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10/09/2021

Lista Resolvida: Estudo de Caso – Novo mineroduto.

Estudo de Caso – Problematização – Calcular se haverá melhorias através do investimento em um novo mineroduto.

“ Na cidade de Mariana, antes de colocar a polpa de minério em sua nova linha de mineroduto, prevista no Projeto Terceira Pelotização, a Empresa de Mineração fez, em maio, um bombeamento com água, que fez as vezes do minério numa simulação do que seria a viagem de 300 km, passando por 27 cidades.
A intenção era checar a integridade da nova linha – considerada o maior mineroduto para transporte de minério de ferro do mundo, as estações de bombas e de válvulas, e ver se estava tudo certo para colocar em serviço o sistema, que significará elevar o volume transportado, dos atuais 16,5 milhões t/ano para 24 milhões t/ano.
Inaugurado no dia 11 de junho, o mineroduto impressiona pelos números: foram mobilizados 1.800 trabalhadores no pico das obras, mais de mil proprietários de terras que a empresa tiveram de indenizar e investimentos de cerca de R$ 750 milhões.
Esse é o segundo mineroduto da empresa, construído paralelamente ao primeiro. No primeiro, construído nos anos 70, a tubulação era de diâmetro 20”, do longo de 300 km.
Nesta nova linha, a tubulação, construída com chapas de aço API 5 LX-60, possui diâmetro de 14”. A diferenciação entre o antigo e o novo mineroduto, explica o gerente geral de engenharia e projetos da Samarco, Cláudio Salles, é porque a nova linha será dedicada somente para transportar a produção da nova usina de concentração. “Não seria necessária uma tubulação com diâmetro de 20” polegadas ”, afirma.
A viagem da polpa de minério de ferro se inicia em Mariana (MG) e vai até Ubu, no Espírito Santo. É em Matipó, ainda no estado mineiro, que fica a estação de bombas EB2, que impulsiona a lama para que ele consiga vencer a altitude de 1.180 m da Serra do Caparaó, ponto de maior elevação de todo o traçado do mineroduto. Em seguida há duas estações de válvulas, uma em Guaçuí e outra em Alegre, no Espírito Santo, que reduzem a velocidade da polpa. A viagem dura quase três dias, ou 66 horas, com a velocidade média de 1,8 m/s.’’

Texto acima adaptado da reportagem da Revista OE, 21 de outubro de 2011.

 

 Lista Resolvida: Estudo de Caso – Novo mineroduto

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21/08/2021

Atividade resolvida: Hidráulica e Hidrologia

[a] O abastecimento de água de um prédio é feito por uma tubulação, conforme o esquema a figura abaixo. Após passar por canos de seção reta A1, A2 a água segue por um cano de seção reta A3 até sair (ponto 4) para a caixa d’água localizada no alto do edifício. Entre as posições 1 e 2 na tubulação é colocado um manômetro que mede a diferença de pressão.
 
A altura do prédio é H=15m e o volume da caixa d’água é Vo= 12m³ 


 
 
 

[b] Considere uma placa deslocando-se sobre uma pequena lâmina de óleo sob a ação de uma força F=12 N, conforme mostra a figura abaixo. O óleo tem densidade 0,750 e viscosidade absoluta igual a 3.10³ Pa.s: 

a) Qual a tensão de cisalhamento produzida pelo fluido sobre a placa?
b) Qual a velocidade da placa móvel?

 
 

 
 
 
 Atividade resolvida: Hidráulica e Hidrologia

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16/03/2021

Lista resolvida de Dinâmica

A situação possui como premissas que um conjunto mecânico montado na Célula 1, onde passa a ter uma massa total de 980kg, deverá ser suspenso por uma talha fixada em um braço articulado e posicionada manualmente na Célula 2 para retrabalho. O operador não pode tocar no conjunto mecânico por regras de segurança e qualidade e deverá manipular o conjunto por meio de uma corda ou cabo que, em relação ao plano horizontal da conexão, está à 45 graus. Considerando ainda que ao movimentar o conjunto, este durante a suspensão de desloca em 3 graus do eixo vertical principal.

Atividade com Feedback Positivo

Para este caso o ponto de conexão da corda ou cabo é o ponto de análise. Realize o estudo da solução apresentando o diagrama de corpo livre, as condições de equilíbrio, calcule a tração na corda ou cabo para o içamento e para a manipulação manual; para a tração encontrada no cálculo considere um fator de 3x para o guia de posicionamento manual e de 5x para o içamento e apresente uma especificação de corda ou cabo indicando o fabricante e o modelo comercial.

Adote que estamos sujeitos à gravidade em 9,8m/s².

 

 

LISTA RESOLVIDA - DINÂMICA
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06/03/2021

Lista Resolvida de Biotecnologia: Enzimas

“As enzimas são moléculas proteicas, constituídas por polímeros de aminoácidos que apresentam a capacidade de diminuir a energia de ativação de uma reação química, acelerando consequentemente, a velocidade dessa reação. Consideradas como um dos pilares das diversas formas de seres vivos existentes, pois, ao controlar a velocidade das reações químicas que ocorrem no meio intracelular, promove o equilíbrio dinâmico da maquinaria dos organismos celulares.

Sendo catalisadores tão eficientes, as enzimas têm sido usadas para a síntese in vitro, tanto no laboratório experimental como na produção industrial.

A atividade das enzimas, muito sensível a diversos agentes químicos e físicos, é capaz de ser inibida de várias maneiras. Dentre os fatores que afetam a atividade enzimática, chamam a atenção: temperatura, concentração do substrato e a presença de inibidores que alteram a velocidade de atuação das enzimas”.

Fonte: JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia Celular e Molecular.9° ed. Rio de Janeiro. Guanabara Koogan.2013.

 

Atividade com Feedback Positivo




A determinação da atividade enzimática envolve a medida da velocidade da reação. A velocidade dessas reações varia com fatores diversos que podem influenciar diretamente na síntese do produto.


Em relação a atividade enzimática, elabore um breve texto sobre: 

1°) A influência da temperatura, substrato e dos inibidores na ação das enzimas.

2°) A ação da enzima em um determinado substrato e a necessidade de certas enzimas associar-se a   cofatores.


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20/02/2019

Inaugurada na China a maior ponte "impressa em 3D" do mundo

Engenheiros da Universidade Tsinghua, na China, inauguraram a maior ponte de concreto do mundo construída inteiramente pela técnica de impressão 3D.
A ponte para pedestres tem 26,3 metros de comprimento, 3,6 metros de largura e um vão livre de 14,4 metros.
A estrutura foi inspirada na antiga ponte Anji, em Zhaoxian, com uma estrutura de um único arco para suportar a carga.
Antes do processo de impressão da ponte, um modelo físico na escala 1:4 foi construído para realizar o teste de falha de estrutura, que provou que a resistência da ponte pode atender aos requisitos de carga para suportar pedestres lotando toda a ponte.
O sistema de impressão 3D de concreto foi desenvolvido pela equipe do professor Xu Weiguo, que automatiza todo o processo, do projeto arquitetônico até a composição do material e sua aplicação no canteiro de obras.
Os materiais de impressão são todos materiais compósitos formados por misturas de concreto e fibra de polietileno em várias proporções.
Segundo o engenheiro, o sistema tem três pontos de inovação principais, suficientes para lhe dar a "posição de liderança neste campo internacionalmente".
A primeira é a ferramenta de impressão que vai no braço do robô, que evita a obstrução no processo de extrusão e o colapso durante o empilhamento das camadas de concreto. A segunda é a integração total do sistema, partindo do projeto arquitetônico digital até a geração do caminho de impressão, o bombeamento de material, o movimento da ferramenta de impressão e o movimento do braço do robô. A terceira é uma fórmula única do material de impressão, um concreto pastoso com uma reologia estável.
A ponte inteira foi impressa por dois braços robóticos em 450 horas e custou apenas dois terços do orçamento para a mesma ponte ser construída pelas técnicas convencionais graças à eliminação de formas, barras de reforço e materiais de sustentação.
A ponte consiste de três partes: a estrutura do arco, os corrimãos e as calçadas. A estrutura principal contém 44 unidades de concreto impressas em 3D vazadas no tamanho de 0,9 x 0,9 x 1,6 metro. Os corrimãos e o pavimento também foram divididos em 68 e 64 unidades para impressão, respectivamente.
A ponte recebeu um sistema de monitoramento em tempo real incorporado, incluindo sensores de tensão de fios vibratórios e um sistema de monitoramento de deformação de alta precisão, que irá coletar dados de força e deformação da ponte em tempo real.
Esses dados serão usados no monitoramento do desempenho dos novos materiais de concreto utilizados e nas propriedades mecânicas estruturais dos componentes de impressão, disse Weiguo.
Fonte: Inovação Tecnológica/Portal CIMM

05/02/2019

Lista resolvida: O que é o Sistema Binário?

Todo computador possui um conjunto de instruções que seu processador é capaz de executar. Essas instruções, chamadas de código de máquina, são representadas por sequências de bits, normalmente limitadas pelo número de bits do registrador principal da CPU.

O sistema binário é um sistema de numeração em que todas as quantidades que se representam com base em dois números, com o que se dispõe das cifras: zero e um (0 e 1).

Em computadores digitais trabalham internamente com dois níveis de tensão, pelo que o seu sistema de numeração natural é o sistema binário. Com efeito, em um sistema simples como este é possível simplificar e calcular, com o auxílio da lógica booleana. Em computação, chama-se um dígito binário (0 ou 1) de bit. Um agrupamento de 8 bits corresponde a um byte.

Um agrupamento de 4 bits é chamado de nibble. O sistema binário é base, que permite fazer operações lógicas e aritméticas usando-se apenas dois dígitos ou dois estados (sim e não, falso e verdadeiro, tudo ou nada, 1 ou 0, ligado e desligado).

Toda eletrônica digital, computação e programação está baseada nesse sistema binário e na lógica de Boolean, que permite representar por circuitos eletrônicos digitais (portas lógicas) os números, caracteres, realizar operações lógicas e aritméticas. Os programas de computadores são codificados sob forma binária e armazenados nas mídias (memórias, discos, etc.)

Todo computador possui um conjunto de instruções que seu processador é capaz de executar. Essas instruções, chamadas de código de máquina, são representadas por sequências de bits, normalmente limitadas pelo número de bits do registrador principal da CPU.

As instruções correspondem a seqüencias muito simples de operações, como transferir um dado em memória para a CPU ou somar dois valores e são normalmente interpretadas por micro-código.

Um programa em código de máquina consiste de uma sequência de números que significam uma sequência de instruções a serem executadas. É normal a representação da linguagem de máquina por meio de números (opcodes) constantes e variáveis em sistema binário ou sistema hexadecimal. Alguns computadores também têm seu opcodes representados no sistema octal.

Microprocessadores tem normalmente seus códigos de operação como múltiplos de 2, 8 e 16, pois usam arquiteturas com registradores de 8,16,32,64 ou 128 bits em 2006. Porém, existem máquinas com registradores de tamanho diferente.

Os programas de computador raramente são criados em linguagem de máquina, mas devem ser traduzidos (por compiladores) para serem executados diretamente pelo computador. Existe a opção, em voga atualmente, de não executá-los diretamente, mas sim por meio de um interpretador, esse sim rodando diretamente em código de máquina e previamente compilado. Iniciamos os estudos conhecendo os números que possuem bases diferentes de 10 e situações onde esses sistemas numéricos são aplicados.

A Maria Gauss está realizando uma programação e precisa converter o valor 1843 (na base 9) para seu respectivo valor na base 2. Qual o procedimento para ser possível realizar essa conversão?

Com base neste conteúdo, resolva os itens a seguir inserindo toda a resolução do exercício, com o passo a passo e o resultado final.

a.) Colabore com Maria Gauss, apresentando o valor desejado e o método para essa conversão ser realizada.

b.) Maria Gauss detectou um erro na programação ao visualizar o valor 1100101 na base 2. Para ser possível concluir a programação com um resultado favorável é necessário adicionar o valor 5710 no valor indicado na base 10. Após correção indicada, qual é o valor na base 10 para a programação ser concluída de forma correta? Apresente o valor desejado e o método para essa conversão ser realizada.
Lista Resolvida - Sistema Binário
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19/12/2018

Internet das coisas já ajuda o produtor no campo

Sensores de diagnóstico existem em diversos tamanhos e formatos. Dependendo da aplicação, porém, certos sensores podem ser bem menos eficazes do que outros justamente devido ao seu tamanho. Para quem lida com tratores e máquinas agrícolas, observar isso é fundamental.

O sucesso do agronegócio está diretamente relacionado à operação consistente dos tratores e demais equipamentos usados no campo. É preciso garantir os melhores níveis de desempenho e segurança para que o proprietário obtenha o retorno adequado sobre seu investimento.

Por que monitorar?

Equipamentos agrícolas são empregados em ambientes agressivos; por isso, o monitoramento das condições de trabalho tornou-se um recurso essencial para o correto diagnóstico e manutenção desses ativos.

Variações de temperatura, pó e sujeira entupindo componentes e outros fatores de desgaste contribuem para o baixo rendimento dos equipamentos e podem causar danos significativos ao longo do tempo.

À medida que o mercado agrícola se torna mais competitivo, fazendeiros, equipes de manutenção e mecânicos procuram novas formas de reduzir custos.

Neste cenário, quem conseguir monitorar as reais condições de trabalho da máquina no campo poderá identificar o momento mais adequado para reparar ou substituir um componente. Uma estratégia confiável de monitoramento certamente ajudará a reduzir o volume de peças de reposição em estoque, minimizando rotinas desnecessárias de manutenção e tempo de inatividade.

Melhor sem fios
Ainda que os sistemas de monitoramento com fio sejam eficazes, seu uso em máquinas agrícolas não é recomendado, já que estas devem estar em movimento na hora de coletar os dados de desempenho.

Além disso, cabos soltos podem enroscar nas máquinas em operação e, como esses sensores devem ser instalados e removidos com frequência, os operadores perdem tempo carregando cabos, sensores e displays que ocupam muito espaço na cabine do trator. Contudo, hoje já existem sensores compactos sem fio que podem ser instalados em espaços reduzidos, inclusive mais próximos às áreas de interesse da máquina, de modo a permitir uma leitura mais precisa.

A boa notícia

Alguns desses sensores atendem aos conceitos de conectividade da Internet Industrial das Coisas (IIoT), que garantem o monitoramento consistente, nutrido por um volume de dados susbtancialmente mais robusto.

É possível parear esses sensores com tablets e celulares, para que os usuários analisem os dados remotamente, sem sair da cabine do veículo. Essa tecnologia é ideal para observar indicadores como a temperatura de trabalho ou a pressão do sistema hidráulico do trator.

É exatamente assim que funciona a solução da Parker formada pelos sensores compactos sem fio SensoNODE™em conjunto com o software SCOUT™. Com o monitoramento remoto em tempo real das condições de trabalho da máquina, agora o produtor agrícola já pode colher resultados otimizados ao final de cada safra.

SensoNODE Blue + software SCOUT

• Melhora a eficiência operacional
• Coleta dados em tempo real com maior precisão
• Gera análises mais completas
• Previne falhas e reduz custos de manutenção


Fonte: Parker Hannifin

11/05/2018

Richard Feynman: 4 passos para aprender tudo que você quiser.

Richard Feynman (1918-1988), ganhador do Prêmio Nobel de Física em 1965, garantia que existe uma tática simples que ajuda a entender qualquer tema. O próprio Feynman sempre foi reconhecido por essa característica entre os colegas: ele tinha muito talento para transformar explicações de coisas muito complexas em algo simples e fácil de entender. E seu entusiasmo para explicar os conceitos mais difíceis costumava contagiar quem estava por perto.




Richard Feynman dançando com sua mulher depois de receber o NobelDireito de imagemGETTY
Image captionRichard Feynman dançando com sua mulher depois de receber o Nobel

O que Feynman defende em sua técnica é que existem dois tipos de sabedoria: a que é focada em saber apenas o nome de algo e a que é focada em de fato saber algo. A receita para a real aprendizagem, segundo ele, é a última - e pode ser aplicada observando os quatro passos a seguir:

1) Escolha um conceito

Qualquer um que preferir. Pode ser um de macroeconomia, economia doméstica ou qualquer coisa que vier a cabeça. Seja química ou culinária, ou primeiro uma e depois a outra. E anote o conceito - o mais importante aí é desenvolver o raciocínio.

2) Escreva-o como se estivesse ensinando uma criança

Redija, então, tudo o sabe sobre esse conceito. Mas atenção: você precisa fazer isso da maneira mais simples possível. Escreva como se estivesse explicando para uma criança - ainda que isso pareça absurdo e desnecessário, é um passo muito importante. Assegure-se de que, do início ao fim, você esteja usando uma linguagem bem simples. Além disso, evite jargões e expressões prontas que partam do pressuposto de que você já sabe o conceito delas. Explique cada detalhe de tudo e não caia na tentação de omitir algo que, na sua visão, está subentendido.

3) Volte no tema e pesquise sobre ele

No passo anterior, provavelmente você encontrou lacunas no seu conhecimento. Coisas que você esqueceu e que não conseguiu explicar. E esse é o momento em que você começa realmente a aprender. Volte à fonte de informações sobre esse tema e pesquise o que ainda falta entender. E, quando você achar que cada subtema está claro, tente escrever no papel a explicação para ele de uma maneira que até uma criança entenderia. Quando você se sentir satisfeito e estiver compreendendo tudo o que antes estava confuso, volte à redação original e continue escrevendo as explicações nela.

4) Revise e simplifique ainda mais

Depois de passar por todas essas etapas, revise o que escreveu e simplifique. Certifique-se novamente de que não usou nenhum jargão associado com o tema que está te intrigando. Leia tudo em voz alta. Preste atenção para perceber se está tudo exposto da maneira mais clara possível. Se a explicação não for simples ou se soar confusa, interprete isso como um sinal de que você não está entendendo algo. Crie analogias para explicar o conceito, porque isso ajuda a esclarecer tudo na sua cabeça e é a prova de que você está realmente dominando aquele tema.

Fonte: http://www.bbc.com [com adaptações].

09/05/2018

Ligas de alumínio com força comparável aos aços inoxidáveis vão revolucionar as indústrias automobilística e aeroespacial.


Depois de alcançar os extremos em termos de densidade - um alumínio superdenso e outro alumínio tão leve que flutua na água - agora os metalurgistas obtiveram uma liga de alumínio tão forte que rivaliza com a resistência do aço inoxidável.
"Ligas de alumínio leves e de alta resistência, com força comparável aos aços inoxidáveis, vão revolucionar as indústrias automobilística e aeroespacial," disse o professor Xinghang Zhang, da Universidade Purdue, nos EUA.
Normalmente as ligas de alumínio são leves e macias - em termos metálicos - e apresentam uma resistência mecânica baixa. Mas a equipe de Zhang descobriu duas técnicas capazes de alterar a microestrutura do alumínio para conferir-lhe maior resistência e ductilidade.
Alumínio superforte pode superar aço inoxidável
O alumínio foi alterado em nanoescala, nas fronteiras entre os grãos do cristal - uma operação que ocorre, basicamente, em nível atômico. 
[Imagem: Sichuang Xue et al. - 10.1038/s41467-017-01729-4]

O novo alumínio de alta resistência tornou-se possível pela introdução de "falhas de empilhamento", que são distorções na estrutura do cristal - e essas distorções influenciam fortemente as características mecânicas dos metais e ligas.
A rede cristalina de um metal é constituída por sequências repetitivas de camadas atômicas. Se faltar uma camada, diz-se que há uma falha de empilhamento. Além disso, podem ocorrer as chamadas "fronteiras gêmeas", consistindo em duas camadas de falhas de empilhamento.
Embora sejam fáceis de serem produzidas em metais como cobre e prata, essas distorções são difíceis de serem introduzidas no alumínio devido à sua alta "energia de falha de empilhamento". A equipe apostou então em um tipo específico de falha de empilhamento, chamada de fase 9R.
"Você precisa introduzir nanofronteiras gêmeas e fases 9R no alumínio nanogranulado para aumentar a força e a ductilidade e melhorar a estabilidade térmica," disse o professor Zhang.
E foi exatamente isto o que ele e sua equipe descobriram como fazer - e de duas maneiras diferentes.
Pulverização com metal
A primeira técnica consiste na indução de fases 9R no alumínio - simples ou gêmeas - por choque, o que foi feita bombardeando filmes de alumínio ultrafinos com microprojéteis minúsculos de dióxido de silício.
Na segunda técnica, a fase 9R e as fronteiras gêmeas foram induzidas no alumínio não por choque, mas pela introdução de átomos de ferro na estrutura do cristal de alumínio através de um processo chamado pulverização magnetrônica, ou pulverização catódica.
Esta última abordagem é particularmente promissora porque, como o ferro também pode ser introduzido no alumínio usando outras técnicas, como a fundição, ela poderá ser ampliada do laboratório para aplicações industriais.
"Estes resultados mostram como fabricar ligas de alumínio que são comparáveis, ou mesmo mais resistentes, do que os aços inoxidáveis. Há um grande potencial de impacto comercial nesta descoberta," finalizou Zhang.

Bibliografia:

High-Strength Nanotwinned Al Alloys with 9R Phase
Qiang Li, Sichuang Xue, Jian Wang, Shuai Shao, Anthony H. Kwong, Adenike Giwa, Zhe Fan, Yue Liu, Zhimin Qi, Jie Ding, Han Wang, Julia R. Greer, Haiyan Wang, Xinghang Zhang
Advanced Materials
Vol.: 8, Article number: 1653
DOI: 10.1002/adma.201704629

High-velocity projectile impact induced 9R phase in ultrafine-grained aluminium
Sichuang Xue, Zhe Fan, Olawale B. Lawal, Ramathasan Thevamaran, Qiang Li, Yue Liu, K. Y. Yu, Jian Wang, Edwin L. Thomas, Haiyan Wang, Xinghang Zhang
Nature Communications
DOI: 10.1038/s41467-017-01729-4
SITE INOVAÇÃO TECNOLÓGICA. Alumínio superforte pode superar aço inoxidável. 30/01/2018. Online. Disponível em www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=aluminio-superforte-superar-aco-inoxidavel. Capturado em 07/05/2018.

26/11/2015

Termodinâmica: Lista Resolvida 3


1. Num recipiente de 10 L são misturados 3 L de oxigênio a 37 OC, sob pressão de 4 atm, e 5 L de nitrogênio a 77 OC, sob pressão de 2 atm. Determine a pressão total da mistura a 27 OC.  

2. Num cilindro de aço de um extintor de incêndio de capacidade igual a 5 L estão contidos 60 g de gás CO2 a 0 OC. Sabe-se que a 0 OC a velocidade média das partículas do CO2 é igual a 400 m/s. Determine a pressão, em atmosferas, indicada no manômetro acoplado ao cilindro do extintor. Admita que o CO2 comporta-se como um gás perfeito.  

3. Um ciclo de Carnot opera entre as temperaturas de 500 K (fonte quente) e de 300 K (fonte fria). A máquina (ideal) recebe por ciclo 1,5.103 J da fonte quente. Qual é a quantidade de energia que a máquina devolve à fonte fria, por ciclo?  

Lista Resolvida 3 Termodinâmica

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