Trabalhos de Conclusão de Curso

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AGRO ATON
(2021-06-16) Buonaccorsi, Gabriel Oliveira; Seixas, Gabriel Peters; Conzatti, Giovani Bruno; Almeida, Luis Henrique Pereira; Freire, Luiz Felipe; Leonardi, Pedro Augusto; Scarparo, Pedro Targa; Reis, Vitor Paino Beltrame
O plantio de alho no Brasil é realizado muitas vezes de forma manual por falta de um implemento que seja acessível ao pequeno/médio produtor. O plantio manual garante um bom resultado, devido ao fácil manuseio e posicionamento do bulbilho de alho no solo. Porém, um alto consumo de tempo é requerido para essa forma de plantio, o que acaba por encarecer o produto. Após um estudo apurado sobre o tema foi constatado que a fase crucial de todo o processo é o posicionamento de forma correta do alho-semente (bulbilho) na fase de plantio, fundamental para um pleno desenvolvimento vegetativo. O projeto tem como objetivo a criação e modelagem em software de um implemento para auxílio ao plantio do alho com a utilização de um trator de pequeno porte, que envolve todo o processo de deposição dos bulbilhos no solo por meio de um sistema mecanizado a fim de otimizar e aumentar a rentabilidade de sua produção visando as necessidades do pequeno produtor.Com isso, além de todo o processo automático, existe a grande possibilidade de se minimizar tempo no processo e ganha-se em custo operacional.
AMORPH : Suspensão MacPherson com cambagem sob demanda
(2021-06-18) Bragagnolo, Carolina Padilha; Minatogawa Junior, Edson Akira; Almeida, Gabriel Paulino de; Alves, Henrique Marques; Gili, Jordão Queiroz; Barreto, Lucas Botelho; Correa, Marcelo de Camargo; Callegaris, Rodrigo; Guedes, Vitor Sencades
A crescente busca por esportividade pode gerar um resultado catastrófico se não efetuadade forma coerente e responsável, aumentando o número de acidentes tanto em autódromos, quanto em rodovias, onde é possível desenvolver alta velocidadee uma aceleraçãolateral mais próxima do limite suportado pelos pneus. Partindo-se de uma análise de mercado, para se atender uma necessidade específica, este trabalho de conclusão de curso explora a conceituação, design, concepção e simulação de um sistema capaz de aproveitar o máximo potencial da dinâmica lateral de um veículo, através da alteração da cambagem do eixo dianteiro para uma condição adequada a situação veicular, por isso, sob demanda.A base para o desenvolvimento se deu através doestudo dos gradientes de subesterçamento propostos por Gillespie, em especial, do Kcamber. Este gradiente atua como um remediador do erro de trajetória, diminuindo o substerço do veículo, quando se aplica cambagem negativa. Aatuação se dá por meio de um motor elétrico e um sistema pinhão-cremalheira, fixados aos braços inferiorese ao pivô da suspensão. A movimentação da cremalheira produz uma variação no comprimento do braço e então produz a alteração da cambagem. Escolheu-se a suspensão do tipo MacPhersonpor estar presente em 80% dos carros produzidos em todo o mundo. Ao longodo desenvolvimento foram utilizadas ferramentas de Engenharia tais como Matriz de Decisão, Boundary Diagram, P-Diagram, FASTe FMEApara nortear as decisões. Tal variação também é capaz de otimizar o contato pneu-solo e o desgaste desuniforme, já que a cambagem só será aplicada em curvas. Por meio de simulações no software CarSim, verificou-se uma redução de até 20,86%da rolagem de carroceria, o que garante um maior controle do veículoe, uma redução de 27,3% do erro de trajetória, o que evidencia uma situação veicular mais próxima da neutra. Em contrapartida, a implementação do sistema traz de renúncia 26,26 kg agregados à massa não suspensa do eixo dianteiro do veículo o que afeta diretamente a frequência de oscilação dessa massa, de 13 para 10 Hz, sugerindo que talvez seja necessário também readequar a rigidez das molas do conjunto dianteiro. Do ponto de vista do design, o pacote disponível para o desenvolvimento foi devidamente aproveitado e as soluções apresentadas tem capacidade de suportar os esforços já que também foi feita a verificação por elementos finitos. Por fim, o projeto apresenta uma tendencia inovadora e com uma expectativa de custo próxima ao que se obtém em preparações veiculares bem elaboradas.
APOLLO CHILL
(2021-06-25) Boni, Alexandre de Assis; Cardoso, Guilherme Baro; Baraldi, Guilherme Módolo; Liu, Kevin Su; Knnishi, Leonardo Eiji; Medeiros, Matheus Henrique Scabin; Alba, Rafael de Paula; Campana, Victor
Analisando-se os dados da Agência Nacional de Energia Elétrica e da Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica, houve um salto na potência instalada de energia solar fotovoltaica brasileira. Em 2012 o total disponível era perto de 7 megawatts, já em maio de 2020 alcançou aproximadamente 5,8 gigawatts. O Ministério de Minas e Energia do Brasil incluiu em seu Plano Decenal de Energia 2029, lançado em 2019 e vigente até 2029, o aumento da capacidade máxima deste tipo de energia. No final do período a participação no cenário energético nacional deverá ter crescido quatro vezes, subindo de 2% para 8% do total. Os fabricantes de painéis fotovoltaicos projetam e testam seus produtos para terem sua produtividade e eficiência máximas a uma certa temperatura determinada, sendo que a variação desta, prejudica a capacidade da placa. Cada painel possui um coeficiente de temperatura, que indica o decréscimo porcentual na eficiência produtiva a cada grau Celsius variado, por exemplo o sobreaquecimento da placa solar reduz drasticamente o rendimento energético. O projeto APOLLO CHILL tem como mote a criação de uma solução para refrigeração de painéis solares, ou seja, um sistema integrado às placas, possibilitando que estes trabalhem nas temperaturas adequadas, aumentando a eficiência das instalações em detrimento das atuais. O recurso propiciará uma quantidade maior de energia elétrica produzida e uma condição de operação mais amena para os painéis, tornando este meio de obtenção de energia mais competitivo e mantendo a integridade das placas.
Aprimoramento e adequação do sistema de ventilação do setor de pintura eletrostática
(2023-06-24) Parice, Bruna Jardim; Hermoso, Davi Gandara; Briceno, Gabriel Alejandro Rubio; Argento, Lucas Feltrin; Viesti, Paulo Guilherme Scatena; Molgado, Yuri Oliveira Novaes
O desenvolvimento constante e ininterrupto é mais do que apenas um conceito, é uma filosofia adotada por empresas de grande sucesso na conjuntura vigente, as quais têm que lidar com mudanças frequentes, sejam elas no âmbito legal, produtivo ou na própria tratativa com o colaborador. Diante disso, este trabalho aborda a identificação de problemáticas e possibilidades de melhorias dentro do meio produtivo na empresa Ivalsan Industria e Comércio de Válvulas e Conexões Eireli, localizada em Americana - SP. O presente estudo objetiva otimizar o sistema de ventilação e o consumo de tinta no interior do setor de pintura eletrostática da indústria, o qual já se encontra operante. Sobre o sistema de ventilação, contempla-se o estudo e a análise de elementos filtrantes, localizados nas cabines de pintura e no projeto de VGD (ventilação geral diluidora) para garantir qualidade do ar, interno e exaurido, e ainda um controle térmico simples do ambiente. Sendo assim, para a realização da tarefa, foi utilizada uma abordagem qualitativa, técnica e financeira buscando minimizar os efeitos da emissão de calor provenientes da estufa de aquecimento das peças, do resfriamento delas, dos equipamentos presentes no setor em questão, entre outros. Foram levados em consideração as normas pertinentes à pintura industrial como base para tomada de decisões e a construção objetiva da solução. Além disso, foi feita uma verificação breve das condições climáticas em que a indústria se encontra instalada. Referente ao consumo de tinta, priorizou-se a dispersão mínima do material no ambiente durante o processo de pintura. A fim de diminuir essa perda de tinta, foram feitas simulações dos fluxos de ar da cabine, fato que auxiliou nas correções para permitir a otimização de recursos materiais e financeiros, da qualidade do ar do setor e ainda a redução de custos. Após diversos cálculos e análises, foi feito o dimensionamento do sistema de dutos, ventilador, assim como a cotação de materiais para a execução do projeto. Além disso, simulações dos fluxos de ar associados a ventilação geral diluidora e rede de dutos foram feitas com a finalidade de comprovação dos cálculos a partir de métodos computacionais. Tendo em vista o supracitado, ambos os objetivos contemplaram as necessidades do cliente, ou seja, um projeto com boa eficiência na resolução das problemáticas existentes, com custo financeiro acessível e sob medida para o ambiente da empresa.
Atros
(2021) Mille, Bruno Araujo; Pereira, Caio Silva; Rodrigues Junior, Claudio; Barros, Fernando Henrique Silva; Facci, Gabriel Soares; Strefezza, Guilherme; Azevedo Perez, Marcos Vinicius; Brandão, Roney Araujo; Veras Junior, Valmir Carvalho
Este trabalho apresenta estudos sobres dados de acidentes de trânsito ocorridos no Brasil e estudos específicos de engenharia a respeito do acidente por tombamento de caminhões. Ao longo do trabalho, é apresentado uma possível solução envolvendo a aplicação de um sistema de controle eletrônico de estabilidade (ESP) em caminhões rígidos que pode ser adotada para reduzir a incidência deste tipo de acidente e consequentemente o número de vítimas fatais causadas por ele. Este tipo de acidente levou a óbito cerca de 2.777 pessoas entre os anos de 2007 e 2018 em rodovias federais do país. Para tanto, realizou-se uma intensa revisão da bibliográfica sobre as áreas de dinâmica veicular, freios e ferramentas de engenharia que pudessem ajudar a encontrar e desenvolver soluções para este problema.
B.COOLER
(2022-06-22) Silva, Bruno Ribeiro e; Valério, Carolina; Andrade, Guilherme Poletti de; Porto, Humberto Gutierrez; Penedo, João Victor Ferreira Torres; Minatogawa, Letícia Sayuri; Delgado, Luís Felipe Barreto; Barbanti, Matheus Sotto
Atualmente existe uma grande conscientização ambiental em relação aos veículos. Duas das principais megatendências do Fórum Econômico Mundial são: escassez de recursos naturais e o avanço das tecnologias; é razoável afirmar que, nas próximas décadas, muitas decisões, visões, diretrizes e formas de viver serão baseadas nestes processos globais chamados de megatendências. A procura por métodos mais eficientes, econômicos e limpos de fornecer energia cresce a cada ano, e com isso, as baterias de íons de lítio se tornaram uma resposta comum em diversos nichos da mobilidade. O trabalho de conclusão de curso a seguir, tem a finalidade de explorar os efeitos de um sistema de arrefecimento que promova trocas de calor mais eficientes para o ciclo de trabalho de baterias de Lítio. O B.Cooler é um sistema capaz de promover condições de uso melhores para as baterias de veículos elétricos leves e, através do Fórmula FEI Elétrico, foram realizados testes e simulações para desenvolver as ideias propostas e obter análises e resultados sobre os impactos de tais inovações.
Bancada universal de testes caloríficos para unidades condensadoras
(2022-12-16) Santos, Anderson Godoy dos; Souza, Bruno da Silva; Antelo, Eduardo Bisordi; Soares, Josiane Gibram; Santos, Leonardo Amyuni dos; Casonatto, Leonardo; Marin, Willian Cesar Moraes
Um dos principais desafios do setor de refrigeração no Brasil é o desenvolvimento de bancadas de testes para unidades condensadoras. Fabricantes que são referência em produtos voltados a esse setor utilizam um capital considerável de seu orçamento para realizar esses testes, sendo a grande maioria enviada para fora do país. Além do desafio logístico, as bancadas caloríficas devem ser flexíveis a ponto de serem testadas unidades condensadoras submetidas a diferentes cargas térmicas sem a ocorrência de danos e com uma boa qualidade de aferição dos dados. A Thermal Engineering Solutions T.E.S. propõe o desenvolvimento de uma bancada universal para testes de unidades condensadoras, visando a flexibilidade em trabalhar com diferentes cargas térmicas utilizando soluções de fácil implementação e operação. Serão avaliadas diferentes arquiteturas para o projeto, a fim de se chegar na solução que atenda à maior diversidade de unidades condensadoras. Por fim, realizaremos um ensaio junto à empresa Danfoss para validar as premissas de projeto. Dessa forma, o foco do projeto está nas empresas fornecedoras desses equipamentos, e que necessitam de bancadas que atendam à maior gama possível de seus produtos a fim de garantir a qualidade e satisfação de seus clientes.
BIOMETRUCK
(2022-06-24) Oliveira, Fabrício Ferreira Fávaro de; Leme, Guilherme Ruffato de Almeida; Gonçalves, João Luis Antonio; Lolli, Murilo Mazzuco; Fonseca, Thales Murador Meneguel; Garcia, Victor Campos; Bacar, Vinicius Nardello
Há uma crescente preocupação global com relação às emissões de poluentes e seu impacto na saúde e qualidade de vida, neste sentido um dos principais detratores do indicador são os veículos a combustão interna. Segundo o Plano de Controle de Poluição Veicular, elaborado pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) apesar dos caminhões comporem apenas 3% da frota total, são movidos a diesel, combustível predominantemente fóssil e por isso sua participação na emissão de gases de efeito estufa (GEE) é de cerca de 44% do total. Um estudo realizado por uma empresa de gerenciamento de frotas (AMBIENTE BRASIL, 2011) constatou que o transporte de lixo é o que mais emite dióxido de carbono (CO2) por quilômetro rodado. Neste cenário é evidente a demanda por soluções que reduzam o consumo de diesel e promovam a utilização de combustíveis renováveis. Frente ao Diesel, o Biometano é um combustível sustentável e apresenta redução no ruído, redução na emissão de óxido nitroso (NOx), material particulado (MP) e dióxido de carbono (CO2). Outra opção seria a utilização do Etanol que também se caracteriza como um combustível limpo e apresenta maior disponibilidade quando comparado ao Biometano. Entretanto algumas limitações impedem a simples substituição dos combustíveis, são elas: taxa de compressão, estado físico e octanagem dos combustíveis. O propósito do presente trabalho é desenvolver uma solução para a inadequação dos motores a Diesel que movem caminhões de coleta de lixo a combustíveis renováveis. Para tanto, escolheram-se três vertentes como alvo de estudo: utilização de Etanol aditivado, utilização de um Dual-fuel Diesel-Biometano e a Ottolização do motor ciclo Diesel. Após estudos e com a utilização de uma matriz de decisão optou-se pela adequação do motor ciclo Diesel para ciclo Otto utilizando Etanol e Biometano. Adotou-se como premissa o veículo funcionar em três possíveis modos de operação com proporção estequiométrica variável, sendo elas exclusivamente com Etanol, exclusivamente com Biometano e a mistura de ambos. O projeto será norteado pelos ajustes necessários no conjunto do motor para garantir desempenho adequado à aplicação e redução nas emissões de NOx, MP e CO2.
Brake wise:
(2023-12-18) Maicon, André; Crocci, Bruno; Hisse, Caio; Silva, Fabriccio Cerdan; Caramelo, Leonardo; Rubens, Leonardo; Astolfi, Lucas; Perchon, Lucca; Almeida, Ricardo
Veículos são um dos principais meios de transporte no Brasil e no mundo, com uma frota que cresce ano a ano e que apresenta soluções cada vez mais avançadas para os diversos componentes e sistemas que compõe um veículo convencional. Dentre esses sistemas, temos como exemplo o sistema de freios, composto por alguns dos principais componentes responsáveis pela segurança dos ocupantes. Todavia, observa-se que na maioria dos casos possuímos um plano de manutenção estático para esses componentes, geralmente medido por quilometragem, que é definido previamente pelas montadoras. Nesse sentido, uma das preocupações é de que as condições que um veículo será submetido ao longo de sua utilização pode fugir do que foi estipulado para o plano de manutenção, encontrando, por exemplo, diferentes condições de terreno, clima, carregamento, perfil de condução, entre outros. Com isso em mente, este trabalho tem como objetivo realizar a previsão da taxa de desgaste (milímetros cúbicos por quilometro [mm³/km]) do material de atrito do sistema de freio. Foi feita uma fundamentação teórica, apresentando os principais conceitos na engenharia que podem ser empegados a fim de chegar a um modelo de monitoramento do desgaste das pastilhas de freio e fornecendo informações e dados ao motorista através de uma interface conforme seu modo de condução e condições que o veículo estará sujeito, fornecendo dados em tempo real que irão guiar o usuário para realizar a manutenção deste sistema no período correto. Previsão esta que foi desenvolvida durante este estudo através de testes realizados em uma bancada de freios para aquisição de dados e através do uso de softwares de computação numérica e análise de dados, os quais possibilitaram obter um método de predição de desgaste do material de atrito. Com o método desenvolvido foi possível então propor um sistema composto de uma central eletrônica de monitoramento e predição de manutenção e uma adaptação em uma pinça de freio genérica para que o método desenvolvido seja introduzido ao mercado automotivo.
Brake-Aid
(2022-06-28) Iplinsky Neto, George de Resende; Uchoa, Juan Gustavo Ferreira; Galvão, Júlia Bibiano; Storani, Luca Archângelo Toledo; Rodrigues Jr, Marcelo Schwab; Mejuto, Pedro Pincelli; Ojea, Rafael Jun Mukay; Cattacini, Renato de Pieri
No Brasil, 65% do transporte logístico é realizado por caminhões, segundo a Pesquisa Anual de Serviços (PAS). Entre 2009 e 2018, o setor movimentou o equivalente a 6,4% do Produto Interno Bruto (PIB) brasileiro, tendo uma forte importância em diversos setores da economia, que depende deste setor para movimentar seus insumos, como combustíveis, alimentos, água, gás entre outros. No país, a frota de caminhões é superior a 2,4 milhões de veículos, que apresentam uma idade média de, aproximadamente, 14 anos, fato que acaba influenciando em graves acidentes nas rodovias devido à diversos fatores e sendo um deles, falha no mecanismo de parada do caminhão. Uma alternativa utilizada em autoestradas são as áreas de escape, acesso criado como rota de fuga em situações de perda do sistema de frenagem. Quando não há esta opção, o resultado é um elevado número de caminhões desgovernados, incapacitados de pararem. Com isso o objetivo deste trabalho é projetar um sistema de parada de emergência acoplado no eixo cardan de forma a evitar tais situações. Tal mecanismo não irá substituir os atuais mecanismos de parada embarcados nos caminhões, mas sim, será uma opção de emergência para o motorista.
Colheitadeira de coco
(2021-06-23) Souza, Alex Leite de; Ferreira, Caio de Souza; Santos, Débora Gonçalves dos; Inacio, Juliana Sayuri; Ohama, Leonardo Mitsuo; Figueiredo, Paulo Vitor Silva; Costa, Renan Garcia da; Franzina, Renato; Favero, Rodrigo Viana; Lins, Thiago Sales
Nos últimos anos o Brasil se tornou um dos maiores produtores de coco do mundo, este fruto vem ganhando espaço no mercado devido suas propriedades nutricionais e sua versatilidade de aplicação como, por exemplo, na indústria de cosméticos. A produção de coco no Brasil é concentrada nas regiões do nordeste e sudeste do país, a colheita do fruto normalmente é realizada de forma manual com o auxílio de instrumentos de corte, muitas vezes necessitando que o colhedor escale o coqueiro. A colheita manual ocasiona em perdas parciais e baixa produtividade, além de proporcionar ao colhedor eventuais problemas ergonômicos e possíveis acidentes, por este motivo a mecanização da colheita confere ao agricultor maior segurança, permitindo também o aumento de produtividade. O projeto Cata Coco tem como objetivo desenvolver um dispositivo controlado, visando baixo custo, com capacidade para se adaptar as variações existentes nos troncos dos coqueiros, possibilitando a colheita de todos os cachos, além de estudar e avaliar métodos de amortecimento durante a descida do fruto.
D.A.S.B.:
(2023-07-30) Pace, Alan; Carvalho, Eduardo Pichioli; Alves, Eduardo Porredon Poletto ; Pinto, Felipe Sanches ; Rodrigues, João Antonio Barioni ; Dias, Nicolas; Bosso, Renan Roberto; Andrade, Thiago Cury; Pastore, Thiago Di Donato
Este trabalho apresenta estudos sobre dados de acidentes de trânsito envolvendo ônibus rodoviário ocorridos nas rodovias federais do Brasil e estudos específicos de engenharia a respeito desses acidentes por tombamento. Ao longo do trabalho, é apresentada uma possível solução envolvendo a aplicação de um sistema de controle de suspensão ativa em ônibus rodoviário que pode ser adotada para reduzir a incidência deste tipo de acidente e consequentemente o número de vítimas fatais causadas por ele. Este tipo de acidente levou a óbito cerca de 3.581 pessoas entre os anos de 2017 e 2022 em rodovias federais do país, segundo a base de dados da Polícia Rodoviária Federal [9]. Para tanto, realizou-se uma intensa revisão bibliográfica sobre as áreas de dinâmica veicular, suspensão e ferramentas de engenharia que pudessem ajudar a encontrar e desenvolver soluções para este problema.
Desenvolvimento de dispositivo de proteção a quedas de idosos por meio de airbag de cintura
(2021) Rosencrantz Neto, Carlos Ricardo; Hehnes, Érika Figueiredo; Cavalcanti, Gustavo Moura; Brandão, Henrique Oliver; Kammerer, Herbert Alex Gouveia; Escobar Gonzalez, Mario Luis; Grecco Filho, Roberto
Este trabalho teve por objetivo projetar um dispositivo de proteção de quadril, mais precisamente um airbag de cintura para a região da bacia e da cabeça do fêmur. O dispositivo em si é voltado para o público idoso, cujo índice de quedas é consideravelmente alto, principalmente em idades mais avançadas. Foi utilizado aprendizado de máquina para, a partir de dados obtidos experimentalmente, estabelecer um padrão de movimento de queda. Quando um dispositivo MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) detecta um sinal coincidente com o do padrão, uma válvula solenoide se abre e dióxido de carbono (CO2), inicialmente em um cilindro, escoa por um circuito de ar até as bolsas de ar, enchendo-as. Elas amortecem a queda, evitando os efeitos adversos mais recorrentes dela, como por exemplo fraturas. Com o auxílio de modelos matemáticos e de simulações computacionais utilizando os softwares Inventor® e ANSYS Workbench®, o dispositivo foi projetado para que um modelo mais verossímil possível seja obtido. A detecção da queda foi feita por meio do machine learning e os dados obtidos para alimentar o algoritmo foram gerados pelos integrantes do grupo.O trabalho mostrou-se satisfatório, pois a acurácia dos algoritmos para a detecção da queda ficou em torno de 90%. Em paralelo, os resultados da simulação computacional mostraram que é possível amortecer a região do quadril de uma fratura em uma queda.
Desenvolvimento de facas para triturador de cavacos de aço
(2023-12-18) Barcelos, Difran; Carvalho, Eduardo de Souza; Sacchi, Matheus Parigini; Magalhães, Vinicius Feliciano
Resultado da parceria estabelecida entre a FEI e a Cia. do Metropolitano da Cidade de São Paulo, foi proposto um desafio que envolve um triturador de cavaco para o pós-processamento da usinagem das rodas dos vagões. As rodas, feitas de aço fundido AISIC 1040 sofrem desgaste e deformação devido sua utilização e principalmente em momentos de frenagem, desenvolvendo a formação de “calos”, que são áreas da roda com achatamento e maior dureza, causando trepidações e prejudicando a segurança e performance do trem. Estas rodas são periodicamente usinadas por um torno do tipo rodeiro e nesse processo é gerado em média 250kg de cavacos por hora. Para o processamento destes resíduos, utiliza-se um triturador de fragmentos MAYFRAN modelo TA-4, este equipamento apresentou falhas em seu conjunto de facas de corte e estas devem ser repostas. As facas de reposição precisam ser importadas, o que acarreta atrasos e custos adicionais de importação. Como solução a equipe DEMV Solutions sugere além de realizar reposição das facas com um produto nacional, desenvolver um método de otimização de geometria para maximizar a eficiência das facas que serão produzidas no Brasil. O desenvolvimento do estudo conta uma variedade de abordagens, como pesquisa bibliográfica, consultas a especialistas, análise de viabilidade, modelagem 3D, simulações com o método dos elementos finitos, análises estatísticas e ensaios laboratoriais. O objetivo é identificar pontos críticos da faca original, definir variáveis independentes relacionadas a geometria da faca para um estudo estatístico e, assim, desenvolver uma metodologia que defina o design otimizado validado também em laboratório. Todos os detalhes podem ser encontrados no databook completo.
Desenvolvimento de mecanismos flexíveis biestáveis integrados à órteses de membros superiores por manufatura aditiva para eletroterapia
(2023-06-21) Silva, Igor Pereira; Lourenço, João Felipe de Souza; Keim, José Luís Chohfi A.; Mulet, Matheus dos Santos; Xavier, Pedro Viana
O Acidente Vascular Encefálico (AVE) e acidentes nas regiões C5/ C6 da coluna afetam diretamente os movimentos das mãos, mudando drasticamente a vida cotidiana de pessoas e a autoestima. Geralmente, tanto no caso de um AVE, como no caso de um acidente na região da coluna, os centros superiores de controle motor perdem o contato com os músculos e apesar de o caminho entre eles permanecer intacto (na maioria dos casos), as informações que podem ser de sensoriamento e comandos já não são mais transmitidas. Em ambos os casos, os indivíduos ainda possuem os movimentos dos ombros e dos cotovelos, mas não podem mais movimentar os dedos. Diante da urgência de projetos na área de reabilitação das mãos, um tratamento que tem apresentado grande potencial, se dá através de estímulos elétricos, com eletrodos próximos aos moto-neurônios, que estimulam artificialmente impulsos nervosos, excitando o caminho até os músculos. Isso deve ser repetido através de sessões de estímulos elétricos musculares, até que o caminho entre os moto-neurônios e os músculos seja reativado. Há ausência de um produto que possa ser utilizado diariamente pelas pessoas afetadas pelos acidentes descritos acima, de custo acessível e sem estar associado às pesquisas acadêmicas, de modo que esses usuários não conseguem dar continuidade ao tratamento dentro de suas próprias casas. A revisão bibliográfica mostra não só dificuldade de encontrar a posição dos eletrodos que varia de pessoa para pessoa, assim como a falta de uma maneira eficaz que os eletrodos não saiam da posição ideal durante a eletroterapia, uma vez que o ato de vestir a órtese pode provocar essa consequência indesejada. Em vista disso, o presente trabalho busca desenvolver mecanismos flexíveis bi-estáveis integrados à órteses, a fim de garantir o posicionamento adequado dos eletrodos antes, durante e após do tratamento, sendo que esses pontos já tenham sido encontrados previamente por um fisioterapeuta. Desenvolveu-se uma geometria funcional do mecanismo flexível bi-estável, de tal forma que a órtese pode ser utilizada em uso terapêutico. O mecanismo flexível bi-estável integrado à órtese, ambos fabricados por impressão 3D, possuem as características necessárias para proporcionar aos usuários um tratamento de reabilitação contínuo dentro de suas casas de uma maneira facilitada para a fixação dos eletrodos. Os testes dos mecanismos flexíveis foram iniciados em MDF, através de uma máquina de corte a laser e, houve transição para a impressão 3D em polímeros, utilizando-se de ABS e PLA. Utilizou-se de diversas ferramentas de engenharia mecânica, como projeto CAD, fabricação, simulação e testes de validação.
Desenvolvimento de sistema de controle embarcado para veículo teleguiado
(2022-06-15) Sousa, David Molgão Amarante de; Frank, Félix; Silva, Lucas Tadeu Tarondi; Pereira, Natália Sgarioni; Ito, Rafael Yoshiaki
A mobilidade e o deslocamento, tanto à indivíduos quanto às cargas, têm sido pauta de alta relevância e pertinência, possuindo um foco de desenvolvimento ativo e contínuo nos dias atuais. Constantemente, obtém-se a busca da praticidade e agilidade logística, visando a locomoção rápida e precisa, focando constantemente na maior autonomia e menor preço, porém, mantendo sempre como tópico central a segurança e a precaução em todas as etapas do deslocamento e transição. Visando então trazer uma colaboração para evolução do tema, desenhou-se o objetivo central do presente projeto, com foco no taxiamento de veículos, buscando a automatização destes processos, e implementando a manipulação dos mesmos sem a presença física de um ser humano em seu interior, através da dirigibilidade teleguiada à distância. Propondo assim, mediante a esse objetivo central, através de pesquisas, fundamentações teóricas e experimentos, para a construção de um protótipo e embasamento de uma contínua evolução, e posteriormente, a corroboração com a contínua e elevada evolução do tema e sua pertinência, obtendo também uma grande visibilidade mercadológica.
Desenvolvimento de um sistema de injeção de hidrogênio obtido a partir reforma do biometanol para motores a diesel
(2023-06-30) Oliveira, Adiel de Jesus; Gomes, Daniel de Oliveira; Silva, Eduardo Oliveira da; Bellotto, Gabriel Martins; Almeida, Giovanna Schmith de; Zubcov, Gustavo Venancio; Friedel, Vitor Augusto Azevedo
No contexto mundial, um dos maiores desafios da humanidade é desenvolver soluções e alternativas que promovam o equilíbrio entre a preservação do planeta e a evolução de tecnologias. Sabendo da necessidade da descarbonização da economia que consolida cada vez mais a importância da discussão de pautas como a ESG (Environmental, Social and Corporate Governance) no ambiente corporativo, e observando a migração da matriz energética global para uma matriz mais limpa; o objetivo central deste trabalho é estudar quais são os efeitos da adição de hidrogênio obtido a partir da reforma do biometanol ao diesel em motores de veículos pesados, visto que, o transporte através de caminhões é responsável por movimentar cerca de 60% de toda carga brasileira, e a queima do diesel é a maior responsável pela emissão de compostos gasosos tóxicos, tais como monóxido de carbono e dióxido de nitrogênio, e material particulado (carbono, enxofre, nitrogênio, entre outros), quando comparada com a combustão de outros combustíveis também emissores, como gasolina e etanol. O desenvolvimento do sistema de reforma e injeção envolverá uma seção de cálculos de dimensionamento e seleções a fim de determinar as condições de operação do motor que melhor se aproximam das condições reais. Com a injeção de hidrogênio juntamente ao diesel na câmara de combustão espera-se obter aumentos significativos em parâmetros de desempenho do motor como potência, torque, e pressão média efetiva, além de possibilitar a economia no consumo de diesel uma vez que parte desse combustível será substituída pelo hidrogênio. Os valores calculados de forma teórica serão validados virtualmente através de simulações realizadas no software AVL Cruise M, sendo possível comparar os dois métodos de estudos e concluir se há coerência entre os resultados obtidos quanto à potência e ao torque.
Desenvolvimento de uma máquina de ensaio para a determinação de força de clamp em juntas aparafusadas
(2022-12-20) Carvalho, Fernando Gama de; Marcondes, Murilo de Lira; Covre, Renan Lopes; Cabral, Sergio Ricardo; Baseggio, Suselen; Lemos, Theógenes Reyel I.
As juntas aparafusadas são um dos elementos mais comuns na construção e projeto de máquinas. Elas servem para fazer a montagem ou união de dois componentes ou mais. Para fixar esses elementos, comumente diversos métodos de aperto são aplicados em diferentes ocasiões, levando-se em consideração algumas variáveis como custo/benefício, criticidade da junta e o grau de controle e rastreabilidade necessários em cada caso em específico. Todas as variáveis citadas devem atingir a força mínima requerida de união entre os elementos de fixação, assim garantindo e atendendo as especificações estipuladas e normas aplicadas. É de interesse da indústria um maior controle em todos os parâmetros envolvidos no processo de juntas aparafusadas, devido ao histórico de recall e falhas catastróficas. Juntas aparafusadas com pouco torque podem se soltar ou causar vibrações nos componentes montados. No entanto, se o torque demasiadamente elevado, ou seja, quando a junta for muito apertada, os componentes podem sofrer travamentos, rompimentos dos filetes de rosca ou dificultar a remoção. As consequências de um mau dimensionamento dessas juntas podem ser apresentadas como falhas que podem causar interrupções na sequência de linha de montagem, devido à quebra de parafusos. Falhas de equipamentos de aperto, devido ao mau dimensionamento da junta em relação ao equipamento. Entretanto, existem consequências ainda piores, quando o desvio for passado para o produto e só descoberto pelo usuário final, podendo resultar em acidente fatal. A proposta desse trabalho é desenvolver um método experimental de ensaio para determinação de forças envolvidas no processo de fixação de juntas para transmissão de movimentos. Essas juntas são compostas pela junção de duas ou mais partes, mantidas íntegras através de elementos roscados, sendo que essa integridade é garantida quando ao montar a união através de torque, se obtém uma força capaz de resistir a todos os esforços a que serão submetidas quando em trabalho. Medir o torque residual é o meio mais simples de avaliar as condições de uma junta aparafusada, atualmente através de torquímetro ou transdutor de torque.
Desenvolvimento de uma máquina para ensaio biaxial
(2021) Pintor, Bruno Oliveira; Souza Junior, Paulo Sergio F; Campos, Leonardo Peres de; Ferreira, Luiz Carlos da Silva; Souza, Guilherme Dahlke G; Gonzaga, Cassia Costa; Sandri, Calebe Gois Kuhn
Não é de hoje que os polímeros estão presentes em nosso cotidiano aplicados em diversas áreas, sendo encontrados em embalagens, tecidos e qualquer outro produto produzido pela indústria, mas recentemente eles têm sido apresentados de uma forma diferente. Apesar de conhecermos estudos datados da década de 80, a manufatura aditiva ficou amplamente conhecida na última década, trazendo uma nova abordagem à maneira em que diversas peças podem ser criadas. Neste processo de fabricação, os polímeros são os materiais mais conhecidos, comumente utilizados através dos métodos de foto polimerização, por pó ou a mais popular, extrusão, sendo este conjunto de processos responsável por um impacto de 550 bilhões de dólares por ano na economia em 2025, de acordo com a empresa de consultoria empresarial americana McKinsey & Company. Embora as aplicações citadas apresentem suas vantagens, uma característica crítica encontrada em materiais poliméricos e peças produzidas através da manufatura aditiva em geral é a anisotropia. Sabendo da importância dessa característica para implementação desses materiais nas diversas áreas da engenharia e a dificuldade de encontrar empresas e equipamentos locais que realizam testes capazes de mensurar este efeito, o trabalho focou-se no desenvolvimento de uma máquina de ensaio biaxial, que servirá para visualizar e medir os efeitos anisotrópicos nos materiais em questão. O desenvolvimento deste equipamento provê uma alternativa nacional para realização de testes biaxiais, proporcionando avanço tecnológico e diversos estudos que servirão como base tanto para o fenômeno da anisotropia, quanto para o equipamento em si.
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.

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