Otimizadores de Combustíveis

Desde o momento em que os motores saem das fábricas, sejam eles movidos à gasolina, diesel ou óleos marítimos, depósitos de resíduos da combustão começam a se formar em diversas partes dos mesmos. Esses resíduos são inerentes ao processo de combustão, pois são misturas de diversos hidrocarbonetos, alguns deles mais pesados e, portanto, de queima mais difícil. 


Além disso, a própria geometria construtiva dos motores pode apresentar pontos em que a velocidade da mistura ar-combustível é mais baixa, proporcionando superfícies quentes nas quais os combustíveis líquidos tendem a se depositar, ocasionando a "carbonização". Assim, os motores vão aos poucos apresentando depósitos mais ou menos acentuados, de acordo com o ciclo de utilização.

Os motores são compostos por peças que possuem folgas médias de aproximadamente 5 microns, e a maioria das partículas presentes na atmosfera ou oriundos de desgastes são maiores do que este valor e se estas não forem removidas adequadamente vão provocar desgastes por abrasão, que por sua vez vão gerar mais partículas. As partículas, principalmente as metálicas, catalisam o processo de oxidação do lubrificante, acelerando sua degradação, e lubrificante degradado provoca desgaste nas peças do motor. 


A água ou mesmo a umidade, mesmo em volumes muito pequenos como 500 PPM, ou 0,05%, já são suficientes para afetar sensivelmente a vida útil do motor, por exemplo esta quantidade de água diminui em 70% a vida de um rolamento. O lubrificante oxidado em presença de água forma ácido potencialmente corrosivo. Além disso a água aumenta a viscosidade do lubrificante, provoca ferrugem, desgaste por cavitação, acelerando ainda mais a redução da vida do motor.


O enxofre em conjunto com a água forma ácidos fortes que corroem o motor, criam bactérias e fungos, mais ácidos, tiram o poder lubrificante e destroem o motor. Além da necessidade de se utilizar lubrificantes que já vêm formulados com "anticorrosivos", ou um condicionador de metais que potencializa a capacidade de carga de um lubrificante, é necessário a adição de "Otimizadores de Combustíveis" que adequam as principais propriedade do Diesel ao consumo.


A composição desse produto multifuncional, com solventes, detergentes, solubilizadores e catalisador de combustão, permitem a dissolução de borras e confere a homogeneização das cadeias de hidrocarbonetos, e por ser também um tenso ativo poderoso melhora a atomização. Por se tratar de um produto bipolar reage com componentes polar e apolar permitindo a realização de pontes de hidrogênio (dispersante de água em hidrocarbonetos), encapsulando a água contida (até 0,1%). Seus componentes auxiliares adicionam lubricidade aos combustíveis e elevam o índice de cetano. O componente "diluente", além de facilitar a solubilidade dos contidos do aditivo aos combustíveis, funciona também como emulgador de cadeias complexas de hidrocarbonetos leves e saturados, de origem fóssil, animal ou vegetal.


Fonte: Teccom (Com Adaptações).

Impacto do Etanol em Motores de Combustão

Um consórcio entre empresas e universidades está estudando maneiras de aperfeiçoar motores bicombustível em uma pesquisa pré-competitiva que acaba de receber apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). Conduzido por cinco montadoras de veículos – Volkswagen, Fiat, Renault, General Motors e PSA Peugeot Citroën –, uma fabricante de peças de motores – Mahle Metal Leve –, a Petrobras e três instituições de ensino superior sediadas no Estado – Universidade de São Paulo (USP), Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e Universidade Federal do ABC (UFABC) –, o projeto "Desafios Tribológicos em Motores Flex-Fuel"  tem como foco a área de tribologia. (clique no link para saber mais sobre tribologia)

De acordo com o projeto, o uso de etanol em motores, além do aumento de solicitação decorrente da maior pressão de combustão, incorpora condicionantes ainda mal entendidas como possível lavagem e diluição do lubrificante durante a partida a frio, ambiente mais corrosivo, ou, de modo geral, alteração no meio ambiente do sistema tribológico, o que já têm resultado em falhas nos componentes de motores.
 
Eduardo Tomanik, gestor de inovação da Mahle Metal Leve, foi um dos idealizadores da iniciativa em 2009, juntamente com o professor Amilton Sinatora, da Escola Politécnica da USP, que coordena o projeto. "Problemas e oportunidades de motores flex-fuel são uma peculiaridade do Brasil. As montadoras estão começando a fazer pesquisa sobre isso no exterior, em consórcios, de maneira semelhante ao nosso, como na Inglaterra, por exemplo", explica Tomanik em entrevista a Inovação Unicamp. Segundo ele, a indústria brasileira apenas adaptou o motor movido a gasolina para uso com etanol, sem um esforço de pesquisa e desenvolvimento mais aprofundado. Fonte: CIMM (Com Adaptações).

Peças de Avião Usinadas com Água

Engenheiros espanhóis estão desenvolvendo uma nova tecnologia que permite que peças de ligas metálicas avançadas sejam usinadas utilizando apenas água. Embora seja fácil trabalhar com o alumínio e suas ligas, as coisas ficam mais complicadas no caso das peças aeroespaciais, que frequentemente precisam ser feitas de titânio ou de Inconel, uma superliga à base de níquel e cromo.

O corte de peças com água está bem desenvolvido, já sendo utilizado industrialmente. Mas Amaia Alberdi e seus colegas da Universidade do País Basco querem mais. Eles estão desenvolvendo a usinagem a água, visando a substituição de fresas, tornos e máquinas de polimento.

Superligas
As superligas são materiais leves e muito resistentes, o que torna sua usinagem particularmente difícil e cara, sobretudo pelo elevado desgaste das ferramentas.

Os engenheiros partiram de uma máquina de corte a água disponível comercialmente e foram ajustando-a para que ela pudesse desbastar o material de modo uniforme e preciso. "A diferença entre o corte com jato de água e a usinagem a água está no tempo de exposição do material ao jato de água," explicou Alberdi.

Uma máquina de corte com jato de água permite a configuração dos parâmetros apenas do início da operação, o que é inadequado para a fabricação de formatos complexos e para o desbaste superficial seletivo.

Por isso os engenheiros desenvolveram modelos de resistência para os diversos tipos de superligas, usando-os em um novo sistema de controle que ajusta o jato de água em tempo real, seguindo o desenho CAD da peça.

Primeiro desbaste
Os engenheiros estão convencidos que a usinagem com jato de água tem um grande potencial, sobretudo em materiais para aplicações aeronáuticos, ainda que a usinagem ou a fresagem convencionais não sejam totalmente dispensadas.

"A vantagem é que a usinagem com água será capaz de realizar um primeiro desbaste a um custo muito baixo em comparação com o processo atual," concluem eles.

Fonte: Inovação Tecnológica.

O que é Condutância Elétrica?

A condutância é a propriedade que um corpo apresenta em relação à passagem da corrente elétrica. É o inverso da resistência elétrica (propriedade que um material apresenta para dificultar a passagem de corrente elétrica). Portanto, podemos concluir que:

• quanto maior a resistência elétrica, menor é a condutância e
• quanto menor a resistência elétrica, maior é a condutância.

Os materiais isolantes ou dielétricos têm uma resistência elétrica elevada e por isso uma condutância reduzida ou mesmo nula. Contrariamente, os materiais com condutância elevada são os que deixam circular melhor a corrente, tendo por isso uma resistência menor. Nas fórmulas matemáticas, a grandeza condutância é representada pela letra G. No sistema Internacional (S.I.), a unidade com que a condutância é medida chama-se siemens e representa-se pela letra [S]. 

Como exemplo, podemos escrever:
Condutância de 2200 siemens  G = 2200S.
Para calcular a condutância de um determinado condutor, temos que saber o valor da sua resistência. Assim, e sabendo que a condutância é o inverso da resistência, chegamos à seguinte fórmula:

Se tivermos por exemplo, um condutor em que a resistência seja igual a 10Ω, substituímos o R de resistência por 10Ω e obtemos o seguinte cálculo:

Com este cálculo concluímos que um condutor com uma resistência de 10Ω, tem uma condutância de 0,1 siemens. O instrumento para ensaios de condutância é o condutivímetro.

Condutivímetro

A Incrível Broca para Furos Quadrados

Unicamp desenvolve Liga Metálica para Automóveis

Na indústria automotiva, os mancais são componentes que sustentam eixos e permitem sua rotação. Sua fabricação exige a utilização de matérias que garantam coeficiente de fricção (atrito) e desgaste cada vez mais baixos face ao uso intensivo dos veículos hoje, além de possuírem alta resistência mecânica para o enfrentamento de terrenos acidentados. Tradicionalmente, na fabricação dos mancais, se emprega a liga bronze/chumbo, em que o bronze, por sua vez, resulta da adequada mistura de zinco e cobre. Com a proibição da utilização de chumbo, principalmente em países da Europa, por causa de seu caráter tóxico, ele tem sido progressivamente substituído por estanho.

Com o intuito de desenvolver outras ligas metálicas que ofereçam possibilidades de fabricação de mancais que permitam fricção mais baixa e capazes de sustentar maiores pressões dinâmicas do que as oferecidas pelas ligas bronze-chumbo e bronze-estanho, Maria Adrina Paixão de Souza da Silva dedicou-se ao estudo de micro-estruturas de ligas de chumbo (Pb), bismuto (Bi) e índio (In) dispersas na matriz de alumínio (Al). O trabalho foi desenvolvido no Grupo de Pesquisa em Solidificação (GPS), orientado pelo professor Amauri Garcia, do Departamento de Engenharia de Materiais da Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM) da Unicamp.

As ligas de Al com Bi, Pb e In apresentam aplicações promissoras em componentes automotivos que precisam oferecer resistência ao desgaste. A dispersão desses três elementos, que apresentam em comum baixa temperatura de fusão, diminui a dureza da liga, o que atenua o desgaste, e facilita o escoamento deles em condições de deslizamento, conferindo ao material caráter autolubrificante, do que resulta um comportamento tribológico favorável, assim denominado tecnicamente aquele referente ao desgaste.

O trabalho adotou a solidificação em regime transitório, que é aquela em que não se tem controle de nenhum parâmetro do processo de solidificação, tais como velocidade e taxas de resfriamento. Durante o processo utilizado, ocorrem várias formas de transmissão de calor, como a condução e a convecção, que de certa forma tornam o regime turbulento e por isso denominado de transitório ou transiente, porque não apresenta estabilidade na solidificação. Esse regime é o que mais se aproxima das condições industriais de produção de ligas metálicas.

O GPS desenvolveu um dispositivo para o estudo da solidificação de materiais em regime transitório. Como o dispositivo não considera nenhum parâmetro específico, é a própria água, o ar ou qualquer outro meio usado na refrigeração que possibilita o controle do processo enquanto um computador faz os registros necessários.

A pesquisa deteve-se nos sistemas monotéticos Al-Bi, Al-Pb e Al-In, assim chamados certos tipos específicos de ligas obtidas a partir de metais praticamente imiscíveis já no estado líquido. Nesse caso específico, durante a solidificação, primeiramente a matriz é solidificada, formando “bolsões” do outro metal ainda no estado líquido, que se solidifica posteriormente. Nas três ligas estudadas, primeiro ocorre a solidificação da matriz de alumínio e posteriormente a solidificação de bismuto, chumbo e índio nos bolsões.

E aí está o diferencial da liga, esclarece a pesquisadora. Os três metais agregados ao alumínio, quando em posição de desgaste nos mancais atritados pelos eixos, são liberados dos respectivos bolsões e formam uma espécie de pasta que lubrifica as superfícies do mancal e do eixo. Com isso, o desgaste no alumínio do mancal é reduzido e praticamente ocorre apenas desgaste dos micro-bolsões, o que estende o tempo de duração da peça. Os filmes de Bi, ou Pb, ou In formados entre os dois componentes automotivos permanece no local e contribui para a diminuição do atrito.