https://orcid.org/0000-0002-4155-4769
As técnicas de auto-reparo em resinas epóxi vêm sendo desenvolvidas buscando aumentar a vida útil e reduzir os custos associados à manutenção desses materiais durante o serviço. A adição de termoplásticos à matriz termofixa produzindo resinas reparáveis aparece como técnica de reparo promissora. Neste trabalho, o termoplástico poli (etileno-co-ácido-metacrílico) (EMAA) foi adicionado no plano médio de laminados compósitos carbono-epóxi para fabricação de um sistema de reparo. Foram fabricadas placas com 5%, 10% e 15% de EMAA em massa de resina do prepreg. Ensaios de resistência ao cisalhamento interlaminar (ILSS), análise dinâmico mecânica (DMA), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de varredura com fonte de emissão de campo (MEV-FEG) foram conduzidos para avaliar o efeito da adição desse termoplástico ao compósito e seu comportamento antes e após o reparo. As amostras reparadas não apresentaram aumento na resistência ao cisalhamento interlaminar (ILSS) após o reparo. Entretanto, para maiores porcentagens de EMAA, houve redução dessa propriedade, além de redução de módulo de elasticidade e da temperatura de transição vítrea (Tg), em relação aos valores apresentados pelo compósito puro. Imagens de MEV confirmaram a forte adesão entre o EMAA e a resina epóxi, formando uma camada adesiva que impediu a formação de delaminações no plano médio do laminado.
Adição de resíduo cerâmico em pastas geopoliméricas para cimentação de poços de petróleo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011-06-01) Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; Melo, Dulce Maria de Araújo; ; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; ; http://lattes.cnpq.br/6531020251306710; Santos, Iêda Maria Garcia dos; ; http://lattes.cnpq.br/7060067415685353; Barros, Joana Maria de Farias; ; http://lattes.cnpq.br/1016070459137884; Freitas, Júlio Cezar de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; Pergher, Sibele Berenice Castella; ; http://lattes.cnpq.br/5249001430287414
O desenvolvimento das atividades do setor de petróleo e gás tem promovido a busca de materiais mais adequados para cimentação de poços de petróleo. No estado do RN, a integridade da bainha cimentante tende a ser prejudicada durante a injeção de vapor, procedimento necessário para aumentar a recuperação do petróleo em reservatórios com óleo de alta viscosidade. O geopolímero é um material que pode ser utilizado como cimento alternativo, uma vez que vem sendo empregado na produção de componentes resistentes ao fogo, na construção de estruturas, e para o controle de resíduos tóxicos ou radioativos. Geopolímeros resultam da condensação polimérica de aluminosilicatos e silicatos alcalinos originando estruturas poliméricas tridimensionais. São produzidos de uma maneira distinta daquela do cimento Portland, onde é feita uma solução ativadora que é misturada ao precurssor geopolimérico. Dentre os trabalhos estudados, alguns permitiram-nos concluir que as pastas preparadas com metacaulim como precursor apresentaram melhor desempenho de suas propriedades. Vários estudos apresentam a adição de resíduos argilosos como forma de redução do custo final e melhoria das propriedades da pasta. Com base nisso, o objetivo do trabalho é estudar a influência da adição de rejeito cerâmico em pastas geopoliméricas. Para o desenvolvimento do estudo foram realizados testes de reologia, filtrado, tempo de espessamento, resistência à compressão, água livre, peso específico e permeabilidade, de acordo com o American Pretoleum Institute (API). Os resultados encontrados para todas as formulações demonstram que as pastas estudadas apresentam resistência mecânica elevada para uma pasta leve; volume de filtrado baixo; ausência de água livre; permeabilidade muito baixa; pasta fluída, coerente com uma pasta leve; e tempo de espessamento baixo, que pode ser corrigido com a utilização de um retardador de pega. Para caracterização morfológica, microestrutural, físico-química, química e térmica, foram realizadas caracterizações por DRX, MEV, DTA, TG, FT-IR. No ensaio de DRX, verificou-se que o geopolímero é um material amorfo, com um pico cristalino de caulinita. Nos testes de TG/DTA, foi observado a presença de um evento significativo, que representa a perda de massa referente a água, sendo observado também a redução da perda de massa com o aumento da concentração de rejeito cerâmico. No ensaio de MEV, encontrou-se uma matriz uniforme e nos espectros de FT-IR, observou-se a presença da banda referente à água. A partir de todos os resultados foi possível determinar que a faixa de concentração ótima de rejeito cerâmico para uso em pastas geopoliméricas é entre 2,5 e 5 %
Adição de subprodutos da cinza da casca de café (coffea canephora) em massa cerâmica para porcelanato
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-05-23) Dultra, Eduardo Jorge Vidal; Acchar, Wilson; ; http://lattes.cnpq.br/5460040602567184; ; http://lattes.cnpq.br/2132307633780425; Gomes, Cynthia Morais; ; http://lattes.cnpq.br/1441106728967011; Silva, Jaquelígia Brito da; ; http://lattes.cnpq.br/5948828937239319; Silva, Vamberto Monteiro da;
Na fabricação de porcelanatos são utilizados fundentes com a finalidade de obter fase líquida durante a queima que, por sua vez, preenche os poros diminuindo a porosidade, a absorção de água, e contribui para a densificação do material. Na indústria de porcelanatos o feldspato é o principal material fundente utilizado, com percentuais que variam entre 35 e 50% em massa. Pesquisas são direcionadas para a descoberta de materiais com características fundentes que possam diminuir o consumo de feldspato. Nesse contexto, a cinza da casca de café, resíduo obtido quando cascas de café são queimadas a fim de produzir calor para os secadores mecânicos durante o beneficiamento do fruto, possuem como principais elementos o potássio, cálcio e magnésio, conferindo-lhe características de material fundente. O Brasil é o maior produtor de café do mundo, responsável por mais de 30% da produção mundial. Nesse trabalho, foi realizado um tratamento físico na cinza de café com a finalidade de eliminar parte do material carbonizado e, após este, foram obtidos dois subprodutos: resíduo R1 e resíduo R2. Ambos os resíduos foram adicionados, separadamente, como únicos fundentes, e também associados ao feldspato, em massas com matérias primas coletadas em uma fábrica de porcelanatos localizada no município de Dias d Ávila-Ba. A adição desses resíduos teve o objetivo de verificar a possibilidade de reduzir o consumo de feldspato na produção de porcelanatos. Foram confeccionados corpos de prova com dimensões de 60 mm x 20 mm x 6 mm em matriz uniaxial, com pressão de compactação de 45 MPa. Os corpos de prova foram sinterizados na temperatura de 1200 °C com patamar de 8 minutos. Foram realizados ensaios para caracterização das matériasprimas por FRX, DRX, AG, ATD e ATG, e analisados os resultados das propriedades físicas de absorção de água, porosidade aparente, retração linear, MEA, análise dilatométrica, resistência à flexão e MEV do corpo sinterizado. A adição de até 8% do resíduo R1 contribuiu para a diminuição da porosidade aparente, porém a resistência mecânica das amostras não foi satisfatória. A adição de 5% de resíduo R2 contribuiu significativamente para diminuir absorção de água e porosidade aparente, e também, para o aumento da resistência mecânica à flexão. As amostras com adição do resíduo R2 associado ao feldspato, nas proporções de 6,7% de R2 e 6,7% de feldspato, obtiveram resultados de absorção de água de 0,12% e resistência mecânica à flexão de 46 MPa, atendendo aos parâmetros normalizados para fabricação de porcelanatos
Adição de superplastificante e anti-segregante à base de CMC em pastas de cimento para Poços de Petróleo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2008-02-29) Jacinto, Túlio Wágner Batista; Martinelli, Antônio Eduardo; Melo, Dulce Maria de Araújo; ; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; ; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; ; http://lattes.cnpq.br/8078846615559178; Melo, Marcus Antônio de Freitas; ; http://lattes.cnpq.br/5840621182000517; Bezerra, Ulisses Targino;
A pasta de cimento Portland é uma mistura de partículas sólidas de cimento dispersas em água. Tal sistema deve possuir fluidez suficiente para penetrar de forma eficiente em meio poroso, além de proporcionar controle na água perdida por filtrado na formação, garantindo o sucesso da operação de bombeio. Em determinados campos as condições geológicas das formações, bem como a profundidade das faces exploratórias do poço podem favorecer ao acréscimo de temperatura. Na construção civil os superplastificantes reduzem o fator água cimento das argamassas proporcionando aumento de propriedades como resistência mecânica e fluidez, já o anti-segregante proporciona uma melhor trabalhabilidade das argamassas. Sistemas com a adição de dispersantes e anti¬segregante utilizados convencionalmente em cimento Portland CPII-Z-32 RS foram analisados em pastas de cimento Portland Especial, utilizadas para operações de squeeze e cimentação em poços petrolíferos, com ênfase em três aspectos: fluidez, perda do volume de filtrado e efeito sinergético. Os parâmetros analisados foram estudados por meio de ensaios de desempenho nas temperaturas de 2rC e 56°C, seguindo as recomendações práticas da norma API RP 108. Para o estudo foram selecionados materiais com caráter dispersante como superplastificantes. e preparadas pastas com concentrações variando de 2,60 Kgf/m3 (0,02 gal/pé3) a 5,82 Kgf/m3 (0,045 gal/pé3) em peso de cimento, com densidade constante de 1,89 g/cm3 (15,8 Ib/gal). Para o controle da água perdida por filtração foi utilizado um agente anti-segregante a base de CMC com concentrações variando de 0,30 % a 0,60 % em peso de cimento. Os resultados mostraram que a adição do anti-segregante em concentrações acima de 0,55 % em peso de cimento resultou no aumento da viscosidade das pastas nas temperaturas avaliadas. Foi verificado que o aumento da temperatura dos testes provocou uma redução no desempenho do anti-segregante. Nas concentrações de 5,20 kgf/m3 (0,040 gal/pé3) e 5,82 Kgf/m3 (0,045 gal/pé3) observou-se um melhor desempenho das propriedades avaliadas no sistema proposto. Na temperatura ambiente foi verificado instabilidade nas leituras de reologia para todas as concentrações do anti-segregante. Foi verificado que o aumento da concentração de anti-segregante é limitada as concentrações superior a 0,55 % em peso de cimento nas temperaturas analisadas. O uso do sistema contendo superplastificante, aliado ao anti-segregante promoveu um bom desempenho face às propriedades reológicas e de controle de filtrado das pastas. A função principal do anti-segregante foi otimizada com o aumento da concentração do superplastificante, a temperaturas acima da ambiente. Porém o aumento da concentração do agente dispersante nas pastas de cimento pode provocar o retardamento das pastas em temperaturas próximas da ambiente. O estudo do comportamento sistêmico dos aditivos resultou na obtenção de pastas de cimento, que podem ser otimizadas face estudos de outras propriedades intrínsecas a sua utilização nas operações em campos petrolíferos
Adição de vermiculita expandida mícron em pastas de baixa densidade para cimentação de poços de petróleo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2010-02-22) Nunes, Eduardo Raimundo Dias; Melo, Marcus Antônio de Freitas; ; http://lattes.cnpq.br/5840621182000517; ; http://lattes.cnpq.br/7176834702172922; Melo, Dulce Maria de Araújo; ; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; Nóbrega, Ana Cecília Vieira da; ; http://lattes.cnpq.br/3109732203611868
A região nordeste do Brasil possui uma grande quantidade de poços produtores de óleo que utilizam como método de recuperação secundária a injeção de vapor, já que o óleo produzido nesta região possui natureza essencialmente viscosa. Este método de recuperação coloca a interface cimento / revestimento sobre ciclagem térmica que, devido à diferença de coeficiente de expansão térmica entre o cimento e o revestimento metálico provoca o surgimento de trincas nesta interface, possibilitando assim a passagem de fluidos pelo anular, que está associado a sérios riscos sócioeconômico e ambiental. Diante destas trincas, uma operação de correção é requerida, acarretando em mais custos e parada temporária da produção do poço. Como alternativa, a indústria do petróleo tem desenvolvido tecnologia para a adição de novos materiais em pastas de cimento para poços de petróleo, proporcionando maior ductilidade e baixa densidade, de forma a resistir às cargas termomecânica gerada na injeção de vapor de água. Nesse contexto, a vermiculita, um argilomineral encontrado em abundância no Brasil tem sido aplicado na sua forma expandida na construção civil para confecção de concretos leves com excelentes propriedades de isolamento térmico e acústico devido ao seu alto ponto de fusão e a presença de ar em suas camadas lamelares. Portanto, a vermiculita será utilizada com a finalidade de proporcionar baixa densidade a pasta de cimento e resistir às altas temperaturas causadas pela injeção de vapor. Desta forma, o presente trabalho, comparou a pasta padrão contendo cimento e água com as pastas com 6%, 8%, e 10% de vermiculita expandida mícron realizando os ensaios de água livre, reologia e resistência a compressão onde obteve a concentração de 8% com os melhores resultados. Posteriormente, a concentração escolhida, foi comparada com os resultados recomendados pela norma API nos ensaios de filtrado e estabilidade. E por último, analisaram-se os resultados obtidos nos ensaios de peso específico e tempo de espessamento. Diante do estudo realizado conseguiu-se formular uma pasta com baixa densidade que pode ser utilizada na cimentação de poço de petróleo com o objetivo de suportar as cargas termo-mecânica gerada pela injeção de vapor
Adição do resíduo de biomassa da cana-de-açúcar em pastas para cimentação de poços petrolíferos produtores de óleos pesados
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2009-04-02) Anjos, Marcos Alyssandro Soares dos; Martinelli, Antônio Eduardo; Melo, Marcus Antônio de Freitas; ; http://lattes.cnpq.br/5840621182000517; ; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; ; http://lattes.cnpq.br/3904325866154130; Pereira, Alexandre da Costa; ; http://lattes.cnpq.br/5259454403464034; Bezerra, Ulisses Targino;
A bacia Potiguar tem grandes campos de óleo viscoso, onde o método de recuperação utilizado é a injeção de vapor; essa operação é realizada injetando-se vapor diretamente no poço, sem a proteção do revestimento através de isolamento térmico, o que provoca a dilatação do mesmo, provocando assim falhas no cimento colocado no anular, e conseqüentemente, perda do isolamento hidráulico, esta falha tem origem no fenômeno de retrogressão da resistência à compressão devido a conversão do silicato de cálcio hidratado em fases ricas em cálcio, provocada pelas elevadas temperaturas nos poços, sujeitos à recuperação térmica. O presente trabalho avaliou a aplicação de pastas compósitas com adição de resíduos de biomassa do bagaço da cana-de-açúcar moídas como aditivo mineral anti-retrogressão para cimentação de poços petrolíferos sujeitos a recuperação térmica. A adição do resíduo mineral foi realizada teores de 10, 20, 30, 40 e 59% em relação a massa do cimento, visando melhorar a microestrutura da pasta, sendo ainda produzidas uma pasta de referência, apenas com cimento e uma pasta com adição de 40% de silica flour material consagrado na indústria de petróleo como aditivo antiretrogressão. Foram avaliados a atividade pozolânica da cinza através de DRX, TG/DTG e resistência à compressão, determinando-se também o comportamento físico e mecânico das pastas submetidas a cura com baixas temperaturas (22 e 38ºC), além da avaliação do comportamento das pastas submetidas a dois ciclos de cura a alta temperatura (280ºC) e pressão (7 MPa). Verificou-se que a cinza de biomassa da cana apresenta reação pozolânica, tendo grande eficiência na diminuição da permeabilidade da pasta por efeito filler, e que as adições de cinza em teores de 10, 20 e 30% aumentam a resistência à compressão das pastas curadas a baixas temperaturas. Constatou-se ainda que a cinza em teores de 40% e 59% tem ótima eficiência como aditivo antiretrogressão, pois evitam a diminuição da resistência à compressão e formam silicato de cálcio hidratado do tipo xenotlita e tobermorita que se apresentam mais resistentes e estáveis as altas temperaturas
Aditivação de pastas geopoliméricas com tetraborato de sódio e látex não iônico para cimentação de Poços de Petróleo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2007-04-23) Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; Melo, Dulce Maria de Araújo; Martinelli, Antônio Eduardo; ; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; ; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; ; http://lattes.cnpq.br/6531020251306710; Melo, Marcus Antônio de Freitas; ; http://lattes.cnpq.br/5840621182000517; Marinho, érika Pinto; ; http://lattes.cnpq.br/1192938961586608
O desenvolvimento das atividades do setor petróleo e gás tem promovido a busca de materiais mais adequados para cimentação de poços de petróleo. No estado do RN, a integridade da bainha cimentante tende a ser prejudicada durante a injeção de vapor, procedimento necessário para aumentar a recuperação do petróleo em reservatórios com óleo de alta viscosidade. O geopolímero é um material que pode ser utilizado como cimento alternativo, uma vez que vem sendo empregado na produção de componentes resistentes ao fogo, na construção de estruturas, e para o controle de resíduos tóxicos ou radioativos. O látex é extensamente usado em pastas de cimento Portland e tem como característica o aumento significativo da resistência à compressão das pastas. O tetraborato de sódio é usado em cimentos odontológicos como retardador de pega em resinas. A adição deste aditivo tem a finalidade de melhorar a propriedades das pastas geopoliméricas para cimentação de poços de petróleo. As pastas estudadas são constituídas de metacaulim, silicato de potássio, hidróxido de potássio, látex não iônico e tetraborato de sódio. As propriedades avaliadas foram: viscosidade, resistência mecânica, tempo de espessamento, densidade e controle de filtrado, na temperatura ambiente (27°C) e de especificação de cimento. Os testes foram realizados seguindo as recomendações práticas da norma API RP 10B. As pastas aditivadas com tetraborato de sódio não modificaram as propriedades reológicas em relação a pasta sem aditivo, assim como não modificaram as propriedades mecânicas e a densidade das pastas. O aumento da concentração de tetraborato de sódio aumentou o volume de filtrado das pastas nas duas temperaturas estudadas. A propriedade que o tetraborato de sódio obteve o melhor desempenho foi em relação ao tempo de pega, onde a adição do aditivo conseguiu triplicar o tempo de espessamento das pastas. Com relação às pastas aditivadas com látex observou-se que a adição desse aditivo diminuiu as propriedades reológicas e a densidade do sistema. Na temperatura ambiente, o aditivo funcionou como acelerador de pega e aumentou a resistência mecânica das pastas. A presença de água reduziu a densidade das pastas e aumentou o volume de filtrado a medida que aumentou a concentração do aditivo. A partir dos resultados obtidos concluiu-se que o tetraborato de sódio e o látex não iônico são aditivos promissores para pastas geopoliméricas para cimentação de poços de petróleo
Adsorção de Pb(II) utilizando adsorvente composto por montmorilonita e dolomita
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011-04-16) Pinto, Elida Natasche de Medeiros Gurgel; Melo, Dulce Maria de Araújo; ; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; ; http://lattes.cnpq.br/8097731140095275; Freitas, Júlio Cezar de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; Barros, Joana Maria de Farias; ; http://lattes.cnpq.br/1016070459137884
O impacto destrutivo da disposição inadequada de metais pesados no meio ambiente aumenta como resultado direto da explosão populacional, urbanização e expansão industrial e tecnológica. Argilas são potenciais materiais para adsorção de compostos inorgânicos e a pelletização destes é necessária para utilização em colunas adsortivas de leito fixo. O baixo custo e a possibilidade de regeneração fazem desses materiais um atrativo para a utilização em processos de purificação, capazes de remover compostos inorgânicos em ambientes aquáticos contaminados. Neste trabalho foram preparados pellets com mistura de montmorilonita e dolomita através da aglomeração por via úmida, em diferentes razões. A remoção de Pb(II) foi investigada, através de estudos experimentais, e foi modelada segundo modelos de cinética e isotermas de adsorção. Os materiais foram caracterizados através das técnicas de DRX, TG/DTA, FT-IR, e área superficial pelo método BET. Os resultados mostraram a eficiência adsortiva do contaminante estudado pelo material composto em solução sintética e foi verificado que a adsorção segue o modelo de Langmuir e a cinética de adsorção segue o modelo de pseudo-segunda ordem
Alternativas de ultimação de resíduo plástico termofixo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2005-11-25) Medeiros, Otoniel Marcelino de; Marinho, George dos Santos; Ladchumananandasivam, Rasiah; ; http://lattes.cnpq.br/8553209522282182; ; http://lattes.cnpq.br/0490476694313938; ; http://lattes.cnpq.br/4877133404601046; Bezerra, Clóvis de Medeiros; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780826A8; Brito, Luiz Pereira de; ; http://lattes.cnpq.br/4719691319300166; Hildebrand Júnior, Leônidas; ; http://lattes.cnpq.br/9093463713286889
No presente trabalho desenvolveram-se alternativas originais de encaminhamento ambientalmente seguro e economicamente viável de resíduo plástico termofixo de uma fábrica de botões que, no momento, estoca esse resíduo de forma temporária e inconveniente ao ambiente, aguardando soluções mais seguras. Como o resíduo não é reciclável e sua queima libera gases fortemente agressivos à vida, pesquisaram-se alternativas seguras e viáveis, tanto do ponto de vista técnico como econômico. Inicialmente considerou-se a incineração do resíduo em fornos de cimento com controle de emissão de gases; mas, concluiu-se que a opção era inviável pelo fato do resíduo apresentar baixo poder calorífico e de sua incineração resultar na liberação de chumbo em cinzas. Pesquisou-se, depois, a possibilidade de decomposição do material por meio do uso de tocha de plasma térmico. Para isto projetou-se, construiu-se e testou-se uma tocha de plasma para termodecomposição, adaptada para utilizar ar à pressão ambiente como gás indutor, em substituição ao argônio, comumente utilizado em tochas de baixa potência. Os resultados demonstraram a viabilidade técnica da proposta; contudo, do ponto de vista econômico, os resultados não foram positivos. Em seguida, considerou-se o confinamento em blocos de solo-cimento. Foram produzidos blocos que apresentaram resistência à compressão simples equivalente a de blocos portantes tipo C e aumento da resistência térmica em relação ao bloco do mesmo tipo sem adição de resíduo. Levantaram-se outras opções de compósitos originais e importantes como: blocos para laje pré-moldada; revestimento interno de alvenaria com gesso; enchimento de blocos cerâmicos e blocos com argamassa de cimento. Além do aumento da resistência térmica, os compósitos desenvolvidos utilizaram menos cimento em sua composição, implicando em redução de custos sem comprometimento da resistência mecânica
Análise comparativa do efeito do Al e Bi na liga Sn-9%Zn: parâmetros térmicos, microestrutura e propriedades mecânicas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-08-21) Bezerra Neta, Ione Amorim; Silva, Bismarck Luiz; Delmonte, Mauricio Roberto Bomio; http://lattes.cnpq.br/4377238190630005; https://orcid.org/0000-0002-5744-8055; http://lattes.cnpq.br/4237409241499220; Peres, Maurício Mhirdaui; Rodrigues, Adilson Vitor; Siqueira Filho, Cláudio Alves de; Dantas, Suylan Lourdes de Araújo
A busca por soluções viáveis para a substituição das ligas Sn-Pb em juntas soldadas de microcomponentes eletrônicos tem recebido atenção especial nos últimos anos. Nesse sentido, a liga eutética Sn-9%Zn é uma alternativa promissora, pois apresenta temperatura eutética (198°C) similar à liga Sn-38%Pb, baixo custo e excelentes propriedades mecânicas. Contudo, essas ligas exibem desvantagens como baixa resistência à corrosão, o que limita o uso prático em operações de soldagem branda. Uma das alternativas de melhoria é a modificação com alumínio (Al) e bismuto (Bi). Esses elementos promovem modificações na microestrutura e propriedades mecânicas. Diante disso, o presente trabalho objetiva estudar o efeito da adição de Al (0,5% e 2,0% em massa) e de Bi (3,0% e 6,0% em massa) nos parâmetros térmicos de solidificação (taxa de resfriamento-ṪL e velocidade de solidificação-VL), microestrutura, macrossegregação, propriedades mecânicas e modos de fratura das ligas Sn-9%Zn-X solidificadas direcionalmente. As amostras foram caracterizadas por Microscopia Óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Fluorescência de Raios-X (FRX), Difração de Raios-X (DRX), além das análises de propriedades mecânicas por tração. Cálculos termodinâmicos foram realizadas pelo método CALPHAD via software Thermo-calc, a fim de avaliar a sequência de solidificação, as composições das fases e as temperaturas de transformações de fase. Como resultados principais destacam-se: as adições de Al e Bi na liga binária Sn-9%Zn aumentaram os valores de TL e reduziram os valores de TE, aumentando assim, o intervalo de solidificação para as ligas examinadas. A liga Sn-9%Zn-3,0%Bi foi única a exibir um crescimento colunar na macroestrutura, observando-se uma Transição Colunar-Equiaxial (TCE) no restante das ligas. Crescimentos de células eutéticas têm sido observados para as ligas Sn-Zn-Al e Sn-Zn-Bi, compostas pelas fases Sn+Zn+Al e Sn+Zn+Bi, respectivamente. Apenas o teor de 2%Al foi capaz de alterar a escala microestrutural, refinando sutilmente o arranjo celular eutético. Por outro lado, todos os teores de Bi adicionados resultaram no refinamento microestrutural. As morfologias das partículas de Bi e da fase α-Zn (da mistura eutética) se mostraram dependentes do teor de soluto e da taxa de resfriamento. As adições de Al promoveram uma redução tanto do limite de resistência à tração (σu) quanto do alongamento até a fratura (δ). Por outro lado, as adições de Bi promoveram um aumento de σu e uma redução de δ. Em comparação à binária Sn-9%Zn, nota-se que o Al não alterou o modo de fratura, permanecendo dúctil, enquanto o Bi induziu um mecanismo de fratura frágil por clivagem.
Análise comparativa entre as propriedades do gesso obtido de rejeito da produção de sal e gesso comerciais
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-08-16) Costa, Juliana Elionara Bezerra; Melo, Marcus Antônio de Freitas; ; http://lattes.cnpq.br/5840621182000517; ; http://lattes.cnpq.br/2632487929923516; Melo, Dulce Maria de Araújo; ; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; Freitas, Júlio Cezar de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519
Os impactos ambientais, ocasionados pela geração de resíduos sólidos, são uma preocupação bastante citada na atualidade. Alguns desses resíduos, provenientes das mais variadas atividades humanas, podem ser totalmente reaproveitados, diminuindo o efeito desses impactos, geralmente ocasionado pela má disposição, no meio ambiente. Durante o processo de produção do sal, os primeiros cristais formados são descartados como resíduo industrial. Este é constituído basicamente por gipsita, um sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4.2H2O). A gipsita em questão pode passar por um processo de calcinação para a produção do gesso (CaSO4.0,5H2O) e subsequente aplicação na indústria cimenteira. Considerando a necessidade de desenvolvimento e aplicação para estes resíduos industriais, o presente trabalho tem o objetivo de analisar o gesso obtido a partir da gipsita que foi gerada durante o processo de produção do sal, denominado Salgesso, e sua viabilidade de utilização na indústria da construção civil, trazendo benefícios ambientais e econômicos. Para caracterização, foram realizados os experimentos de: Fluorescência de raios X (FRX), Difração de raios X (DRX), análises térmicas (TG/DTG) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) com EDS. Foram realizados também ensaios para a obtenção de características físicas como Módulo de finura, Massa unitária, tempo de pega e resistência à compressão. Três gessos comerciais, utilizados na construção civil, foram usados como material de referência. Todos os ensaios foram realizados seguindo a normatização vigente. Foi observado que, apesar de alguns ensaios apresentarem divergência de resultados entre os gessos salino e comerciais em todas as propriedades estudadas, o Salgesso tem valores dentro dos limites impostos pela norma. Entretanto, há uma possibilidade de melhora por meio de um processo de calcinação mais eficaz
Análise da produção de scaffolds porosos por impressão 3D
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-08-18) Bezerra, Isaac de Santana; Ito, Edson Noriyuki; https://orcid.org/0000-0001-7784-9035; http://lattes.cnpq.br/7249500407405478; https://orcid.org/0000-0002-9542-6017; http://lattes.cnpq.br/3484566484081519; Vilar, Caroline Dantas; http://lattes.cnpq.br/7861700022912054; Silva, Erik dos Santos; Gomes, Felipe Pedro da Costa
Este trabalho analisou a viabilidade da produção de scaffolds porosos por impressão 3D (IMP3D) via modelagem por fusão e deposição (FDM) de poli(ácido lático) (PLA) com agente expansor azodicarbonamida (AZDN). Foi realizada uma seleção de matriz polimérica com base em ensaios mecânicos, reológicos e morfológicos, comparando o poli(acrilonitrila-co-butadieno-co- estireno) (ABS), poli(tereftalato de etileno) grau garrafa (PETG) e PLA, tanto por moldagem por injeção, quanto por IMP3D, utilizando-se bicos nos diâmetros de 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0. Após ponderar a eficiência produtiva, a processabilidade, e os resultados mecânicos obtidos, foram selecionados a IMP3D e o PLA como técnica e material mais adequados para produção de scaffolds porosos. Posteriormente, o PLA foi submetido a um ciclo fechado de cinco processamentos consecutivos em extrusora dupla rosca, verificando-se pelas mudanças visuais e reológicas, que o material manteve boas propriedades reológicas após os ciclos térmicos. Foi realizada a mistura do PLA com o agente expansor AZDN em extrusora dupla rosca, e plastificado em extrusora mono rosca, obtendo-se filamentos de PLA com AZDN inerte, para posterior impressão dos scaffolds porosos, nas proporções em porcentagem por cem de resina (PCR) de: 100/0; 100/2; 100/4; 100/6; 100/8. Foram realizadas as caracterizações reológicas, morfológicas e de tração uniaxial dos materiais desenvolvidos, notando-se o aumento da viscosidade do PLA quando submetido a mais ciclos térmicos. As morfologias apontaram para um maior surgimento de poros para as composições com maior concentração de AZDN, de forma que os poros maiores se apresentaram preferencialmente nas regiões centrais dos filamentos, além de evidenciar que o controle de temperatura influencia no tamanho dos poros obtidos, alcançando-se estruturas porosas biodegradáveis e biocompatíveis.
Análise de falhas em martelos oscilantes dos desfibradores da indústria sucroalcooleira da Região Norte-Nordeste
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2008-08-22) Machado, José Marcondes Oliveira; Alves Júnior, Clodomiro; ; http://lattes.cnpq.br/7441669258580942; ; http://lattes.cnpq.br/0359921800853234; Gomes, Uilame Umbelino; ; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225; Sousa, Rômulo Ribeiro Magalhães de; ; http://lattes.cnpq.br/3246869695770169; Leal, Valdemar Silva; ; http://lattes.cnpq.br/1442921957658740
A falha de materiais é sempre um evento indesejável por vários motivos: vidas humanas que são colocadas em perigo, perdas econômicas, e a interferência na disponibilidade de produtos e serviços. Embora as causas das falhas e o comportamento de materiais possam ser conhecidos, a prevenção dessas é uma condição difícil de ser garantida. Dentre as falhas, o desgaste por abrasão à baixa tensão é o tipo de falha que mais ocorre nos equipamentos e peças industriais. As Usinas Sucroalcooleiras sofrem significativas perdas devido a este tipo de desgaste, fato este que motivou sua escolha para o desenvolvimento do presente trabalho. Para tanto, foram analisadas as falhas presentes nos martelos oscilantes dos desfibradores logo após a parada para a sua troca prevista de acordo com tonelagem de cana processada, em seguida foram analisadas o nível de desgaste pelo ensaio de roda de borracha definido pela norma ASTM G65-91. As falhas foram classificadas quanto à origem da causa e mecanismo, além disso, foram preparadas amostras com procedimentos de soldagem segundo o código ASME, sec. IX como também, utilizando-se a técnica de aspersão térmica para analisar o desempenho desses materiais produzidos em laboratórios e, compara-los com as soldas executadas na planta. Foi observado que os corpos-de-prova preparados segundo o procedimento qualificado de soldagem, bem como a aspersão térmica os resultados de perda de massa foram minimizados significativamente em comparação com os preparados na planta. Isso se deve ao fato da utilização de técnicas mais apropriadas e condições mais controladas dos parâmetros de soldagem. Quanto à aspersão térmica, essa técnica apresentou um resultado satisfatório, porém necessita da utilização desses revestimentos na condição real para melhor afirmação dos resultados
Análise de propriedades térmicas e mecânicas de compósitos de argamassa e resíduo de borracha
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2009-08-21) Ferreira, Carlos Renê Gomes; Marinho, George Santos; ; http://lattes.cnpq.br/0490476694313938; ; http://lattes.cnpq.br/6202921970901822; Teixeira, Pedro Wellington Gonçalves do Nascimento; ; http://lattes.cnpq.br/3582205759150390; Reis Sobrinho, Jose Francisco dos; ; http://lattes.cnpq.br/3568615676368400
Apesar de já existirem alternativas técnica e economicamente viáveis para destinação de pneumáticos usados, dados quantitativos sobre propriedades de elementos construtivos que utilizam o resíduo de borracha como agregado ainda são restritos. No presente trabalho, considerou-se o resíduo proveniente de indústria de recauchutagem como material para fabricação de compósito destinado à produção de elementos construtivos. Foram analisadas propriedades mecânicas e térmicas de argamassa de cimento Portland com adição de resíduo sem tratamento, nas proporções de 10%, 20% e 30% em massa em relação à massa do cimento, substituindo o agregado no traço em massa 1:5 de argamassa cimento e areia. A granulometria do resíduo utilizado variou entre 0,30mm e 4,8mm (passando na peneira 4,8mm e ficando retido na de 0,30mm), sendo ele nos formatos fibroso e granular. Consideraram-se as influências da granulometria e do percentual de resíduo adicionado à argamassa (em substituição ao agregado) nas propriedades térmicas e mecânicas. Realizaram-se ensaios de corpos-deprova nos estados fresco (índice de consistência) e endurecido (absorção de água por capilaridade, resistência a compressão e tração). O trabalho está focado no problema da relação desempenho térmico /resistência mecânica de sistemas construtivos utilizados em regiões de baixas latitudes (Estado do Piauí), caracterizadas por elevados índices de radiação solar.
Análise do comportamento reológico de pastas de cimento contendo resíduos de pneu para poços de petróleo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2009-03-20) Melo, Abimael Lopes de; Martinelli, Antônio Eduardo; ; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; ; http://lattes.cnpq.br/3711004457284570; Santos, Maria Luiza Lopes de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/7052771233872451; Barreto, Alexandro Diógenes; ; http://lattes.cnpq.br/7824794714646180
A baixa tenacidade apresentada pelas pastas de cimentos Portland utilizadas na cimentação de poços de petróleo tem motivado várias pesquisas voltadas para materiais alternativos. Aditivos têm sido desenvolvidos para gerar pastas flexíveis e com resistência mecânica capaz de suportar as expansões e retrações do revestimento metálico dos poços que se sujeitam à injeção de vapor, técnica muito utilizada para aumentar o fator de recuperação em reservatórios de óleo com alta viscosidade. Uma pasta fresca com comportamento reológico inadequado pode comprometer seriamente o processo de cimentação, implicando em falhas que afetam substancialmente o desempenho da pasta no estado endurecido. Este trabalho propõe a elaboração e a análise reológica de pastas de cimento Portland com adição de resíduos de borracha de pneu em diversas proporções, com o objetivo de minimizar os estragos provocados na bainha cimentante destes poços. Por análise termogravimétrica, as partículas de borracha passantes na peneira de abertura 0,5 mm (35 mesh) e tratadas superficialmente com solução 1 mol/L de NaOH, apresentaram resistência térmica adequada para poços sujeitos à ciclagem térmica. A avaliação do estudo baseou-se nos resultados da análise reológica das pastas, complementadas pela análise mecânica, espessamento, estabilidade, teor de água livre e perda de filtrado, utilizando-se como parâmetro uma pasta referência, sem adição de borracha. Os resultados mostraram reologia satisfatória, passiva de poucas correções; considerável perda de resistência mecânica (tração e compressão), compensada por ganho de tenacidade, porém dentro dos limites estabelecidos para sua aplicação em poços de petróleo; satisfatória estabilidade, água livre e tempo de espessamento
Análise dos parâmetros de síntese de NbN via reação gás-sólido
(2017-03-02) Silva, Rayane Ricardo da; Souza, Carlson Pereira de; ; http://lattes.cnpq.br/1030834608582624; ; Moriyama, André Luis Lopes; ; http://lattes.cnpq.br/5552878900145656; Santos, Andarair Gomes dos; ; http://lattes.cnpq.br/3470634368296605
Este trabalho tem como objetivo a síntese do Nitreto de Nióbio, a partir do precursor tris (oxalato) oxiniobato de amônio hidratado, através de reação gás-sólido em reator de leito fixo. Os parâmetros reacionais para o tratamento térmico para obter o NbN foram com as temperaturas de 700, 800, 900, 1000 e 1100 ºC variando o tempo na isoterma entre 3, 4 e 5 horas. A mistura gasosa é composta de nitrogênio e hidrogênio. A composição e a vazão total do fluxo de gases foram variadas, como também a massa do precursor utilizado na reação. Os materiais obtidos foram caracterizados através de difração de raios-X (DRX), Refinamento Rietveld e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Com o aumento da temperatura de reação e tempo na isoterma observamos a mudança de fase de óxido de nióbio para nitreto de nióbio. Houve a formação de duas fases de nitreto, estando a fase hexagonal presente em maior quantidade, e a tetragonal em menor quantidade. Com a maior vazão, foi obtido o nitreto de nióbio com alto teor de pureza.
Análise e avaliação dos elementos de penetração no solo de equipamentos rodoviários após revestimento
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2008-08-22) Deus, Gustavo Portela de; Alves Júnior, Clodomiro; ; http://lattes.cnpq.br/7441669258580942; ; http://lattes.cnpq.br/4527791463428417; Gomes, Uilame Umbelino; ; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225; Brandim, Ayrton de Sa; ; http://lattes.cnpq.br/7812790324298875; Sousa, Rômulo Ribeiro Magalhães de; ; http://lattes.cnpq.br/3246869695770169
O objetivo principal do trabalho é analisar a resistência ao desgaste abrasivo à baixa tensão dos elementos que compõem os órgãos de máquinas rodoviárias que estão expostos diretamente ao contato com abrasivos. Estas análises foram efetuadas após estes elementos serem revestidos superficialmente pelo processo de soldagem com eletrodo revestido (SAER) manual e pelo processo de revestimento por aspersão térmica tipo LVOF. Como também visa apresentar sugestões para um melhor aproveitamento e rendimento destes elementos, quais sejam, diminuindo custos e evitando paralisações nas frentes de serviço. Os corpos-de-prova foram confeccionados a partir de um substrato de aço carbono ABNT 1045 temperado, seguindo as mesmas especificações e composições dos metais constituintes das ligas e foi seguida a norma que regulamenta as dimensões destas amostras e de acordo com a grandeza correspondente. Os resultados foram avaliados por meio de ensaios de dureza, resistência ao desgaste por abrasão à baixa tensão e pela perda de volume associando a microestrutura dos revestimentos analisados

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