Resumo em Português:

A mina do Guaju, no Estado da Paraíba, produz variados tipos de concentrado de zircão, como subprodutos do beneficiamento de dunas litorâneas. O Concentrado de Zirconita B é um dos tipos e é considerado de baixa qualidade, devido a ocorrência de inclusões minerais em cerca de 28% dos grãos de zircão. Com o objetivo de tornar a matéria-prima um produto de qualidade superior, desenvolveram-se estudos mineralógicos em microssonda analítica e uma rota de beneficiamento mineral, em nível de bancada, que incluiu processos de separação magnética e eletrostática, aquecimento em forno de microondas, moagem e peneiramento. Os resultados indicaram que os principais minerais que compõem as inclusões são pirrotita, biotita, quartzo, ilmenita e apatita. Indicaram também que os processos geraram produtos e subprodutos que incorporaram uma valorização comercial de 77% em relação à matéria-prima original, com uma perda mássica de 12%. Esses valores indicaram que a rota para a remoção das inclusões minerais teve êxito, mas há desafios operacionais e econômicos a serem considerados pela empresa, caso se decidir implantá-la industrialmente.

Resumo em Inglês:

The Guaju mine, Paraíba State, produces different types of zircon concentrate, as a by-product of coastal dunes treatment. The denominated Concentrate Zirconita B is one of the products. It is considered low quality, due to the occurrence of mineral inclusions in about 28% of the zircon grains. Mineralogical characterization studies in an electron microprobe were carried out. A schematic of mineral treatment was developed on bench scale, including the processes of magnetic and electrostatic separation, heating in microwave oven, grinding and sizing. The results indicate that the main minerals that take part in the inclusions are pyrrhotite, biotite, quartz, ilmenite and apatite. They also show that the treatment processes generate products and by-products that incorporate a commercial valorization of 77% in relation to the original raw material, with a 12% mass loss. The flowsheet studied indicates very good results, but there are operational and economical challenges to be considered by the company, to implant the processes in the industrial operations.

Resumo em Português:

A mineração subterrânea pode afetar o ciclo hidrológico, especialmente a circulação da água de infiltração de uma dada região. Em particular, o nível de água pode ser modificado, refletindo-se no meio ambiente circundante. Em programas de monitoramento de água subterrânea, o mapeamento do nível de água é parte fundamental. O mesmo ajuda na determinação da direção de fluxo da água subterrânea, identificação de zonas de recarga e avaliação da dispersão de contaminantes. A posição do nível de água subterrânea apresenta correlação, entre outros fatores, com a topografia da superfície, informação de fácil aquisição e baixo custo. Nesse trabalho, apresenta-se a cokrigagem colocada como uma técnica vantajosa para o mapeamento do nível de água, combinando leituras em piezômetros com a informação densamente conhecida da topografia. A metodologia é ilustrada por estudo de caso em uma mina subterrânea de carvão.

Resumo em Inglês:

Underground mining can affect the hydrological cycle, mainly groundwater flow. Particularly, water table can be modified, affecting the surrounding environment. In groundwater monitoring programs, water table mapping is one of most important issues. It helps in determining groundwater flow direction, identifying recharge and discharge zones and in evaluating contaminants dispersion. Water table position is related, among other factors, with the surface topography, easily obtainable data at low cost. In this study collocated cokriging is presented as an appropriate procedure to combine exhaustively known topographical information with water level readings at piezometers to map the water table. A case study in an underground coal mine illustrates the methodology.

Resumo em Português:

As células de carga de impacto são usadas no cálculo de parâmetros importantes que caracterizam a deformação e a fratura de partículas individuais, incluindo a resistência, a energia específica de fratura e a rigidez de partícula. Nessa segunda parte do artigo, é analisada a influência da velocidade de impacto e do teor de umidade nas medidas. É demonstrado que as células de carga de impacto do LTM/COPPE permitem obter resultados consistentes de fratura de partículas em um intervalo amplo de tamanhos de interesse na cominuição.

Resumo em Inglês:

Impact load cells are used in calculating important parameters that characterize deformation and fracture behavior of individual particles, which include particle strength, particle fracture energy and particle stiffness. In this second part of the paper the influences of impact velocity and moisture content are analyzed. It is demonstrated that the impact load cells available at LTM/COPPE make it possible to obtain consistent particle fracture data over a wide range of sizes of interest in comminution.

Resumo em Português:

Os pesquisadores do IPT desenvolveram know-how para correlacionar os resultados laboratoriais de ensaios de desgaste de corpos moedores diretamente à indústria, por meio de constantes pesquisas e trabalhos realizados em parceria com o setor mínero-metalúrgico. Os ensaios padronizados em escala-piloto, com diferentes tipos de bolas de moinho, de ferros fundidos brancos de alto cromo e de aços temperados, nos quais avaliam-se as taxas e os micromecanismos de desgaste destas, fornecem uma correlação quantitativa direta com os resultados industriais. O presente trabalho teve como objetivo a caracterização dos corpos moedores para avaliação desse insumo adquirido de diferentes fornecedores para dar subsídio técnico às unidades de moagem industriais. As principais etapas foram: Determinação das curvas de polarização (avaliação do efeito de corrosão preferencial), Caracterização metalográfica (caracterização química e metalográfica das amostras de bolas) e Ensaio de desgaste (avaliação do desgaste dos corpos moedores em unidade-piloto contínua de moagem e classificação). Os resultados obtidos permitiram elaborar uma hierarquia de desempenho técnico.

Resumo em Inglês:

The Division of Metallurgy of IPT has been working for some years in studies of grinding media wear. Tests have been conducted using phosphate and iron ores, as well as quartz sand, representing the range of abrasivity usually found in practical applications.The pilot plant scale testing program was carried out testing balls made of steel and of different types of high chromium white cast irons, evaluating the wear rates and analyzing the wear micromechanisms of these balls. In that work, the objective was the validation of the wear evaluation method, comparing the results obtained in an industrial ball mill, grinding phosphate ore with those obtained running continuously the pilot-scale laboratory mill. Quantitative correlations between the perfomance of the grinding media in the industrial and the laboratory ball mills were obtained. The present work had for objective the characterization of the grinding media for evaluation of balls acquired from different suppliers. The main stages were: Determination of the polarization curves (evaluation of the preferential corrosion's effect), Metallographic characterization (chemical and metallographic characterization of the balls samples) and Wear tests (to evaluate the wear of the grinding media in a continuous milling and classification pilot scale plant). The results obtained allowed to elaborate a ball wear rate ranking. The final result is a validated testing method available for the industry to foresee the wear of grinding media for each type of ore, making possible the selection of suppliers as well as the development of the best alloy for each case, aiming to lower costs in the grinding process.

Resumo em Português:

A ventilação natural no interior das edificações proporciona condições favoráveis de conforto térmico aos ocupantes, além da melhoria da qualidade do ar interno. A eficiência da ventilação natural numa edificação está associada ao número, posição, tipo e tamanho das aberturas existentes para a passagem de ar e também à ação combinada das forças do vento e das diferenças de temperatura. No caso da construção de galpões industriais e edificações comerciais, é usual construir aberturas nas coberturas (lanternins), além daquelas aberturas nas fachadas, para se obter iluminação natural e também melhorar a ventilação natural. Nesse trabalho, estuda-se a ventilação natural em galpões utilizando lanternins. Apresenta-se uma modelagem matemática, associada com o conceito do índice de ventilação natural, para o cálculo da vazão de ar necessária para uma ventilação natural adequada em edificações e também para o cálculo das áreas das aberturas necessárias para suportar uma dada vazão. Ainda por meio de uma abordagem numérica, analisam-se o fluxo de ar no interior do galpão e o perfil da temperatura interna resultantes da simulação. Os resultados obtidos levaram em consideração o grau de conforto térmico necessário no interior do galpão e comprovam a abertura necessária do lanternim calculada para se alcançarem as condições internas de conforto.

Resumo em Inglês:

Natural ventilation inside constructions allows both favorable conditions for thermal comfort to the occupants and quality improvement of the internal air. The efficiency of natural ventilation in a building is associated to the number, position, type and size of the existing openings for the passage of air. It is also associated to the combined action of wind forces and temperature differences. In the case of building industrial hangars and commercial facilities, it is usual to construct openings in the roofs (skylight with an entrance and an exit), besides openings in the facades. This work focuses on the natural ventilation in hangars through the use of skylights in the roofs. It presents a mathematical modeling, associated with the concept of the natural ventilation index. A numerical simulation was used to analyse both the air flow inside the hangar and the internal temperature profile. The airflow and the temperature profile were obtained by simulation. The obtained results took into account the degree of necessary thermal comfort inside the hangar. The results present the necessary size of the opening to obtain adequate internal conditions of comfort.

Resumo em Português:

Esse artigo aborda a influência da configuração geométrica inicial na carga-limite de portais planos de aço, determinada empregando-se uma análise inelástica de segunda ordem baseada na aplicação do método da zona plástica. Essa configuração geométrica inicial inclui imperfeições como a curvatura inicial e o fora de prumo, que fazem parte dos requerimentos mínimos para se qualificar essa análise inelástica como avançada. Os passos necessários para desenvolver essa análise serão mostrados, incluindo a formulação, as exigências de cálculo e os exemplos utilizados nesse estudo. Finalmente, são apresentados as conclusões e um roteiro de análise, que podem auxiliar o engenheiro a estabelecer a configuração inicial mais crítica, a partir da qual pode-se determinar a carga-limite de um problema estrutural mais complexo.

Resumo em Inglês:

This paper studies the contribution of initial geometric configuration to the limit load defined by a second-order plastic-zone inelastic analysis applied to steel plane frames. This initial configuration must include geometric imperfections (out-of-straightness and out-of-plumb) that are required for qualifying the inelastic analysis as advanced one. The necessary steps to apply this analysis are shown, including formulation, requirements and the studied examples. Lastly, a step-by-step procedure and a conclusion are given, providing the critical initial configuration by which the engineer will define the limit load for more complex structural problems.

Resumo em Português:

Os perfis de aço formados a frio estão sujeitos a fenômenos de instabilidade, tanto local, quanto global, que influenciam na capacidade de carga do elemento comprimido. A utilização de enrijecedores pode aumentar a capacidade de carga e a eficiência desse elemento. Apresenta-se, nesse artigo, um estudo numérico de colunas de seções do tipo U enrijecido com enrijecedores intermediários na alma, submetidas à compressão axial. Os perfis adotados são seções comumente utilizadas como colunas (montantes) em sistemas construtivos industrializados constituídos de elementos metálicos pré-fabricados, conhecidos como Light Steel Frame. O estudo baseia-se em análises numéricas através do Método dos Elementos Finitos, onde são obtidos as cargas críticas e os respectivos modos de flambagem elástica das seções, através de análise linear, e são feitas avaliações do comportamento pós-flambagem das seções através de análise não-linear. Os comprimentos das colunas foram variados ao longo das séries analisadas, buscando-se identificar os fenômenos de instabilidade predominantes.

Resumo em Inglês:

Cold-formed steel sections are subject to instability phenomena, either local or global, which can influence the load capacity of compressed elements. The use of longitudinal stiffeners can provide increasing load capacity and element efficiency. This paper presents a numerical investigation of cold formed steel sections with web intermediate stiffeners, subjected to axial compression. The sections considered in this study are the channel ones commonly used as columns in residential Steel Framing Systems. The study is based on finite element method analysis, and the critical loads and respective elastic buckling modes are obtained through linear analysis. Non-linear inelastic analyses are conducted to obtain column ultimate-load capacity and to study its post-buckling behavior. Different column lengths were adopted throughout the analyses, to evaluate their behavior under the different types of local instability.

Resumo em Português:

Pós de titanato de bário foram produzidos por síntese hidrotérmica, a 220°C, por 20h, na forma estequiométrica pura e dopada com concentrações de lantânio entre 0,2 e 1,0mol%. Os pós foram caracterizados por difração de raios X e, em seguida, prensados a 3000kgf, na forma de pastilhas. As pastilhas foram sinterizadas ao ar a 1250ºC por 5h e caracterizadas por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e impedanciometria complexa

Resumo em Inglês:

Barium titanate powders were produced by hydrothermal synthesis, at 220ºC, for 20 hours, in stoichiometric composition and doped with lantanum varying from 0.2 to 1.0mol%.The powders were characterized by x-ray diffraction and then pressed at 3,000 kgf to form discs. The discs were sinterized on air at 1250ºC for 5 hours and characterized by x-ray diffraction, scanning electron microscopy and complex impedanciometry

Resumo em Português:

A transmissão de eletricidade na indústria usualmente implica altas correntes transportadas por grandes distâncias e, em alguns casos, como em fábricas de alumínio, o uso de altas correntes é essencial no processo de redução. As conexões entre os cabos de transmissão e os fornos elétricos são feitas com barramentos, que podem ser de apenas um tipo de metal, ou de dois diferentes tipos. Nesse processo de transmissão, a principal maneira de aumentar o desempenho do circuito é através da melhoria da condutividade na interface das juntas elétricas. Devido às necessidades de redução de custos e de simplificação dos procedimentos de manutenção, as interfaces nas juntas são apenas escovadas e pastas contutoras são pressionadas entre os metais em contato. O material mais comumente usado é uma pasta condutora de grafite de alto custo, a qual não é produzida por nenhuma companhia brasileira. Esse artigo apresenta uma pasta condutora inovadora, facilmente elaborada a partir de resíduos industriais e com baixo custo de produção, ao mesmo tempo apresentando melhor desempenho que a pasta de grafite.

Resumo em Inglês:

In industry, the transmission of electricity usually requires high currents transported for very long distances, and in some cases, such as in aluminum plants, the use of high currents is essential for the reduction process. The connections between the electrical furnaces and the transmission cables are made with busbars, which can be comprised of either one or two different types of metal. In this transmission process, the main method to upgrade electrical circuit performance is by improving conductivity at the joint interface. Due to the need to reduce cost and simplify maintenance procedures, the interfaces at the joints are simply brushed, and conductive pastes are pressed between the contacting metals. The material most commonly used is a high-cost graphite paste, which is not produced by any Brazilian company. This paper presents a novel conductive paste, easily elaborated from industrial residues, involving low-cost production, yet presenting better results than those obtained with the graphite paste.

Resumo em Português:

Materiais cerâmicos porosos a base de compostos de fosfatos de cálcio (CFC) vêm sendo estudados e desenvolvidos para várias aplicações biomédicas, tais como implantes, sistemas para liberação de drogas e fontes radioativas para braquiterapia. Dois tipos de hidroxiapatita e seus corpos cerâmicos foram caracterizados por uma combinação de diferentes técnicas (fluorescência e difração de raios X, espectroscopia no infravermelho, método BET, análise térmica e microscopia eletrônica de varredura) para avaliar suas características físico-químicas e microestruturais em termos da composição química, fases segregadas, microestrutura, porosidade e estabilidade química e térmica. Os resultados revelaram que esses sistemas apresentaram potencial para o uso como fontes porosas radioativas biodegradáveis capazes de serem carregadas com uma ampla faixa de radionuclídeos para o tratamento do câncer pela técnica de braquiterapia.

Resumo em Inglês:

Porous ceramic materials based on calcium phosphate compounds (CPC) have been studied aiming at different biomedical applications such as implants, drug delivery systems and radioactive sources for brachytherapy. Two kinds of hydroxyapatite (HAp) powders and their ceramic bodies were characterized by a combination of different techniques (X-rays diffraction and fluorescence, infrared spectrophotometry, BET method, thermal analysis, and scanning electron microscopy) to evaluate their physico-chemical and microstructural characteristics in terms of chemical composition, segregated phases, microstructure, porosity, and chemical and thermal stability. The results revealed that these systems presented potential for use as porous biodegradable radioactive sources able to be loaded with a wide range of radionuclides for cancer treatment by the brachytherapy technique.

Resumo em Português:

O objetivo desse artigo, em um primeiro momento, é uma melhor compreensão da vaporização em um ambiente magnetron reativo DC e as suas conseqüências, tais como o efeito da histeresis e o processo de instabilidade. A segunda parte desse trabalho está dedicada a um estudo de caso: o nitreto de alumínio. Filmes finos de nitreto de alumínio foram depositados por vaporização triodo reativa. Estudamos o efeito dos teores de nitrogênio, na descarga, e da voltagem RF(bias), no crescimento dos filmes de AlN em Si(100) depositados por vaporização triodo. A estequiometria e a orientação cristalina dos filmes de AlN foram caracterizadas por espectroscopia infravermelha em transformada de Fourier, difração de raios X e microscopia de elétrons secundários. Camadas densas e transparentes de AlN foram obtidas em altas taxas de deposição. Independentemente do conteúdo em nitrogênio na descarga, os filmes têm uma orientação (002), mas, para um teor de 10%, obteve-se a melhor cristalização.Uma relação linear foi observada entre o parâmetro de rede c (perpendicular à superfície do substrato) do AlN e as tensões compressivas planas.A aplicação de um "bias" RF ao substrato leva a uma textura (100) e os filmes tornam-se amorfos. Além disso, a tensão compressiva aumenta atingindo valores de até 8Gpa antes de diminuírem lentamente na medida em que o "bias" aumenta.

Resumo em Inglês:

The aim of this paper is first a better understanding of DC reactive magnetron sputtering and its implications, such as the hysteresis effect and the process instability. In a second part, this article is devoted to an example of specific application: Aluminium Nitride. AlN thin films have been deposited by reactive triode sputtering. We have studied the effect of the nitrogen contents in the discharge and the RF bias voltage on the growth of AlN films on Si(100) deposited by triode sputtering. Stoichiometry and crystal orientation of AlN films have been characterized by means of Fourier-transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction and secondary electron microscopy. Dense and transparent AlN layers were obtained at high deposition rates. These films have a (002) orientation whatever the nitrogen content in the discharge, but the best crystallised ones are obtained at low value (10%). A linear relationship was observed between the AlN lattice parameter "c" (perpendicular to the substrate surface) and the in-plane compressive stress. Applying an RF bias to the substrate leads to a (100) texture, and films become amorphous. Moreover, the film's compressive stress increases up to a value of 8GPa before decreasing slowly as the bias voltage increases.

Resumo em Português:

O mexilhão dourado ou Limnoperna fortunei é um organismo invasor que tem causado grandes prejuízos a sistemas de captação de água e usinas hidroelétricas, sendo que, mais recentemente, vem causando danos ao deslocamento de embarcações fluviais em águas do Pantanal Mato-Grossense. No presente trabalho, foi feito um estudo, em laboratório e em campo, de materiais antiincrustantes. A relação entre a força de desligamento do mexilhão dourado e a energia livre de superfície foi avaliada. Foram selecionados materiais com baixa energia de superfície como polímeros e alta energia de superfície como materiais metálicos. Qualitativamente, o desempenho do aço inoxidável e o desempenho do cobre, testados em laboratório e em campo, se apresentaram, relativamente, consistentes entre si e com dados da literatura. E, com os dados obtidos, percebe-se que há relação entre energia livre de superfície e o caráter antiicrustante do Limnoperna fortunei, mas, até o momento, não se pode afirmar que se trate de uma correlação linear, pois pode ser que outros fatores dos materiais estejam influenciando no comportamento dos organismos. Os dados sugerem, ainda, que a componente ligação de hidrogênio apresenta o principal efeito em termos de energia livre de superfície.

Resumo em Inglês:

The Golden Mussel or Limnoperna fortunei is an invading organism that has caused much damage to water supply systems and hydroeletric power plants, and more recently, it is also causing damage to boat transportation in the "Pantanal" waters of Mato Grosso. The present work, a laboratory and field study of the detachment force of the Golden Mussel, was carried on aiming at the understanding of its relationship with surface free energy and its components. The materials were chosen to cover an ample range of surface free energy, including materials with low surface energy, as polymers, and high surface energy, as the metallic materials. Qualitatively, the performance of stainless steel and copper, tested in the laboratory and field, are consistent with respect to literature results. A linear correlation between surface free energy and mussel detachement force was verified but with a poor correlation coefficient, the strongest effect being due to hydrogen bonds.

Resumo em Português:

Nos trabalhos de estimativa de reservas de petróleo, geralmente, assume-se que a variável aleatória porosidade do reservatório se distribui de acordo com o modelo Gaussiano. Desse modo, assume-se que o valor esperado da distribuição pode ser estimado por meio da média aritmética dos valores de porosidade obtidos a partir de análises de perfilagens e plugs em nível de poço. Isso implica que a distribuição Gaussiana é a melhor escolha para a modelagem dos dados dessa variável, mas nem sempre essa premissa é verdadeira. Nesse trabalho, ao se utilizarem dados reais de porosidade de uma camada de rocha reservatório do poço 3-NA-002-RJS da bacia de Campos, mostra-se que a distribuição logística é a que melhor se ajusta aos dados amostrais. Em tais casos, como ilustra a análise numérica, pode-se cometer erros significativos ao selecionar a média aritmética amostral como sendo o estimador da média populacional. Os resultados apontam que o uso inadequado do tipo de distribuição pode gerar impactos significativos nas estimativas das reservas recuperáveis, observando-se que a média aritmética tende a subestimar o P90 e a superavaliar o P10.

Resumo em Inglês:

In many papers dealing with estimation of oil reserves, engineers usually assume that well porosity can be modeled as a Gaussian distribution, that is, under this assumption the expected value of porosity can be estimated from the average porosity values from well log and petrophysical data. But, other distributions can be used to model local porosity when Gaussian distribution cannot fit sample data. In this paper, using actual porosity data of a 3-NA-002-RJS well from the Campos Basin, it is shown that for a selected interval, the logistic distribution fits the data better than other distributions and its expected value should be used to estimate the well porosities of the entire population. In such cases, as numerical analysis shows, using arithmetic mean instead of expected value may give rise to errors. The data shows that using an average as porosity estimator will overestimate the P90 and underestimate the P10 estimates.