Trabalhos de Conclusão de Curso

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Dispositivo de efeito giroscópico para a supressão de tremores patológicos:
(2024) Passos, Andrew de Almeida; Lima, Guilherme Fella de; Oliveira, Igor de Castro; Ferreira, Renan de Souza; Cabeça, Vinicius Beleti
De acordo com o censo realizado em 2022 pelo IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística), a população idosa brasileira cresceu 57,4% em 12 anos, indicando que o Brasil está seguindo uma das mais importantes megatendências mundiais, o envelhecimento populacional. Com a inversão da pirâmide etária, os problemas de saúde causados pela idade avançada, como os tremores, aumentam. O tremor pode ser descrito como um transtorno do movimento que causa oscilações ritmadas sincronizadas ou alternadas, que, dependendo do caso, pode acometer diversas articulações do corpo humano. As doenças associadas aos tremores patológicos acometem diversas faixas etárias, porém, afetam majoritariamente a população com idade superior a 60 anos. Dependendo da frequência e amplitude do tremor, mesmo as atividades de vida diária (AVD’s) de complexidade baixa se tornam difíceis de serem realizadas autonomamente. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma órtese projetada para atenuar tremores de Parkinson, Holmes e Essencial de forma não invasiva, utilizando um giroscópio de alta velocidade, visando melhorar a qualidade de vida dos usuários. Seus componentes incluem uma órtese adaptável, um giroscópio de alta precisão acoplado na região dorsal da mão, uma base com um grau de liberdade que permite a atenuação do tremor composto, um motor elétrico de alta rotação e baterias. Este dispositivo visa a supressão dos tremores através da conservação do momento angular do giroscópio. Para atingir o objetivo, estudos foram realizados sobre a biomecânica dos tremores patológicos, analisando frequências e amplitudes de movimentos involuntários, bem como os graus de liberdade em que o tremor se manifesta. Para a realização dos testes, foi desenvolvido uma bancada com o objetivo de simular os tremores patológicos e validar o dispositivo, os resultados indicaram supressões de 45% no eixo Y e 72% no eixo Z a 12.000 rpm, e de 43% no eixo Y e 77% no eixo Z a 8.000 rpm, enquanto o eixo X apresentou aumento nos tremores, com 77% a 12.000 rpm e 49% a 8.000 rpm. A rotação de 8.000 rpm foi a mais eficaz, reduzindo o impacto no eixo X. As simulações matemáticas também foram satisfatórias, apontando supressão significativa de tremores a partir de 3 Hz, com média de 78% de redução a 5 Hz. Este sistema pode impactar positivamente a qualidade de vida da população acometida por tremores patológicos, aumentando sua autonomia e possibilitando a redução de medicamentos para o controle farmacológico.
Desenvolvimento de uma órtese dinâmica ativa para joelho
(2024-12-17) Besteiro, Alexandre Carpim; Lisboa, André Dias Scomparini; Schoba, Arthur Matheus Yamamoto; Mesquita, Gabriel Chadi; Leal, Gabriel Matos Lara; Gaziola, Giovanni Fonseca; Ramos, Rafael Alves Corrêa; Cecchi, Vinicius Alves Magro
O princípio da Engenharia é a aplicação de conhecimentos teóricos e práticos para a construção e melhoria de processos, materiais e dispositivos para o desenvolvimento da vida humana. Na Engenharia Biomédica, esse foco é voltado para a melhoria direta no cotidiano das pessoas, ajudando-as com prevenção, diagnóstico e tratamento de doenças. Nesse contexto, a mobilidade é uma área que necessita constantemente de soluções efetivas, viáveis e inovadoras. Dentro deste tema, se encontram as órteses dinâmicas ativas para a articulação do joelho no auxílio da marcha. Contudo, tanto os protótipos comerciais quanto aqueles encontrados na literatura apresentam, problemas de funcionalidade, são muito robustos e enfrentam rejeições por parte dos usuários. O presente trabalho tem por objetivo aproveitar essa lacuna, apresentando uma solução viável para uso cotidiano, de forma segura, resgatando a naturalidade da marcha com melhor estética e conforto. O projeto da geometria final e a escolha do PLA (Poliácido Láctico) como material de confecção, foram validados a partir de análise estrutural das forças e deformações utilizando o software Ansys. A impressão 3D como método de fabricação da órtese confere agilidade, personalização e baixo custo. Outro diferencial é a implementação do controle por impedância, permitindo uma interação mais dinâmica com o ambiente externo, promovendo uma marcha mais natural e humanizada, ao contrário de métodos tradicionais de controle. Para tanto foram utilizados uma unidade inercial de movimento (IMU), um microcontrolador ESP32 e um motor DC de 12V modelo 5840-31ZY, com uma redução de rotação que gera torque suficiente para auxiliar o movimento, juntamente com um driver (ponte H) e uma bateria de 12V e 6,6 Ah para alimentar o sistema. Foram utilizados métodos como cálculo por medidas antropométricas, método do pêndulo passivo e teorema do momento angular, entre outros para determinar os parâmetros da Lei de Controle, como rigidez, amortecimento e momento de inércia relacionados ao movimento do joelho. Uma equação de controle própria para uma órtese dinâmica ativa para joelho foi proposta, e o valor de torque obtido comprova a eficácia do modelo para o auxílio na marcha do usuário.
Órtese ativa para correção de assimetria na marcha de pacientes afetados pela síndrome do pé caído:
(2024-12-17) Silva, Camila França; Risi, Filipe Baratella; Ono, Julia Malta; Vasques, Marcela Francisco Albuquerque; Lima, Yuri Aleixo de Lima; Moreira, Yuri Galvão
A síndrome do pé caído, um distúrbio que dificulta ou impede a execução do movimento de dorsiflexão do tornozelo, resulta em dificuldade para levantar a parte da frente do pé durante a marcha, prejudicando a caminhada e aumentando o risco de quedas. O uso de órteses tornozelo-pé (\textit{Ankle Foot Orthosis - AFO}) visa oferecer suporte, alinhamento e evitar a hiperextensão excessiva, mantendo o pé em uma posição mais funcional para auxiliar a dinâmica da marcha. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma órtese ativa tornozelo-pé, baseada em um sistema eletromecânico, com o objetivo de corrigir a marcha assimétrica causada pela síndrome do pé caído e se aproximar ao máximo da marcha de uma pessoa saudável. Durante a marcha, um sensor de pressão plantar detecta o início da fase de balanço, acionando um atuador elétrico que, por meio de um controlador PID, fornece o torque necessário para realizar o movimento de dorsiflexão de forma precisa e adaptada ao ritmo de caminhada. O atuador está acoplado a um came de perfil único, responsável por transformar o movimento rotacional motor em um movimento linear, elevando o pé do usuário. Esse sistema permite que a órtese detecte o momento ideal para aplicar um esforço assistivo, tanto para a dorsiflexão quanto para a flexão plantar, equalizando a marcha do indivíduo com pé caído à de uma pessoa saudável.
Belteen:
(2024-12-15) Colevati, Aline Stelly; Santana, André Luiz Prazeres; Rolemberg, Caio Beltrão Moraes; Pereira, Gabriela Galindo; Bloise, Giovanni Alencar; Souza, Higor Oliveira de; Leão, João Pedro Agresta e Silva; Lobo, Lucas de Oliveira
A segurança no trânsito para o transporte de crianças em veículos depende do uso correto de sistemas de retenção infantil (SRI). Esse dispositivo é essencial para prevenir lesões graves, como traumatismos na coluna cervical, que ocorrem devido à aceleração da cabeça deste passageiro durante as colisões. Os sistemas de retenção infantil são projetados para distribuir as forças de impacto, visando proteger a integridade do corpo da criança. As crianças de 1 a 4 anos são particularmente vulneráveis a esses tipos de lesões em um acidente automobilístico porque sua musculatura e estrutura óssea ainda estão em desenvolvimento, o que aumenta o risco de lesões na cabeça e no pescoço durante impactos bruscos. A utilização de sistemas de retenção para crianças (SRI) voltados para trás é frequentemente sugerido por associações de medicina, como a American Academy of Pediatrics (AAP), devido à maior proteção contra danos no pescoço e na coluna cervical em colisões frontais. Este posicionamento do dispositivo de retenção infantil deve ser mantido até que a criança alcance os limites de peso ou altura estabelecidos por leis. Contudo, crianças de 1 a 4 anos muitas vezes ultrapassam esses limites, sendo obrigadas a mudar para assentos voltados para a frente, o que eleva os perigos nesse período crucial de desenvolvimento. Por outro lado, crianças de 4 a 7 anos são menos suscetíveis devido à sua estrutura corporal mais sólida e resistente. O foco principal de nosso estudo é a segurança no transporte de crianças de 1 a 4 anos, devido à vulnerabilidade cervical e ao tamanho reduzido. Para isso, foi projetado um modelo de melhoria da cadeirinha infantil que, nas simulações realizadas no software PAMCRASH, demonstrou uma redução de 42% na força de tração Fz aplicada a coluna cervical da criança durante a colisão. Esse novo modelo de SRI apresentou uma redução de cerca de 750 newtons em comparação ao SRI original.
Estudo e desenvolvimento de atomizador a gás vaseado no modelo hermiga 75/5 VI (EAC)
(2024-08-18) Silva, Ana Beatriz de Oliveira; Gonçalves, Ana Júlia Morare; Bustamante, Lucas; Moraes, Nicolas Santos de
À medida que a consciência ecológica cresce no mundo industrial, as empresas estão cada vez mais engajadas em adotar soluções que reduzam seu impacto ambiental. Uma alternativa que vem ganhando relevância no cenário atual é a manufatura aditiva (MA) de materiais, também conhecida como impressão 3D. O método consiste na produção de objetos através da deposição de matéria-prima em camadas sucessivas, o que garante a redução no desperdício de materiais e aumento das flexibilidades de produção e prototipagem. Mundialmente, o Brasil representa apenas 2% do mercado mundial de manufatura aditiva. A importação de materiais metálicos não ferrosos utilizados neste processo, por exemplo, conta com altos valores de impostos, o que encarece a produção nacional de peças produzidas com MA de materiais metálicos, tornando-os menos competitivos. Tendo em vista as aplicações do pó metálico no processo de impressão 3D, o alumínio possui uma contribuição notória, sendo um metal versátil com uma boa combinação de leveza e resistência à corrosão. O que o torna ainda mais atrativo é seu ciclo de vida sustentável, tendo uma alta taxa de reciclagem. Segundo estudos realizados pela empresa de consultoria CRU Group (Inglaterra), até o ano de 2030 a demanda por alumínio deve crescer 40%. Por ser considerado um relevante aliado do meio ambiente, tal material está constantemente presente no cotidiano da sociedade, seja por meio de embalagens, produtos elétricos e automotivos. Com base nisso, o projeto AtomA tem como objetivo desenvolver um atomizador a gás para a produção de pó metálico de alumínio. As melhorias propostas consistem no desenvolvimento de um bocal atomizador, um componente crucial para esse processo, e no estudo da viabilidade de construir um equipamento com uma peneira acoplada. Atualmente, o pó metálico passa por um processo de peneiramento posterior à atomização, considerando que para a aplicação em impressões 3D são utilizados grãos de pó metálico com um tamanho entre 20 e 75 micrômetros. A ideia é mitigar a necessidade dessa operação sem prejudicar o processo atual. Para atingir esse objetivo, foram realizadas uma série de simulações térmicas, dinâmicas e estruturais a fim de validar se as mudanças propostas são viáveis para o processo.
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.
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.
P.B.S.:
(2024-06-05) Silva, Jonathan Rosa Pereira da; Zanatta, Leonardo Mattosinho; Souza, Levi Cardoso de; Machado, Lucas Gabriel Vieira; Valadares, Lucca Romero; Bianchim, Luiz Felipe Sousa; Santos, Marcelo Pereira dos
Os carros são o principal tipo de veículo de transporte no Brasil, tendo a quantidade emplacamentos cada vez maiores a cada ano. Atualmente, existe um grande plano mundial para que os veículos cada vez se tornem mais autônomos e mais seguros. O principal sistema que garante essa segurança é o sistema de freios, apesar de ser um dos focos das montadoras garantir que esse sistema funcione perfeitamente, ainda existe alguns fatores incontroláveis que geram acidentes, principalmente a falha de garantir a distância segura e a distração do motorista. Em vista isso, as montadoras começaram a investir em tecnologia autônomas que evitam a falha humana, como o controle de cruzeiro e o sistema de frenagem autônoma. Mas apesar desses sistemas ajudaram bastante na redução de acidentes se tornando em muitos países e futuramente até no Brasil, tecnologias obrigatórias, não são perfeitos. E começa a ser verificado falhas mecânicas não detectadas por esse sistema, como empenamento, temperatura, pastilha desgastada e além de outros fatores externos que não mensurados como pavimento e chuva. Mas analisando o mercado é visto uma oportunidade de avaliar projetos para melhoria do sistema de frenagem autônoma, visto que será obrigatório nos próximos anos, e apenas funciona em metade dos casos. Assim analisando alguns comportamentos do sistema em softwares de cálculo matemático, visualizou-se que um dos fatores que mais altera a distância segura de frenagem é a temperatura entre o disco de freio e a pastilha, mudando consideravelmente o atrito da frenagem. Assim foi desenvolvido por meio de cálculos e diagramas de blocos, algumas soluções para o monitoramento do atrito da pastilha-disco e atuação do sistema com essa leitura. Com o método desenvolvido, foi possível criar o projeto P.B.S visando por meio de cálculos complexos e realimentação de estados, prever a distância segura que os veículos irão frear e assim mudar a distância de frenagem para uma maior ainda.
Estudo do comportamento estrutural de carrocerias de ônibus em situações de tombamento
(2024-05-27) Guarnieri, Gusthavo; Silva, Henrique de Oliveira; Zoghaib, José Victor Strogenski; Rosário, Lucas do; Santos, Lucas Lacanna dos; Barros, Luiz Guilherme de Nardi Siqueira; Tokunaga, Nicolas; Santos, Tiago Fonseca Gomes dos; Gutierrez, Vinicius Rodrigues
Atualmente, a malha de transporte rodoviário representa 58% da frota brasileira, o que corresponde a aproximadamente 47 milhões de veículos, dentre eles, automóveis, veículos comerciais leves, caminhões e ônibus. Tombamentos envolvendo ônibus rodoviários possuem cerca de 11% de chance de gerar vítimas graves e fatais, com uma média de 7 mortes mensais no Brasil. Isso ocorre devido às grandes deformações que as estruturas dos veículos sofrem, o que acaba invadindo a área de sobrevivência e tirando muitas vidas. Esse projeto tem como proposta estudar e propor uma solução de uma carroceria com utilização de materiais tecnológicos para ônibus rodoviários, visando reconstruir a lógica de deformação das colunas estruturais, por meio da dissipação da energia de impacto. A solução foi fundada a partir de ferramentas de engenharia, tais como FAST, Diagrama de fronteiras, Análise de valor, entre outras, que serviram para dar uma visão mais ampla das particularidades necessárias para o funcionamento do projeto.
Projeto family guard:
(2024-05-26) Dias, Douglas dos Santos; Silva, Hemanoelly Kézia; Nogueira, Igor de Souza; Bertanha, Leonardo Honorato; Perrotta, Leonardo Rodrigues; Claudio, Lucas Dias; Oliveira, Lucas Salvador Pereira e; Cruz, Robson Nascimento; Gariba, Victor João
A frota de veículos brasileira caminha para uma tendência mais versátil em termos de quantidade de passageiros em um veículo. Carros de sete lugares estão cada vez mais comuns no país. A segurança dos ocupantes da terceira fileira de assentos nesses tipos de veículos deve ser rigorosamente considerada. Estatísticas mostram que mortes e ferimentos oriundos de colisões traseiras têm uma parcela considerável no total de casualidades de trânsito no país. Quando esse tipo de acidente envolve um veículo de sete lugares, esse risco aumenta devido à falta de espaço disponível para a intrusão da carroceria oriunda da alta energia de impacto envolvida. Desta forma, o projeto Family Guard desenvolve uma solução que reduz essa intrusão da carroceria em colisões traseiras através da alteração do material que compõe a porção traseira da estrutura veicular, além da adição de uma placa atenuadora de impacto para absorver mais energia. Através de simulações realizadas no LS Dyna com desenhos em CAD desenvolvidos pelos autores, a intrusão reduziu cerca de 40% em baixas velocidades (35 a 38 km/h) e 16% em altas velocidades (80 km/h). Sendo assim, entende-se que a solução desenvolvida contribui para a redução da intrusão em casos de colisão traseira.
Projeto estrutural de uma máquina para manufatura aditiva de metais
(2023-12-20) Abreu, André Filipe dos Santos; Miranda, Beatriz dos Santos; Silva, Gabriel Lippi Ferreira da; Bitencourt, Guilherme Ferreira Lima; Oliveira, Roger Ramos de; Cirqueira, Wellington Severino de Souza
A Manufatura Aditiva (MA) é um processo de fabricação que utiliza um modelo 3D digital para produzir objetos. A técnica é chamada de "aditiva" porque consiste em depositar material camada por camada até que a forma desejada seja alcançada. A grande vantagem desse processo é a possibilidade de criar geometrias complexas que seriam difíceis ou impossíveis de serem produzidas por meio de métodos convencionais, como a manufatura subtrativa ou formativa. Além disso, a MA oferece outras vantagens, como a redução do desperdício de matéria-prima e a facilidade para criar formas personalizadas. A indústria de MA está em constante crescimento e uma previsão feita em 2017 mostrou que as vendas atingiriam mais de US$ 15,8 bilhões em diversos setores, segundo a Wohlers Associates que atua no mercado promovendo consultoria para outras empresas, as ajudando a obterem um melhor proveito no uso das tecnologias que melhoram processos de fabricação e desenvolvimento de produtos. Uma das aplicações mais promissoras da Manufatura Aditiva (MA) é na área da saúde, onde pode ser utilizada para produzir peças com estrutura porosa. Isso é especialmente importante em implantes, onde a porosidade pode ajudar a promover a regeneração óssea e a ósseointegração. Além disso, a porosidade permite a criação de peças mais leves e ainda resistentes, o que pode ser benéfico para outras aplicações, como na indústria aeroespacial. Portanto, a MA tem se mostrado uma técnica promissora para a produção de peças complexas e personalizadas em diversas áreas, contudo, como no Brasil atualmente existem poucos fabricantes especializados, como tema para o trabalho de conclusão de curso, a equipe Metalize 3D irá desenvolver um projeto estrutural de uma máquina de manufatura aditiva de metais, que contará com um sistema de controle e produção da peça, similares as tecnologia mais presentes do mercado atual, Laser Beam – Powder-Bed Fusion e a Direct Energy Deposition (DED) .
Projeto LFHE:
(2023-12-20) Ribeiro, Bruno Dias; Vescovi, Bruno Reis; Castro, Guilherme Mazzare de; Warnke, Ingo; Correa, João Pedro; Duarte, Lucas; Kojima, Matheus Masayoshi
Seguindo o interesse do Centro Universitário FEI em retornar as competições da Shell Eco-Marathon, muito influenciado pelo ganho de notoriedade do etanol, que está sendo muito discutido em questões de melhoras de emissões de poluentes. Seguindo o objetivo da competição, o projeto LFHE foi baseado a partir da remodelagem de cabeçotes já existentes para a construção de um novo cabeçote, para que ele tenha o maior rendimento energético possível na competição. Tendo isso em mente, este projeto tomou como base o ECO-FLOW feito anteriormente em 2018 e um motor da Shineray, sendo que os dois possuem em comum o peso excessivo ao se comparar com o trabalho que seria exigido, algo que para este tipo de competição compromete fortemente o principal ponto para o qual ela foi criada, sua eficiência. Além disso, para melhorá-lo ainda mais foi pensado em reduzir a rotação na qual atinja seu torque máximo, alteração no formato de sua câmara de combustão e mudanças na geometria original dos dutos de admissão e escape. Com as mudanças possíveis determinadas foram usadas ferramentas de engenharia para o planejamento de como cada alteração seria aplicada e calculada. Desta maneira, utilizou-se softwares de simulação de motores disponibilizados pela FEI, como o Engine Analyzer e AVL Cruise M, com isso obtendo-se resultados virtuais que atendessem as metas estabelecidas pelo grupo anteriormente. Com estes resultados foram feitos CADs do cabeçote, para que assim fossem feitas impressões 3D dele e posteriormente validando em um ambiente real os resultados obtidos anteriormente pelos softwares em uma bancada de fluxo de ar.
Thunder brake:
(2023-12-20) Pereira, Arthur G. Camargo; Guimarães, Felipe de Figueiredo; Hypolito, Guilherme A. Reis; Afonso, Julia Pompei
Os transportes rodoviários de carga no Brasil vêm crescendo exponencialmente ao longo dos anos, chegando ao ponto de em 2019 termos 61% desse modal como responsável pelo transporte de carga no Brasil e tendo sua frota avançado 2.5% no ano de 2022, visto que o país é um dos maiores em transportes de cargas do mundo. Na tendência mundial, a eletrificação dos veículos de carga não são exceção, com o primeiro dessa categoria já à venda no país e previsões de um futuro com frotas 100% elétricas (IBGE, 2019). O Brasil é tido como um país de proporções continentais tendo sua maior rodovia, BR116, com 4660 km ligando a região nordeste ao sul do país, visto que o percurso sem abastecimento é amplo, pensamos em carros elétricos como uma maior insegurança do público em geral, visto que a autonomia se torna não mais apenas um ponto de economia, mas sim uma necessidade, e desta nasce a ideia dos freios regenerativos, que fazem uso da energia não útil no momento de frenagem para o armazenamento da energia para usos futuros. (Regenerative Braking Systems, 2021). Pensando nisso o Thunder Brake propõe um sistema modular, composto por flange simples ranhurada e dupla adaptada com um motor elétrico, de fácil implementação que ao ser acoplado a ponta de eixo em caminhões e reboques, permitirá a recuperação de energia cinética, auxiliando na frenagem do veículo e gerando energia por meio da ideia de freio regenerativo. Para este projeto, foram utilizados os princípios de mecânica dos sólidos afim de determinar deformações e tenções nos acoplamentos assim como seu dimensionamento, para análises mais precisas foram realizadas simulações pelo método dos elementos finitos via Ansys gerando resultados gráficos e análises visuais intuitivas e de fácil compreensão. Também foi proposto, através de logica fuzzy, uma breve simulação comportamental do sistema, sendo toda modelada através do Mathlab, gerando assim superfícies de controle e um modulo interativo onde pode se estudar o efeito das curvas de influência determinadas para a simulação.
Sistema de melhoria de dissipação térmica do conjunto de caixa de rodas para implemento de caminhão do tipo inloader
(2023-12-19) Takose, André Victor Hideyuki Seiki; Appolari, Domingos Thiago; Silva, Eduardo Augusto Daniel; Meira, Eduardo Cardoso; Apostólico, Felipe Lazzari; Mendonça, Gabriel Siepierski; Moraes, Matheus; Vendruscolo, Vinicius; Salarolli, Vitor da Silva
Este trabalho aborda o projeto de aprimoramento do sistema de dissipação térmica no conjunto de caixa de rodas de um implemento de caminhão do tipo Inlo-ader. Inspirado em um projeto originalmente desenvolvido na Alemanha, onde as condições climáticas e algumas dimensões do implemento diferem significativamente das encontradas no Brasil, esta pesquisa se propôs a adaptar e aprimorar a solução para as demandas locais. A análise inicial revelou que, em condições normais de uso, o confinamento da roda e a presença do freio a tambor elevam as temperaturas na caixa de rodas a ní-veis superiores a 80°C, que é o limite considerado seguro para os pneus. Este traba-lho busca propor soluções práticas para mitigar esse problema, contribuindo para a segurança e eficiência dos implementos de caminhões utilizados no transporte de vidros.
Projeto mecânico de máquina quebradora de cocos babaçu
(2023-12-19) Trigo, Antônio Humberto Nogarotto; Silva, Bruno Gabriel Melo e; Traldi, Gustavo Santucci; Mello, Manoela Duarte Peixoto de; Papa, Rafael José Torres; Leme, Victor de Pedro; Moreira, Vinícius Machado
O coco babaçu é um fruto de muita importância na região Norte e Nordeste do Brasil, pois sua comercialização é responsável pelo sustento de aproximadamente 300 mil mulheres. Contudo, essas mulheres trabalham em condições que permitem muitos acidentes, estes em casos mais graves podem até resultar em uma possível perda da capacidade de exercer suas atividades. Com isso em mente, observou-se a possibilidade de elaborar um projeto de máquina que facilitasse e tornasse mais seguro o processo de abertura desse fruto. O estudo evidenciou como melhor forma de quebra a combinação de um prisma de corte com um punção, o prisma escolhido e as versões anteriores a este foram testados em teste de compressão e apresentaram valores em torno de 700 kg de força necessária. Após os testes foram realizados estudos de transmissão de força para a melhor geometria possível, além de estudos de preço e montagem da máquina.
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.
RAY:
(2023-12-15) Araujo, Claytom Barbalho de; Villarmosa, Fabio Keiji Nakajima; Fugihara, Gustavo Silva Pinto; Guerra, João Paulo Oliveira; Vicente, Mario Felipe Vasques; Peres, Rafael Aparecido da Silva; Correa, Rayssa Guidia Santos
Com o avanço das tecnologias os padrões de megatendências sofrem transformações de longo prazo que moldam o futuro de diversas áreas e maneiras, como economia, sociedade e meio ambiente. São influenciadas por uma variedade de fatores como, avanços tecnológicos, mudanças demográficas, comportamentais e culturais, além de grandes desafios globais, como mudanças climáticas e escassez de recursos. As principais megatendências têm se destacado com tecnologia avançada, urbanização, sustentabilidade, mudanças climáticas, saúde e bem estar, globalização, dentre muitos outros. Após reconhecer estas mudanças mundiais, e com a ideia de dar sequência a um projeto chamado BERS, assim surge o projeto RAY. O BERS é um sistema que converte o deslocamento vertical linear da suspensão em movimento rotativo, com objetivo de rotacionar o eixo de um gerador elétrico, e que através de um gerenciador de demandas, possibilitará o alívio da carga que o alternador exige do motor, resultando em redução de consumo e emissões. O projeto RAY é a criação de um modelo matemático capaz de apregoar os melhores cenários e os principais componentes que podem ser modificados para garantir os maiores níveis de geração de energia elétrica regenerativa. Pensando em um futuro prospero e de longo prazo, essa seria uma das principais tendências de geração de energia elétrica regenerativa que poderá ser instalada em suspensões veiculares, e para que isso aconteça a bancada do projeto BERS foi cedida pelo Prof. Dr. Carlos Rodrigues dos Santos Neto, para que, após feitas as devidas modificações necessárias, fosse possível realizar os testes de regeneração de energia elétrica.
WAPS:
(2023-12-18) Leme, Abner Embuaba; Faria, Gustavo de Melo; Parreira, Leonardo Telles; Brandão Júnior, Márcio Gouvêa; Ribeiro, Sabrina; Mendonça, Vinicius Silva de
O campo de segurança veicular possui diversos pilares regulatórios que contam com décadas de evolução e adaptação do ser humano às novas tecnologias emergentes. A gama de regulamentações ganha cada vez mais complexidade e abrangência, ao mesmo passo que novos questionamentos surgem. Pesquisas mostram que condutoras do sexo feminino possuem 47% mais chances de sofrerem danos graves em acidentes de carro, além de 1.5 até 3 vezes mais chances de sofrerem danos decorrentes do movimento de chicote vertical (Whiplash ou chicote vertical do pescoço). Isso ocorre visto que, as mulheres possuem diversas diferenças físicas em comparação com os homens, incluindo menor estatura e menor densidade muscular, por exemplo. Isso faz com que sejam mais frágeis em uma colisão súbita. Em adição, são utilizados para testes regulatórios e testes de opinião pública, bonecos de teste (dummies) que representam a média da população masculina mundial, o que significa que a mulher adulta não é representada adequadamente nos testes de colisão (crash tests). O intuito do projeto é desenvolver um sistema adaptativo de proteção ao Whiplash que proteja de maneira semelhante ambos os sexos, levando em consideração a gravidade e as diferenças mencionadas.
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.
Fast floor:
(2023-12-27) Yamanaka, Bárbara da Costa e Silva; Hamze, Caio Seixas; Lima, Gabriel Major de Deus; Santos, Igor Pereira dos Santos; Bassols, José Martins; Lopes, Lilian dos Santos; Suga, Noriko
Os desafios logísticos no contexto do mundo globalizado, com a crescente integração dos mercados internacionais e regionais, demandam a criação de soluções inovadoras capazes de otimizar o transporte de mercadorias. O desafio logístico moderno reside na necessidade de aumentar a eficiência do carregamento e descarregamento, reduzindo o tempo ocioso dos meios de transporte. Isso implica em melhorar a entrega da cadeia de suprimentos, diminuindo os custos unitários de transporte e aumentando o lucro através do aumento na quantidade de produtos entregues. As empresas varejistas têm investido cada vez mais em transporte e mobilidade nas entregas de mercadorias e abastecimento de estoque para eficiência logística, sendo estimulado pelo e-commerce. Por consequência deste aumento exponencial de entregas em domicílio de produtos e trânsito em condomínios logísticos, se viu necessário a melhoria em mobilidade de carga e descarga para atendimento em menor tempo e maior desempenho. O objetivo do projeto FAST FLOOR é propor um sistema inicial de movimentação automatizada por piso móvel, que possa realizar o movimento interno, carga e descarga de produtos paletizados. O sistema será projetado para ser leve e de fácil instalação em caminhões, sendo capaz de lidar com diferentes tipos de carga do setor de varejo. Serão consideradas as normas de regulamentação e segurança do setor, visando alcançar uma solução de baixa complexidade de uso. Apresentaremos também as suas especificações técnicas, tais como tonelagem suportada, tipo de produto a ser carregado, peso do equipamento, potência, instalação, e as recomendações para o seu uso específico. O objetivo deste é fazer somente uma introdução a um produto que pode e deve ser melhorado em futuros artigos acadêmicos e novos projetos, por ser uma área com um alto potencial econômico.

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