Guaratinguetá - FEG - Faculdade de Engenharia e Ciências

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Rapsódia do cosmos: a gênese de buracos negros primordiais
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-08-29) Inacio, Maria Eduarda da Silva ; Alves, Márcio Eduardo da Silva ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Na última década foram publicadas imagens de dois buracos negros supermassivos. M87*, o buraco negro supermassivo encontrado no centro da galáxia M87, uma vizinha de núcleo ativo e SgrA*, nosso buraco negro supermassivo, encontrado no centro da Via-Láctea, uma galáxia não ativa. A partir de então a formação desse tipo de estrutura voltou a ser um tópico de grande interesse na comunidade científica, uma vez que não há modelos de formação que tenham sido comprovados ou observados. Neste trabalho nosso foco será a formação de buracos negros primordiais a partir do colapso de defeitos topológicos de forma a, em um momento futuro, usar buracos negros primordiais como sementes de formação para buracos negros supermassivos. Veremos em detalhes o contexto no qual estes se formam, bem como sua dinâmica e evolução desde a nucleação até o colapso. Portanto, estudaremos não só suas condições de formação, mas também as condições necessárias para que o defeito topológico colapse e se torne finalmente um buraco negro primordial.
Caracterização de filamentos comerciais de PLA e avaliação dos parâmetros de manufatura aditiva na condutividade térmica
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-09-27) Resende, Fernando Henrique Rufino ; Costa, Michelle Leali ; Botelho, Edson Cocchieri ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A manufatura aditiva, uma tecnologia que vem ganhando grande popularidade nos últimos anos, permite a produção de peças a partir de modelos 3D. Entre as sete subdivisões atualmente reconhecidas nessa área, conforme o comitê ASTM F42, o grupo de extrusão de material, que utiliza filamentos fundidos, foi o escolhido para este trabalho. Dois tipos de filamentos comerciais foram utilizados: PLA (poli(ácido láctico)) puro e PLA modificado com grafeno. O PLA é um termoplástico biodegradável, enquanto o grafeno, composto por uma única camada de átomos de carbono dispostos em uma estrutura hexagonal, é um excelente condutor térmico e elétrico, além de ser rígido e leve. O objetivo deste trabalho foi caracterizar os filamentos de PLA e PLA/grafeno, produzir amostras desses materiais via manufatura aditiva, e avaliar a influência de parâmetros de impressão 3D na condutividade térmica das amostras impressas. A caracterização dos filamentos foi realizada por meio de diversas técnicas, incluindo: determinação da massa específica, difração de Raios-X (DRX), espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TGA) e análise termomecânica (TMA). As análises de massa específica e espectroscopia confirmaram a presença de grafeno no filamento de PLA/grafeno, em uma concentração aproximada de 1% em massa. A temperatura de transição vítrea (Tg) do PLA e do PLA/grafeno foi semelhante (62°C e 63°C, respectivamente), assim como as temperaturas de fusão (Tm), de 155°C e 156°C, e os valores de entalpia de fusão (28 J/g). Esses resultados indicam que a adição de grafeno não alterou significativamente as Tg e Tm do PLA. A estabilidade térmica do PLA aumentou em 5,39% com a adição do grafeno. A 50°C, o tempo de meia-vida do PLA foi de 28,7 anos, enquanto o PLA/grafeno apresentou um tempo de meia-vida de 58,4 anos. A energia de ativação para o PLA foi de 95,521 kJ/mol, enquanto para o PLA/grafeno foi de 100,245 kJ/mol, considerando uma perda de massa de 5%. O coeficiente de expansão térmica de ambos os filamentos foi de 87 µm/m°C, mostrando que a adição de grafeno não afetou esse parâmetro. A condutividade térmica foi maior a 25°C do que a 60°C para todas as condições de impressão estudadas, sendo a maior condutividade observada na condição com velocidade de viagem alterada. No entanto, a adição de grafeno não aumentou a condutividade térmica da matriz polimérica, sugerindo uma interação limitada ou inexistente entre o grafeno e a matriz de PLA. Conclui-se que, embora o grafeno tenha aumentado o tempo de vida útil estimado para o PLA em 104%, baseado na cinética de decomposição térmica, não houve um ganho significativo nos valores de condutividade térmica para os filamentos comerciais analisados.
Cosmologias com decaimento do vácuo: modelos e teste observacionais
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-08-15) Macedo, Hogle Alexfer Prudente ; Jesus, José Fernando ; Alves, Márcio Eduardo da Silva ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Problemas do modelo de concordância cósmica $\Lambda$CDM, como o problema da constante cosmológica, problemas de coincidência e a tensão de Hubble, levaram a muitas alternativas propostas, como o $\Lambda(t)$CDM, onde o agora chamado termo cosmológico $\Lambda$, permite-se variá-lo no tempo devido a uma interação entre a matéria e energia do vácuo. Aqui, analisamos diferentes classes de modelos, com $\Lambda=\alpha'a^{-2}+\beta H^2+\lambda_*$ e seus derivados, com os termos presentes na equação baseados em argumentos dimensionais a serem definidos. As classes de modelos partem da equação mencionada anteriormente, com os modelos derivados sendo $\Lambda_1$ (onde $\lambda_{*} = 0$), $\Lambda_2$ (onde $\beta = 0$), $\Lambda_3$ (onde $\alpha^{\prime} = 0$), e o modelo geral sem nenhum termo igual a zero, denominado por $\Lambda_g$. Usando dados de SNe Ia, cronômetros cósmicos e vínculos sobre $H_0$ a partir do SH0ES e do satélite Planck, vinculamos os parâmetros livres desta classe de modelos, e os qualificamos conforme o BIC. Ao usar as informações prévias do Planck sobre $H_0$, concluiu-se que o termo $\lambda_*$ não pode ser descartado por essa análise, desfavorecendo, assim, os modelos apenas com os termos variáveis no tempo, como o $\Lambda_1$, já com a informação prévia do SH0ES sobre $H_0$ tem uma evidência fraca nessa direção. Ao usar informações prévias de distância da CMB (do inglês \textbf{\textit{Cosmic Microwave Background}}, Radiação Cósmica de Fundo de Micro-ondas), a dependência temporal de $\Lambda$ foi bastante restrita nos modelos $\Lambda_g$, $\Lambda_2$ e $\Lambda_3$, exceto no $\Lambda_1$ pois não foi possível vinculá-lo. Em resumo, o modelo $\Lambda_1$ destaca-se como único no sentido de permitir exclusivamente que o vácuo decaia em matéria em grande parte da evolução cósmica, onde só recentemente acontece uma transição, enquanto os outros modelos apresentam uma margem para essa interação, assim possibilitando a resolução do Problema da Constante Cosmológica. No que diz respeito ao Problema da Coincidência, apenas o $\Lambda_1$ não alivia, enquanto os demais modelos mostram-se como boas opções, já que todos permitem decaimento da vácuo no passado. Quanto à Tensão do $H_0$, nenhum dos modelos agrava a discrepância existente. Considerando os recentes resultados para o Modelo do Vácuo Dinâmico, é interessante explorar mais a fundo a evolução da Equação de Estado do vácuo ao longo da história cósmica. De modo geral, conclui-se que os modelos $\Lambda(t)$CDM mostram-se como candidatos promissores para resolver diversos problemas cosmológicos do modelo padrão.
Revisão energética: Desenvolvimento de método específico para uma indústria de autopeças nos termos da ISO 50001
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-27) Rodrigues, Rafael Henrique Arrezzi Leite ; Soares, Paulo Valladares ; Fernandes Filho, Guilherme Eugênio Filippo ; Universidade Estadual Paulista (UNESP)
Este trabalho apresenta uma abordagem sobre a realização da revisão energética nos termos da norma ABNT NBR ISO 50001/2018 “Sistema de Gestão de Energia – Requisitos com orientações para uso”. A pesquisa se concentra no setor industrial de autopeças no Brasil, que enfrenta grandes desafios com insumos dentre os quais um dos mais significativos é a energia elétrica. Foi desenvolvido um roteiro para a aplicação da revisão energética e sua contribuição em uma indústria metalúrgica produtora de rodas e chassis para diversos veículos automotores. Esse trabalho contribuiu através do objetivo principal de uma revisão energética que é identificar os Usos Significativos de Energia (USE) dessa organização. O método de uma pesquisa-ação foi aplicado para auxiliar na coleta e análise de dados, possibilitando uma compreensão mais profunda e organizada. Isso assegura que a organização ajuste suas estratégias com base nas observações realizadas. Dentre as fontes de energia presente no processo produtivo, notou-se que a energia elétrica se destaca devido aos altos valores praticados, portanto, essa pesquisa se limitará a esta fonte. A identificação dos USE advém de uma massiva e cautelosa análise de dados, que serão coletados mediante o sistema de medição de energia elétrica. Objetivos específicos incluem a análise do consumo de energia elétrica passado e presente, identificação de usos finais da energia elétrica e a criação de indicadores de desempenho. Para esse projeto foram tratadas as áreas com o consumo expressivo de energia elétrica, sendo elas o sistema de ar comprimido e o processo produtivo de pintura. O método desenvolvido tem como cerne as normas ISO 50001, 50004 e 50006, visando contribuir para a compreensão dos processos energéticos e tendências de consumo. Foram formuladas hipóteses para investigar oportunidades de melhoria do desempenho energético, variáveis relevantes e a maturidade normativa da estrutura da empresa. Com as análises dos resultados foi possível extrair um diagnóstico energético a ponto de fomentar um embrião de estruturação para a certificação da ISO 50001. As análises revelaram que não há componente sazonal nos indicadores de consumo e demanda de energia elétrica, sendo o volume de produção a principal variável que afeta o desempenho energético. A etapa de coleta de dados foi consignada como a fase preeminente, incumbida de prover análises, indicadores e informações passíveis de comparação ao longo de distintos períodos. Sendo propostas ações de conservação de energia acerca dos USE e sugestões de trabalhos futuros com base no direcionamento dos resultados obtidos.
Análise de eficiência energética: uma transformação digital residencial
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-08-05) Lima, Gunnar Junqueira de Souza ; Nascimento, Andreas ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O aumento da demanda por energia elétrica, aliado aos altos custos de produção de energias limpas e renováveis, tem elevado os preços e gerado preocupações na indústria, comércio e residências. Podendo representar até 100% em alguns países nos últimos 20 anos, esse aumento impacta diretamente o desenvolvimento econômico e os custos de produtos e serviços. Torna-se assim crucial a busca por formas mais eficientes de uso e a adoção de bons hábitos para um desenvolvimento sustentável. Este trabalho investigou maneiras de reduzir o consumo elétrico em uma residência através do uso de tecnologias modernas de monitoramento, otimizações e automações, além de promover a conscientização sobre o impacto do consumo de energia. O estudo focou na coleta contínua de medições de consumo, gerando um banco de dados com mais de 1 milhão de medidas. Mudanças nos hábitos associadas a várias análises, otimizações e automações, permitiram comparar diferentes cenários resultando em uma redução de 20% no consumo de energia elétrica. A busca por melhorias contínuas levou a uma redução ainda maior, chegando a expressivos 40% ao longo dos 2 anos do projeto, resultando em um retorno total de investimento de 1,5 anos. Aliado a isso, o trabalho também proporcionou melhorias sensíveis nos padrões de conforto e segurança demonstrando ganhos práticos, financeiros e comportamentais no uso racional da energia elétrica em uma residência.
Avaliação da influência do magnésio e níquel nos parâmetros microestruturais e na resistência mecânica e à corrosão da Liga Al-5%Cu
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-06-28) Santos, Joyce Ranay ; Brito, Crystopher Cardoso ; Santos, Denílson Paulo Souza ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
As propriedades mecânicas que estão associadas a resistência dos materiais são fatores cruciais a serem considerados no desenvolvimento de engenharia das ligas de séries aeronáuticas. A fim de potencializar desempenho e promover características ideais aos materiais, é necessário considerar os meios e condições em que será submetido. Tais aspectos são intrínsecos da estrutura bruta de solidificação, à depender essencialmente dos parâmetros térmicos envolvidos no processamento, assim a partir da velocidade de avanço da isoterma liquidus (VL) e taxa de resfriamento (Ṫ) que cooperam com a evolução do arranjo microestrutural. O presente trabalho objetiva desenvolver uma análise teórico/experimental sobre a influência da adição de 1%Ni sobre as propriedades mecânicas e resistência à corrosão das ligas do sistema Al-5%Cu-1,5%Mg, com vistas a avaliar a definição da microestrutura e estabelecer correlações com a resistência mecânica e à corrosão, promovendo subsídios para um planejamento adequado operacional vinculado às características finais de aplicação: assim como, o enorme potencial para uso em diversos setores da indústria e agregadas aos materiais avançados, ou seja, como em compósitos de matrizes metálicas para estruturas aeronáuticas e aeroespaciais. Para tanto, foram realizados experimentos envolvendo a solidificação unidirecional vertical ascendente em regime transitório de fluxo de calor, definindo parâmetros térmicos correlacionados aos parâmetros microestruturais e suas características. Os resultados de caracterização incluem, integralmente, pela matriz rica em Al com morfologia dendrítica em toda a faixa de resfriamento, sendo que para a liga com Ni observou-se um refinamento microestrutural. Nesse ínterim, de acordo com os padrões analisados foram verificados a presença das fases θ-Al2Cu e S-Al2CuMg na liga Al-5%Cu-1,5%Mg e as mesmas fases e mais γ-Al7Cu4Ni na liga Al-5%Cu-1,5%Mg-1%Ni. A partir do estabelecimento das leis experimentais de crescimento foram correlacionados os espaçamentos dendríticos primário e secundário (λ1 e λ2) com os parâmetros térmicos de solidificação, VL e Ṫ. A microdureza Vickers (HV) e limite de resistência à tração (σU) da liga quaternária foi superior em decorrência das fases intermetálicas complexas contidas na microestrutura. Entretanto, os ensaios de corrosão em uma solução de 0,06M de NaCl indicaram uma maior deterioração na liga com Ni devido à formação de pares galvânicos entre a matriz α-Al e os intermetálicos presentes, enquanto comparado com a liga ternária que os diâmetros dos pites foram menores.
Qualidade de colagem de elementos de MLC segundo a ABNT NBR 7190-6 (2022) considerando dois tratamentos: CCA e termorretificação
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-07-06) Baz, Rodrigo José de Queiroz ; Molina, Julio Cesar ; Souza, Alexandre Jorge Duarte ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Na confecção de Madeira Lamelada Colada, usualmente utiliza-se madeiras reflorestadas, que necessitam de tratamento preservante, contra o ataque de xilófagos (organismos que degradam a madeira, tais como fungos e cupins). O tratamento com substâncias de Cromo, Cobre e Arsênio (CCA), de elevada toxidade, é o mais utilizado, em contato direto, causa a morte de qualquer organismo vivo e não há na legislação, instruções para o correto descarte. Tais considerações, tornam a termorretificação uma excelente alternativa, porque não há o uso de substâncias tóxicas. As instruções normativas da ABNT NBR 7190-6 (2022), foram utilizadas para avaliar qualidade de colagem e a resistência mecânica de vigas de MLC da espécie Pinus sp., coladas com adesivo KDG 1909. Efetuados ensaios de delaminação e de resistência ao cisalhamento das linhas de cola a partir de corpos de prova retirados de vigas de MLC, nas dimensões (5 x 8 x 120) cm. Efetuados ensaios de flexão para a avaliação da resistência e da rigidez das vigas. Comparadas combinações de tratamento/adesivo de madeiras in natura com madeiras tratadas com CCA e termorretificadas a 160º C. Foram obtidas as porcentagens de delaminação: 2,39%, 1,67% e 1,41%, para madeiras in natura, tratadas com CCA e termorretificadas, respectivamente. Foram obtidas as respectivas resistências médias ao cisalhamento das linhas de cola: 7,51MPa, 9,88MPa e 8,49MPa, com ruptura predominante na madeira nas seguintes porcentagens: 91%, 88% e 76%. Nos ensaios de flexão, obteve-se, respectivamente, os valores de MOR (módulo de ruptura) 105 MPa, 104 MPa e 107 MPa, e os valores de MOE (módulo de elasticidade) 16088 MPa, 16037 MPa e 13037 MPa, para as madeiras in natura, tratadas com CCA e termorretificadas, respectivamente. As porcentagens de delaminação permaneceram dentro do limite de 4% estabelecido pela ABNT NBR 7190-6 (2022) com porcentagem de ruptura na madeira superior a 50% indicando a boa eficiência na colagem nas três situações, sendo que as vigas termorretificadas apresentaram menor MOE. As análises estatísticas indicaram que as amostras tratadas tiveram melhores resultados de qualidade de colagem em relação as amostras in natura.
Aplicação de machine learning para mapeamento de regiões de estabilidade: Análise da performance do modelo através de ajuste de hiperparâmetros e threshold
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 0024-08-22) Neto, Giovana Ramon Luiz ; Oliveira, Rafael Sfair ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O número de exoplanetas cresce a cada ano e o mapeamento das regiões de estabilidade ao redor desses corpos é um estudo significativo, uma vez que leva a identificação da presença de potenciais satélites e sistemas de anéis. A fim de realizar essa investigação, usualmente são empregados conjuntos de simulações numéricas de N-corpos, caros computacionalmente. O objetivo principal deste trabalho foi aplicar modelos de Machine Learning para classificar mapas de regiões de estabilidade ao redor de sistemas planetários hipotéticos em órbitas do tipo-S. Foram desenvolvidas 100.000 simulações numéricas adimensionais do problema de três corpos (estrela-planeta-partícula) através do integrador Rebound/IAS15. Cada sistema explorava nove características diferentes, incluindo os elementos orbitais da partícula e do planeta, assim como a razão de massa do sistema. As simulações foram classificadas como instáveis ou estáveis e a amostra construída foi utilizada como conjunto de treino para os modelos de Machine Learning. Foram empregados cinco algoritmos diferentes de Machine Learning, e o melhor desempenho foi alcançado pelo XGBoost, com uma accuracy igual a 98,48%, uma recall e precision equivalentes a 94% para partículas estáveis e de 99% para partículas instáveis. A análise foi estendida para o mapeamento da estabilidade da região da Sailboat, utilizando quatro conjuntos de simulações numéricas diferentes, cada um composto por 300.000 condições iniciais. O intuito dessa fração do trabalho, foi identificar o limite da existência da estabilidade da Sailboat para diferentes razões de massa, excentricidades do corpo perturbador, inclinações e argumentos do pericentro da partícula, confirmando o estudo presente na literatura e acrescentando novas investigações para o comportamento da região. Através do emprego do melhor modelo para o XGBoost, foi atingida uma accuracy superior a 97% para todos os casos avaliados. Os algoritmos de Machine Learning reduziram o tempo computacional gasto em simulações numéricas para o problema de três corpos em uma previsão de alguns minutos.
Análise comparativa das viabilidades técnica e ambiental de fibras ópticas de plástico de origem fóssil e renovável
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-05-28) Barreto, Rafaela Cilene Souza ; De Oliveira, José Augusto ; Santos, Mirian Paula ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O setor de telecomunicações e toda a infraestrutura capacitada por fibras ópticas têm ampliado sua presença global, acompanhando a rápida evolução da demanda da sociedade por informações e tecnologia. Enquanto as Fibras Ópticas de Vidro, do inglês, Glass Optical Fiber (GOF) são comumente utilizadas para propagar sinais a altas taxas e a longas distâncias, as Fibras Ópticas Plásticas, do inglês, Polymer Optical Fiber (POF) podem ser uma vantajosa alternativa em comunicações a curtas distâncias, no entanto, sua fabricação tem sido realizada a partir de fontes fósseis, o que acarreta alto potencial de impactos ambientais negativos ao longo do seu ciclo de vida. Uma oportunidade para a superação desta adversidade é a utilização de biopolímeros de fontes renováveis. O poli(metacrilato de metila) (PMMA) é altamente utilizado na fabricação de POFs, devido a sua alta transparência, durabilidade e relação custo benefício. Para que o PMMA de origem renovável possa substituir o PMMA de origem fóssil, o mesmo deve apresentar uma transparência compatível ao PMMA de origem fóssil. O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho ambiental entre dois tipos de fibras ópticas, sendo uma constituída por um núcleo de PMMA de origem fóssil e outra por um núcleo de PMMA de origem renovável, e se possível, avaliar o seu desempenho tecnológico. As avaliações iniciaram com o processo de caracterização de duas amostras de materiais fósseis e duas amostras de materiais renováveis, destas amostras foram confeccionados filmes e pré-formas para a posterior fabricação de fibras, logo após foi realizado um teste de biodegradação, que de acordo com seu resultado, detectou-se a necessidade da realização uma análise de ângulo de contato. Os resultados da caraterização por espectroscopia vibracional no infravermelho por transformada de Fourier, do inglês Fourier Transform Infrared (FTIR) mostraram alta similaridade entre os materiais. A espectroscopia no ultravioleta-visível permitiu constatar que os materiais não apresentam transições eletrônicas na região de interesse (530 nm, 573 nm e 650 nm). A calorimetria exploratória diferencial para as amostras de PMMA de origem renovável revelou uma temperatura de transição vítrea menor do que a relatada na literatura, que podem estar relacionadas com a adição de plastificantes. Já a termogravimetria revelou que as amostras de origem renovável apresentam picos mais alargados do que as amostras de origem fóssil, sendo um indicativo de ocorrerem mais de uma reação de decomposição simultaneamente, porém em velocidades diferentes. Como conclusão, foi possível observar que o PMMA de fonte fóssil e renovável apresentam estruturas semelhantes, tornando assim o material um candidato com alto potencial para a substituição na construção de uma POF.
Equipamento assistivo modular para reabilitação motora de membros inferiores
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-07-10) Condori, Victor Raul Huaman ; Silva, Fernando de Azevedo ; Rosado, Victor Orlando Gamarra ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
As Tecnologias Assistivas são recursos tecnológicos desenvolvidos para melhorar o desempenho funcional e aprimorar habilidades, promovendo a autonomia e independência do ser humano. No contexto da reabilitação motora, essas tecnologias desempenham um papel essencial na recuperação de pacientes com dificuldades de movimento. No entanto, a complexidade e o custo elevado desses recursos frequentemente limitam o acesso para uma grande parte da população. Este estudo desenvolve uma solução acessível e eficiente para reabilitação motora. O objetivo deste estudo consiste em projetar um equipamento assistivo modular voltado para a reabilitação dos membros inferiores de pacientes com dificuldades de locomoção ou mobilidade temporariamente reduzida. O método aplicado abrange o dimensionamento e a integração de mecanismos Openbuilds (um conjunto de componentes mecânicos que permitem a construção de máquinas e projetos de automação) com sistemas eletropneumáticos. Os sistemas eletropneumáticos são controlados por uma placa de Arduino Mega 2560, que envia sinais às válvulas direcionais controladas por solenoides, permitindo o acionamento dos atuadores pneumáticos. A modelagem e animação do equipamento, simulando um paciente em fase de reabilitação foram desenvolvidas no ambiente do Inventor Studio, utilizando o software Autodesk Inventor 2024. O equipamento é composto por quatro módulos de reabilitação: o primeiro atende os joelhos com movimentos de flexão e extensão; o segundo atende o quadril com movimentos de abdução e adução; o terceiro atende o quadril com movimentos de flexão e extensão; e o quarto atende os tornozelos com movimentos de flexão dorsal e flexão plantar, tendo como resultado deste estudo a solução accessível e eficiente na reabilitação motora. Os testes experimentais demonstram que o sistema eletropneumático, realiza um processo de terapia para cada módulo de reabilitação, configurado para três sessões de 20 ciclos, com intervalos de descanso de 1 minuto entre as sessões. Por tanto, este estudo oferece tecnologia social accessível, promovendo a inclusão social de indivíduos com disfunções motoras. As limitações do trabalho incluem a necessidade de testes clínicos mais extensivos para validar a eficácia em ambientes reais de reabilitação.
‬ Pirólise lenta catalítica in-situ do bagaço de cana-de-açúcar usando catalisadores alcalinos
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-12-15) Pereira, Ana Helena de Campos ; Luna, Carlos Manuel Romero ; Ávila, Ivonete ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A biomassa é atualmente usada como fonte de energia renovável. O aproveitamento da biomassa através da pirólise tem o potencial de produzir biocombustíveis com alta densidade energética. A pirólise de biomassa é o processo de decomposição térmica da biomassa em meio inerte, gerando três produtos distintos, sendo: um sólido (biochar), um líquido (bio-óleo) e um gás (gás pirolítico). Existem alguns tipos de pirólise, entre eles a pirólise rápida e a pirólise lenta. A pirólise lenta é voltada para a produção de biochar, porém produz uma quantidade significativa de bio-óleo. O bio-óleo produzido pelo processo de pirólise lenta apresenta uma série de desvantagens tais como, o elevado teor de água, a acidez e a composição química muito variável, fatores que dificultam o seu uso e sua comercialização como um biocombustível, tornando-o um resíduo neste processo. Assim, foi proposto o uso de catalisadores durante a pirólise como uma tentativa de resolver ou minimizar estes problemas. Existem duas configurações possíveis no processo de pirólise catalítica, a configuração Ex-Situ, a qual o catalisador não tem contato direto com a biomassa e a In-situ, que consiste na mistura direta da biomassa com o catalisador, situação que deixa o processo mais simples. A literatura recente apresenta diversos trabalhos sobre pirólise catalítica, porém há pouca referência quanto ao uso de catalisadores alcalinos na pirólise lenta. No contexto brasileiro, a aplicação da pirólise catalítica do bagaço de cana-de-açúcar mostra-se relevante, devido à grande produção de etanol oriunda da cana-de-açúcar e à possibilidade de se produzir biocombustíveis além de se valorizar o bio-óleo produzido por pirólise lenta que normalmente é descartado como resíduo. Dessa forma, este projeto de mestrado propõe um estudo da pirólise lenta catalítica do bagaço de cana-de-açúcar usando catalisadores alcalinos, visando a melhora da qualidade do bio-óleo, assim como, dos outros produtos derivados da pirólise.
Barreiras à aplicação de medidas de conservação de energia na indústria: um survey do Brasil
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-07-04) Silva, Mauricio Bueno da ; Faria Neto, Antonio ; Lotufo, Francisco Antonio
A energia é peça chave no impulsionamento das economias industriais e, ao longo do tempo é possível perceber um aumento no consumo mundial que traz consigo consequências negativas como o aumento na emissão dos gases do efeito estufa e a insegurança no seu fornecimento. Por ser um grande consumidor de energia, se faz importante que o setor industrial busque formas de reduzir seu consumo sem afetar o crescimento econômico. Sendo assim a adoção de tecnologias energeticamente eficientes (TEEs) foram apontadas como uma das principais opções para atingir esse objetivo. Há uma expectativa de melhoria na eficiência energética do segmento industrial no longo prazo, devido a adoção das TEEs. No entanto, é fundamental a elaboração de políticas e criação de investimentos em medidas de eficiência energética. Apesar dos benefícios na implementação de TEEs e do escopo disponível para a adoção de tais medidas pela indústria, tem sido difícil convencer as partes interessadas a implementarem-nas em sua extensão plena devido à prevalência de fatores críticos e limitantes, conhecidos como barreiras. Assim, para promover a adoção das TEEs no segmento industrial, é importante superar as barreiras existentes. No entanto, antes de superar essas barreiras, é necessário conhece-las. Portanto, o objetivo dessa pesquisa é identificar as barreiras que impedem a adoção de TEEs no segmento industrial do Brasil. . Para atingir esse objetivo, esta pesquisa realizou bibliográfica em 96 artigos reunidos na base de dados SCOPUS, e foram encontradas 27 barreiras à adoção de TEEs, classificadas em oito grupos, denominados: Econômico,Comportamental, Organizacional, Informação, Técnico, Tecnológico, Governamental, e de Mercado. A partir desses resultados, foi possível destacar aquelas de maior relevância e as tendências emergentes ao longo do tempo. Além disso, uma análise da distribuição geográfica e setorial das barreiras foi desenvolvida, oferecendo assim uma visão abrangente das áreas onde as barreiras identificadas são mais impactantes. Posteriormente, as barreiras identificadas foram submetidas ao julgamento de especialistas brasileiros, a fim de capturar a sua importância para a realidade nacional, por meio de um questionário estruturado. Um total de 171 questionários foram respondidos por profissionais com alguma formação acadêmica ou experiência profissional relacionada à adoção da TEEs no segmento industrial. Como resultado, percebeuse que os respondentes atribuíram alta importância a todas as barreiras, sem grandes diferenças significativas nas pontuações. A partir disso, foi possível desenvolver uma análise mais aprofundada com base nas características dos entrevistados (formação acadêmica, ramo de atividade industrial, segmento industrial, meio de aquisição de conhecimento, e atualização recente sobre o tema), o que revelou diferenças significativas nas percepções dos respondentes. Como contribuição, ressalta-se que os resultados da pesquisa contribuíram não apenas com a identificação das principais barreiras enfrentadas no segmento industrial. Mas, também oferecem uma base sólida para direcionar políticas e medidas específicas para superar as barreiras identificadas, promovendo assim uma adoção mais ampla e eficaz das TEEs no segmento industrial do Brasil.
Análise da participação feminina em engenharia no Brasil
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-05-27) Francisco, Bruna Camila ; Rizol, Paloma Maria Silva Rocha
A busca pela equidade de gênero é uma prioridade global, evidenciada pelos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU. Este estudo focaliza a participação feminina nos cursos de Engenharia no Brasil, usando dados do Exame Nacional de Desempenho dos Estudantes (Enade) de 2004 a 2019. Por meio de análises estatísticas descritivas, investigou-se a evolução ao longo do tempo, observando os anos de 2005, 2008, 2011, 2014, 2017 e 2019. Os resultados revelaram um aumento gradual de 10 pontos percentuais na representatividade feminina em 15 anos, evidenciando persistência nas disparidades de gênero no campo da Engenharia. Enquanto a engenharia química tem 56% de mulheres, áreas como engenharia elétrica e computação têm apenas cerca de 10% de adesão feminina. A região Sudeste lidera em presença de estudantes de engenharia, com o Norte apresentando a menor representatividade, embora o Acre se destaque com 41% de mulheres na engenharia. Desigualdades raciais também foram destacadas, com mulheres brancas mais representadas e negras significativamente sub- representadas, com apenas 5% de média. Além disso, foram explorados aspectos sociais, demográficos e de percepção de gênero nos diversos cursos de Engenharia. Os questionários do projeto Elas na Iniciação Científica, em colaboração com o British Council e a Fundação Carlos Chagas, visam incentivar a participação feminina nas áreas STEM. Esse objetivo está alinhado à missão da Pró-reitoria de Extensão Universitária e Cultura (PROEC) da UNESP, que coordena atividades de extensão e cultural para promover o engajamento da universidade com as necessidades sociais e culturais. Os resultados dessa iniciativa forneceram informações relevantes para compreender a experiência das mulheres nessas áreas e contribuíram para o desenvolvimento de estratégias eficazes de inclusão e apoio. Complementando a pesquisa, foi elaborada uma análise bibliométrica utilizando os artigos mais citados indexados na plataforma Scopus de 2015 a 2023. Essa análise permitiu identificar tendências e sugerir medidas para enfrentar a lacuna de gênero em STEM. Este estudo contribui para uma compreensão mais aprofundada do cenário atual e fornece subsídios relevantes para políticas e ações destinadas a promover a igualdade de gênero e o avanço das mulheres em áreas historicamente dominadas por homens.
Avaliação do uso de serious games em educação e treinamento corporativo: um case de montadora de veículos
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-04-15) Oliveira, Marcos Fonseca ; Rodrigues, Jose de Souza ; Muniz Junior, Jorge
No ambiente corporativo, é essencial promover uma cultura de aprendizado contínuo e inovação. Isso envolve encorajar os funcionários a buscarem novos conhecimentos, experimentar novas ideias e aprender com os erros. Mas como transmitir conhecimento de forma a engajar e motivar os participantes e garantir que o conhecimento foi adquirido? O uso de serious games vem sendo explorado com certa frequência no mundo acadêmico, porém existe pouca literatura científica quando o assunto é a sua aplicação no mundo corporativo. Esta pesquisa busca entender o impacto dos jogos na aprendizagem, na motivação, retenção e participação ativa do aluno envolvendo a solução de problemas e a interação com outras pessoas. A educação e o treinamento incrementam o conhecimento como ativo competitivo no mundo corporativo; para tanto, a pesquisa visa avaliar o uso de serious games para melhorar o processo de educação e treinamento de profissionais da operação. Cinco questionários foram desenvolvidos a fim de medir o nível de conhecimento pré e pós jogos, e aplicou-se o instrumento IMMS para medir o nível de atenção, relevância, confiança e satisfação dos alunos após a aplicação dos jogos e o levantamento dos estilos de aprendizagem de cada participante. Foram realizadas 28 dinâmicas, sendo 14 do serious game analógico e 14 do serious game digital, totalizando 173 participantes dos 3 turnos de trabalho e de variados perfis e áreas da empresa. A satisfação dos participantes apresentou um Grau de Favorabilidade de 97% para ambas as dinâmicas. Numa primeira avaliação, apenas 16,7% dos participantes tiraram nota acima de 7, enquanto 75,7% tiraram nota acima de 7 após a aplicação de serious games. Sustentamos que a aplicação de jogos analógicos deve ser ainda muito explorada pois estes proporcionam objetos tangíveis de interação física e pessoal, motivação e experiência além de outros aspectos que podem ser mais propícios à aprendizagem humana.
Propriedades eletroquímicas de nanoestruturas de paládio ancoradas em carbono (Pd/C) contendo diferentes frações mássicas de metal
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-05-07) Paiva, Elizabeth Leal Garcia de Paiva ; Ciapina, Eduardo Gonçalves ; Nakazato, Roberto Zenhei
Nanoestruturas de paládio ancoradas em carbono de elevada área superficial (Pd/C) possuem grande importância nas áreas de conversão e armazenamento eletroquímico de energia (Células a Combustível e Eletrocatalisadores para a geração de H2) e de sensores eletroquímicos. No entanto, a influência da quantidade de metal ancorado sobre o suporte nas propriedades eletroquímicas e eletrocatalíticas ainda não é compreendida. Neste trabalho, foi investigado o comportamento eletroquímico de eletrocatalisadores de Pd/C contendo diferentes frações mássicas de metal sobre carbono (previamente preparadas por métodos de síntese coloidais) em meio ácido (H2SO4 0,1 M) pela técnica da voltametria cíclica. Os resultados apontam a influência da quantidade de paládio ancorado em carbono frente aos processos de adsorção/dessorção de hidrogênio bem como na formação/redução de óxidos de Pd, à medida que se altera a quantidade de paládio ancorada sobre carbono. A razão entre as cargas oriundas dos processos de dessorção e de adsorção/absorção de H em função da fração mássica de metal indicou a presença de efeitos de difusão de H para a fase do carbono, conhecido como spillover de H, mais significativa para materiais de Pd/C com baixas frações mássicas de metal. Este efeito foi atribuído a uma maior distância interparticular. Além disso, estudos da alteração do potencial limite inferior sugerem que a formação de beta-PdHx não é significativa para potenciais até -0,25 V (vs. Ag/AgCl/Cl-) mas também é dependente da carga metálica, em que os materiais com maior fração mássica mostram quantidades maiores de H possivelmente inserido na estrutura do paládio. Os processos de formação/redução de PdO parecem ocorrer em menor escala quanto maior à fração mássica de Pd, o que pode estar relacionado à interações entre partículas. No global, esse estudo mostra que os processos superficiais que ocorrem em eletrocatalisadores de Pd suportados em carbono dependem da fração mássica e devem ser considerados para guiar o desenvolvimento de eletrocatalisadores mais ativos para reações de interesse em eletrocatálise e sensores eletroquímicos.
Avaliação da precisão do modelo de cálculo da norma ABNT NBR 7190-1:2022 para peças compostas de seção I
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-05-24) Leite, Murilo Augusto Veríssimo ; Molina, Julio Cesar ; Souza, Alexandre Jorge Duarte de ; não consta
No cenário atual, a madeira tem se tornado uma opção viável para o setor da construção civil, especialmente como elementos estruturais. Destacam-se as vigas de madeira maciça e compostas, que têm sido utilizadas em projetos residenciais, coberturas e pontes. Para garantir um melhor desempenho em situações de carga, as vigas compostas formadas por duas ou mais peças maciças de madeira são uma ótima alternativa. Esse tipo de viga apresenta duas opções de ligação: rígida (adesivo) ou flexível (pino). No sistema flexível (pinos,parafusos, pregos etc), as peças de madeira que compõem a seção sofrem um deslizamento entre si quando submetidas à flexão, o que não ocorre no sistema rígido. O deslizamento entre duas peças ocorre peça ação de uma força tangencial que atua na ligação entre elas, levando à deformação das superfícies de contato e, consequentemente, ao deslocamento relativo entre as peças, e que é quantificado pelo módulo de deslizamento (K). Esse parâmetro pode ser determinado por meio de equações analíticas ou por meio de ensaios experimentais. O objetivo deste trabalho consistiu em avaliar o comportamento de vigas compostas de madeira com seção transversal I com foco no sistema de conexão. Para tanto, foram fabricadas vigas de madeira da espécie Eucalyptus grandis utilizando os sistemas de ligação flexível (com pregos) e rígido (colado), a fim de comparar diferentes módulos de deslizamento obtidos por meio de quatro modelos distintos: o modelo da norma de madeira ABNT NBR 7190-1 (2022), de Ceccotti (1995), de Kuenzi (1955) e o experimental. Para as vigas confeccionadas foram avaliados os Estados Limite de Serviço (ELS) e os Estados Limite Último (ELU). Como resultado constatou-se que o modelo da norma ABNT NBR 7190-1 (2022) apresentou valores mais significativos de módulo de deslizamento, os quais proporcionaram verificações mais realistas no que se refere ao dimensionamento das vigas avaliadas seja no que se refere à análise das tensões nas regiões de maior solicitação do elemento como também em relação aos deslocamentos limites. Estatisticamente não foi identificado diferença significativa para os valores referentes as vigas com relação L/h≥21, para as de relação L/h<21, houve diferença.
Avaliação do potencial de economia de energia elétrica com o uso combinado de condicionador de ar e ventilador de teto
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-06-12) Costa, Jean Carlos Lourenço ; Faria Neto, Antonio ; Cassula, Agnelo Marotta ; Faculdade de Engenharia e Ciências de Guaratinguetá
Nos últimos anos o setor industrial foi alvo de medidas de conservação de energia, visto que era o setor responsável pelo maior consumo, entretanto, com o passar do tempo, o consumo de energia do setor de edificações tornou-se igualmente relevante, em 2019 o consumo de energia de edifícios residenciais, chegou a quase 36%. Estima-se que o setor de edificações seja responsável por 40% das emissões de gases de efeito estufa. No Brasil, em 2022 as edificações residenciais, comerciais e públicas consumiram quase 50% do total de energia, esse consumo, deve-se em grande parte à climatização de ambientes. O consumo excessivo de energia está fortemente correlacionado com os impactos das mudanças climáticas, porém limitar o consumo de energia, pode significar restringir o crescimento econômico do país. Assim, torna-se necessário achar um caminho para reduzir a demanda de energia sem restringir o crescimento econômico do país. Com isso, o objetivo geral desta pesquisa é avaliar o potencial de economia de energia elétrica proporcionada pelo uso combinado de condicionadores de ar e ventiladores de teto em um ambiente indoor na sua utilização convencional, sem sacrificar o conforto térmico dos ocupantes. Para isso será realizado um survey da sensação térmica dos ocupantes de uma sala de aula em duas condições distintas de climatização, uso exclusivo do condicionador de ar e uso combinado do ventilador de teto com o condicionador de ar, com termostato ajustado alguns graus acima do ajuste anterior. A diferença entre os ajustes do termostato será responsável pela economia de energia.
Imersão de calibre de Noether em modelos de spin-2 com quebra de simetria de Lorentz
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 0011-03-24) Douglas Willian Vieira ; Elias Leite Mendonça
No presente trabalho, é apresentado uma revisão das teorias de calibre de spin-1 que incorporam quebra de simetria de Lorentz. A investigação se inicia com o modelo de Carrol-Field-Jackiw, que contém uma estrutura tipo Chern-Simons acoplado com um vetor de fundo constante, agente responsável pela quebra da isotropia do espaço-tempo. Além disso, encontra-se um estudo sobre o método de redução dimensional aplicado ao modelo de Maxwell-Carrol-Field-Jackiw, proposto por Belich, Helayël e colaboradores. A partir desse procedimento, adquire-se um modelo massivo descrito no espaço-tempo planar, isto é, em 2 + 1 dimensões, e uma análise das relações de dualidade relacionadas a este modelo também é conduzida como parte do estudo. Um dos objetivos desta pesquisa é a generalização dessas discussões para o cenário de modelos auto-duais de spin-2 em 2 + 1 dimensões. Primeiramente, realiza-se uma redução dimensional no modelo de spin-2 com quebra de simetria de Lorentz. Desse procedimento emerge um modelo planar de terceira ordem nas derivadas. Com esse resultado em mãos, propõe-se um modelo auto-dual de primeira ordem com quebra de simetria de Lorentz para spin-2, e uma investigação a cerca das relações de dualidade que dão origem a novos modelos auto-duais com quebra de simetria de Lorentz é estabelecida.
Teorias de calibre e a descrição da interação gravitacional
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-08) Matzenbacher, João Miguel Batista ; Silva, Julio Marny Hoff ; Mendonça, Elias Leite
O artigo seminal de Hermann Weyl, publicado em 1929, e o trabalho subsequente dos físicos Chen Yang e Robert Mills em 1954, estabeleceram paradigmas para a descrição de três das quatro interações fundamentais da natureza: eletromagnetismo, força nuclear forte e força nuclear fraca. Essas publicações demarcam o início da interpretação das interações a partir de um ponto de vista geométrico, resultando nos domínios de definição das chamadas teorias de calibre. No ano de 1956 o físico Ryoyu Utiyama propôs o desenvolvimento de uma formulação geral das teorias de calibre para todos os grupos de Lie semi-simples, sendo capaz de abranger, inclusive, a interação gravitacional, obtendo a teoria da relatividade geral de Einstein a partir do processo. Contudo, apesar do sucesso do método em recuperar as formulações geométricas tanto do eletromagnetismo quanto das interações nucleares, o formalismo é alvo de críticas no que tange à sua extensão para a gravitação. Este é o contexto em que, no ano de 1961, Thomas Kibble propôs a construção da teoria de calibre para o grupo de Poincaré completo, demonstrando que os campos auxiliares, emergentes enquanto substrato do procedimento, podem ser associados às entidades que constituem os alicerces geométricos da teoria gravitacional de Einstein-Cartan, assumindo o papel de bases tétrades e conexão de spin. Dado o exposto, a presente dissertação se apresenta como um trabalho de revisão bibliográfica, cujo objetivo consiste na investigação minuciosa dos trabalhos de Utiyama e Kibble, responsáveis pela introdução da gravitação no panteão das teorias clássicas de campos.
Utilização do índice de intensidade energética para redução das tarifas de energia elétrica e de gás natural
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-11-10) Cunha Filho, Hélio Pereira ; Tuna, Celso Eduardo [ UNESP]
Os índices de intensidade de energia (IIE) são utilizados em todo o mundo como indicador de consumo de energia para a produção de qualquer bem. Uma vez que ele expressa o total consumido em unidades de energia por unidade de produção, o índice reflete exatamente quanto a empresa gasta em energia para produzir cada unidade. Este índice é comparado diretamente aos dos concorrentes e portanto reflete quanto pode ser trabalhado em melhoria da conservação de energia na unidade produtiva. Ressalta-se que a comparação pode ser feita diretamente entre os índices das empresas, mesmo que tenham escalas produtivas completamente diferentes, uma vez que se trata de um índice resumindo o total de energia gasto para a produção do bem (GJ/t), assim como o de consumo de combustível de um automóvel (km/l). Assim, este estudo teve como objetivo analisar a aplicação do IIE no uso dos conceitos da conservação de energia no setor siderúrgico e propor uma premiação, em forma de descontos nas tarifas de energia para as mesmas. Neste sentido, foram avaliadas as condições de consumo energético e a respectiva produção do setor através de levantamento de dados fornecidos pelas entidades responsáveis no Brasil. No desenvolvimento do trabalho avaliou-se que as variáveis envolvidas bem como as premissas para cálculo dos consumos de energia são fundamentais para que se chegue a resultados confiáveis, principalmente porque o IIE terá caráter comparativo, pois este é seu objetivo. Desta forma, os procedimentos de cálculo e premissas, tais como valores dos poderes caloríficos, limites de bateria, sub-geração de energia, são fatores fundamentais para embasamento dos cálculos. As propostas para premiação foram a forma mais conveniente encontrada e podem ser alteradas conforme condições vigentes. O mesmo se aplica aos meios de subsidio ressarcimento aos descontos aplicados as premiações, no caso de redução dos IIE. Por fim, a escolha do setor siderúrgico se deu pelo fato de existirem estudos bem desenvolvidos, detalhados e publicados pelo Ministério de Minas e Energia e Empresa de Pesquisa Energética, que é um órgão do referido Ministério. No âmbito mundial também existem trabalhos significativos, reportando os consumos em diversos setores siderúrgicos, de forma a aferir e estabelecer os índices do setor como um todo, comparando-os com outros países concorrentes no mercado mundial.

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