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O Repositório do Conhecimento Institucional FEI tem como objetivo: reunir, organizar, preservar e disseminar a memória e a produção cientifica e intelectual do Centro Universitário FEI.
Submissões Recentes
Smart driving:
(2024-06-20) Silva, Bruno José Abad Miranda; Vollet, Bruno Liotti; Ferreira, Daniel Rampazzo Bragança; Okada, Gustavo; Zanetti, Heitor Cavalhieri; Ciampone, Pedro de Souza; Massad, Pedro; Gatt, Vitor Assarito; Navarro, Ygor Dalmazo
Quando se pensa em utilização dos recursos naturais, certamente uma das primeiras coisas que vem a mente é a utilização de combustiveis fósseis, visto que os combustiveis são a maior fonte de energia para o transporte de pessoas. No Brasil, um total de 16,1 bilhões de viagens por ano são realizadas por ônibus, sendo esse o transporte coletivo mais utilizado no país, tendo uma frota nacional de 117 mil veículos consumindo uma média mensal de 4000 litros por veículo, isso resulta em um gasto mensal de 2 bilhões de reais. Tendo isso em vista, uma pequena economia de combustível poderia resultar em um grande impacto econômico e ambiental. Segundo Melman (2021), 74,9% da variação do consumo de combustível é definida por três variáveis, perfil da pista, modelo do veículo e modo de condução. Sendo o perfil da pista e o modelo do veículo variáveis não possíveis de manipular, foi escolhido como objeto de estudo o modo de condução, que corresponde a 21,8% da composição do consumo e pode ser definido por parâmetros como rotação do motor, posição do pedal do acelerador, velocidade e aceleração. Pensando na variabilidade e na má condução dos motoristas de ônibus, foi criado o projeto Smart Driving, visando reduzir o impacto do condutor no consumo de combustível através da manipulação do sinal do pedal. Com isso, foi desenvolvido um sistema que pode ser implementado em diferentes ônibus por ser compacto e de fácil instalação. Para o sistema em questão, foi feita simulação integrada pelo Simulink com TruckSim, que considerando a dinâmica do veículo e determinadas condições, pode ser avaliada a influência que o sistema teria no consumo de combustível, mostrando que pode chegar a uma redução de 5,1% pelos parâmetros do teste. Além disso, ainda é apresentado um projeto corretivo para a embreagem utilizada, visto que o sistema pode impactar na sua vida útil. Esse redimensionamento foi realizado buscando o mínimo de alteração no powertrain do ônibus para que assim possa ser facilmente inserido em diferentes modelos.
Medidor de variação de tensão de curta duração em consumidores da rede de distribuição
(2024) Lopes, Bruno Sanches; Martins, George Sena Campo; Moreira, Matheus Borba
O fornecimento de energia realizado pelas concessionárias de distribuição é feito por meio da entrega aos consumidores da tensão no ponto de acoplamento comum entre concessionária e consumidor. O produto entregue é a tensão. Dois aspectos caracterizam a qualidade da tensão: à qualidade do serviço de fornecimento que se relaciona a disponibilidade e continuidade da tensão no ponto de entrega, e o aspecto referente à qualidade do produto (aspectos relacionados à forma de onda, amplitude, distorção etc.). Entre os aspectos relacionados à qualidade do produto, o valor eficaz da tensão medido em intervalos de tempo (entre 0,5 ciclo e 3 minutos) apresenta grande impacto sobre os consumidores tanto em relação a afundamentos de tensão, quanto em relação a elevações de tensão. Este trabalho de conclusão de curso apresenta o desenvolvimento de um medidor de variação de tensão de curta duração (VTCD) para redes de distribuição. O medidor poderá ser utilizado em redes de baixa tensão ou através de transformadores de potencial também em redes de média ou alta tensão. O trabalho consistiu no projeto de um hardware para condicionamento de sinais, e o uso de uma placa de aquisição de dados da National Instruments (USB6002) por facilidade de desenvolvimento. Além do hardware do sensor desenvolvido, foi também realizado o desenvolvimento de um software na linguagem LabView com o algoritmo de medição e caracterização de VTCD. Então, o trabalho focou no desenvolvimento do hardware, e do software para capturar, tratar, registrar e mostrar os valores de ocorrências de VTCD no ponto de medição a ser monitorado. Finalmente o trabalho apresenta resultados de medições realizadas, comentários, e conclusões de como auxiliar na interpretação de eventuais problemas sobre ocorrências na rede que tenham afetado equipamentos de consumidores ou concessionárias.
Desenvolvimento estrutural do para-choque traseiro de carretas para maximização da segurança
(2024-06-24) Lukin, Axel Baher; Ribeiro, Bruna Maria Barbosa; Leal, Davi Henriques; Feitosa, Fernando; Espada, Guilherme Ivo da Fonseca; Longhini, Lucas; Vacco, Talita Martins
De acordo com a Confederação Nacional do Transporte (CNT), há uma média de 21.000 acidentes com caminhão por ano no Brasil, dos quais o tipo mais comum é a colisão traseira. A porcentagem de vítimas feridas ou fatais nestes acidentes é de 80%, o que se deve aos efeitos cunha e guilhotina. Ambos possuem altas taxas de mortalidade e se devem ao funcionamento inadequado dos para-choques traseiros, tornando clara necessidade de melhoria da efetividade e confiabilidade destes equipamentos. Nesse sentido, a SafeBumpers propõe o desenvolvimento estrutural do para-choque traseiro de carretas para maximizar da segurança. Tal desenvolvimento engloba alterações tanto de geometria quanto de materiais a fim de reduzir sua deformação e aumentar a resistência ao impacto mitigando o risco de intrusão do veículo durante a colisão traseira. Para alcançar tal objetivo, foram realizadas parcerias com a Scania e a JSL, as quais forneceram dados reais dos para-choques e carretas para viabilizar o desenvolvimento adequado da estrutura. Também foi realizado o levantamento das normas aplicáveis, o estudo de aços nobres no software Granta Edupack, as análises estáticas não lineares no software Abaqus e as análises dinâmicas no software LS-Dyna. Com isso, foi desenvolvido um para-choque com reforços laterais e transversais utilizando aços nobres, incluindo aços TRIP (Transformação Plástica Induzida) e de ultra alta resistência (UHSS), além do aço baixo carbono. Como resultado da análise estática, a SafeBumbers apresentou, nos pontos mais críticos, uma redução de deformação de 37,5% e um aumento de resistência ao impacto, evidenciado pelo aumento médio da máxima tensão suportada em cerca de 120%, o que permite uma velocidade máxima suportada de 75% a 128% maior no choque dependendo do ponto de colisão. Já nas análises dinâmicas, além de apresentar menor deformação, a SafeBumbers impediu que o veículo colidente adentrasse à carroceria da carreta nas condições de colisão mais críticas, ao contrário do para-choque convencional que permitiu a intrusão. Também evitou danos na região do para-brisa e das colunas do veículo, o que indica melhor dissipação de energia e mitigação dos efeitos cunha e guilhotina. Logo, o projeto mostrou-se eficiente para o aumento da segurança, embora seu custo seja mais elevado. Em termos de próximos passos, são necessários refinamentos nas análises dinâmicas para uma melhor compreensão do impacto nos passageiros, otimizações para redução de peso e custo da estrutura e a elaboração de um protótipo funcional.
Propriedades mecânicas de componentes em peek produzidos por manufatura aditiva:
(2024-06-24) Figueiredo, Pedro Rafael Della Ricco
Este estudo investigou os efeitos do processo de recozimento no PEEK (poliéter-éter-cetona) produzido por manufatura aditiva FFF (Fabricação por Filamento Fundido). Os corpos de prova foram submetidos a análises de dimensões, difração de raios-X, calorimetria diferencial e ensaios de flexão. Os resultados revelaram que o recozimento não apenas alterou as dimensões dos corpos de prova, com uma redução na largura e espessura, mas também promoveu aumento na cristalinidade do material. A análise por difração de raios-X mostrou que as amostras recozidas apresentaram uma média de cristalinidade de 11%, enquanto as amostras não tratadas termicamente tinham uma média de 7%. Essa mudança estrutural resultou em um aumento da resistência e rigidez das amostras recozidas, com um limite de escoamento médio de 110 MPa e um módulo de elasticidade médio de 3,4 GPa, em comparação com 81 MPa e 2,4 GPa, respectivamente, para as amostras não tratadas termicamente. Apesar do recozimento realizado em moldes de gesso, ainda ocorreram alterações dimensionais nas amostras, mas sem distorções.
Produção de butanol por fermentação de hidrolisado lignocelulósico com recuperação integrada de produto
(2024) Silva, Erickson Soares da
O butanol, também conhecido como n-butanol, apresenta-se como um intermediário importante na indústria química, ganhando cada vez mais destaque como um promissor combustível veicular. O butanol pode ser produzido a partir de recursos renováveis, entre os quais se incluem os resíduos lignocelulósicos derivados de subprodutos industriais, como o bagaço da cana-de-
açúcar. A bioconversão de açúcares de biomassa em butanol pode ser efetuada através do processo de fermentação Acetona-Butanol-Etanol (ABE). Esse processo é mediado por bactérias pertencentes ao gênero Clostridium, capazes de fermentar uma ampla gama de
monossacarídeos, abrangendo tanto hexoses quanto pentoses presentes nas biomassas lignocelulósicas. Isso confere uma vantagem significativa em relação aos microrganismos naturalmente produtores de etanol, que geralmente apresentam capacidade de síntese limitada a algumas hexoses. No entanto, a produção de butanol é limitada devido à sua toxicidade para as próprias bactérias produtoras, com uma concentração inibitória de aproximadamente 10-13
g/L. Visando superar esta limitação, o objetivo do presente trabalho é desenvolver um bioreator de escala de bancada de 250 mL com um sistema integrado de recuperação do produto, utilizando esgotamento com gases (gas-stripping). Por meio de um planejamento experimental,
foram estabelecidas as condições ótimas de concentração de glicose, pH e percentagem de inóculo, permitindo a realização de fermentação em batelada no reator desenvolvido.
Empregando o meio hidrolisado celulósico nos testes em reator, alcançou-se um consumo de 100 % de glicose, com concentração final de butanol de 9,07 g/L, e um rendimento de 0,29
gbutanol/gglicose consumida, indicando uma fermentação bem sucedida. Adicionalmente, diferentes vazões de gás inerte foram avaliadas, partindo de soluções modelos de ABE, com o objetivo de maximizar a recuperação do produto, concluindo que vazão de 75 cm³/min (0,5 vvm) de nitrogênio seria o ideal para condução da recuperação do butanol do meio fermentativo. A
recuperação de butanol do meio de fermentação foi alcançada, demonstrando a viabilidade do sistema de recuperação proposto, apesar de ainda serem necessários ajustes para mitigar possíveis entradas de oxigênio no meio reacional