Algodão repelente à água

08/07/2010

Discente: Duciane Oliveira de Freitas, M.Sc.

Orientador: Clodomiro Alves Júnior, Dr.

De maciez e conforto incomparáveis, a fibra de algodão é a matéria-prima base da indústria têxtil. Entretanto, seu elevado grau de absorção da água e umidade restringe sua utilização em algumas áreas ou diminui a sua durabilidade. Superfícies sujeitas ao contato com líquidos contaminantes, corrosivos e/ou impregnantes são fortemente suscetíveis ao uso do algodão. Exemplos dessa aplicação se encontram em vestimentas da área biomédica e para profissionais em geral e em alguns revestimentos de produtos para automóveis e aeronaves. Deste modo, a repelência à água dos produtos fabricados com tal fibra desperta interesse dos pesquisadores.

Visando a diversidade de produtos multifuncionais, a indústria têxtil busca inovações que vão ao encontro das necessidades dos consumidores e do mercado em geral, unindo o conforto da fibra de algodão com a hidrofobicidade (repelência à água) de uma fibra sintética, e atendem também aos aspectos ambientais. Para isso, na etapa de acabamento do tecido, são aplicados produtos químicos que aumentam sua hidrofobicidade.

Na nossa pesquisa, aplicamos tratamentos em tecidos de algodão para obter hidrofobicidade utilizando técnicas por plasma*, as quais eliminam produtos químicos tóxicos do processo e diminuem o consumo de água na linha de produção.

Uma gota de água sobre um tecido de algodão antes (esquerda) e depois (direita) do tratamento com plasma

*Leia o trabalho completo no link Produção científica do site do Labplasma. Título: Modificação superficial do tecido 100% algodão tratado com plasma.

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Um novo equipamento para teste de próteses

22/04/2010
A agência USP de notícia trouxe  neste mês uma notícia importante para os estudiosos de tribologia. Na Escola Politécnica (Poli) da USP acaba de ser desenvolvido o Simulador Multiaxial de Movimento Humano. “Trata-se do primeiro equipamento nacional capaz de testar próteses ortopédicas de articulações como quadril, joelho, coluna, ombro e tornozelo, comercializadas no Brasil. De acordo com o engenheiro e doutorando André Luís Lima Oliveira, a máquina encontra-se em funcionamento e realiza ensaios especificados pela normas internacionais para controle de qualidade que estão sendo implantadas no País”.
A notícia segue com uma análise mais detalhada do funcionamento deste equipamento para ensaios de desgaste e fala sobre a importância do mesmo. Recomendo aos interessados a leitura e o contato com o inventor, o engenheiro André Luís Lima Oliveira, ou com o orientador do trabalho, o Prof. Dr. Raul Gonzalez Lima – respectivamente aluno de doutorando e professor do Departamento de Engenharia Mecânica da Escola Politécnica da USP.
A questão de confiabilidade das próteses que abordamos no post Falhas tribológicas de próteses de fêmur poderá ser adequadamente investigada com o equipamento desenvolvido ou, melhor, com uma bateria de equipamentos como o desenvolvido! Isto porque para aplicações in vivo é fundamental conhecer a durabilidade, ou seja, desenvolver modelos preditivos de vida média. Como a média não gera conforto nestes casos (afinal se a SUA prótese quebra com 3 anos não vai lhe interessar se a vida média é de dez ou vinte anos) é fundamental levantar experimentalmente a distribuição de probabilidade de falha por desgaste das próteses. Apenas com estes dois dados, vida média e distribuição de probabilidade de falhas, será possível oferecer garantias com base ética para os pacientes necessitados.  Sobre a questão do desenvolvimento de modelos de desgaste ver Como estão os modelos e equações preditivas de desgaste?.
Outra oportunidade que se abre com a construção e validação do equipamento de ensaio de desgaste de próteses é a de realizar experimentos com abordagem multidisciplinar integrando aspectos da engenharia mecânica e de medicina, como já vem ocorrendo, ampliando-os com a inclusão da análise de aspectos de engenharia dos materiais, de tribologia, de química, física, biologia…. Esta oportunidade não depende obviamente apenas da existência do equipamento, mas da perspectiva aberta e colaborativa de trabalho implantada pelo Prof. Raul Lima no Laboratório de Engenharia Ambiental e Biomédica (LAB).
Por fim, cabe chamar a atenção para os colegas pesquisadores e estudantes dos grupos de pesquisa que integram o Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies para esta magnífica oportunidade de colaboração que permitirá avaliar em escala mais próxima do uso real os desenvolvimentos que o Instituto realiza visando aplicação biológica.
Amilton Sinatora

Tecnologia de atrito e desgaste

15/04/2010
Nomear um laboratório de pesquisa de Laboratório de Tecnologia em Atrito e em Desgaste (LTAD) como fez o Professor Sinésio Franco da Universidade Federal de Uberlândia é um ato de ousadia, uma vez que, como sabemos, os modelos (obtidos em equipamentos de laboratórios) em tribologia são pouco aplicáveis à prática (ver Como estão os modelos e equações preditivas de desgaste?).
Para enfrentar este problema, o Professor Franco apostou, junto com outros colegas, em construir tribômetros de grande porte de modo a ensaiar, por exemplo, amostras com  25 centímetros de diâmetro e, aos pares, em condições de desgaste por deslizamento. O equipamento permite a medição das forças normais e tangenciais bem como a realização de ensaios a seco ou lubrificados. Outros equipamentos no LTAD são igualmente impressionantes pelo porte, como o circuito para estudo de erosão e erosão-corrosão que emprega tubos de aço inoxidável 316 com quatro polegadas de diâmetro e tem mais de dez metros de comprimento.
Atacar de frente e explicitamente problemas tecnológicos envolvendo atrito e desgaste é uma abordagem nova e ousada que merece ser comemorada e apoiada, pois afinal, em que pese a teimosia dos modelos, aplicar ciência no mundo real é a vocação dos  engenheiros.
Como todo empreendimento ousado traz inevitavelmente desafios novos, nossos colegas estão imersos juntamente com seus alunos e funcionários em diversos deles, como levar ao mesmo tempo a construção das instalações e a construção dos tribômetros, realizar experimentos e montagens a ao mesmo tempo incorporar novos estudantes na equipe.
Pelo lado da metodologia, os desafios serão tão grandes ou maiores que os equipamentos, uma vez que são raras as informações sobre sistemas tribológicos de grande porte, sobre ensaios tribológicos em escala piloto. Para atacar estes novos desafios, o LTAD conta com uma ampla gama de tribômetros “convencionais”, ou seja “como os nossos”, e um forte apoio da Petrobras e seus fornecedores bem como das agências de fomento FAPEMIG, CAPES, CNPq e FINEP.
Cabe à comunidade tribológica conhecer melhor o trabalho que lá se realiza pois certamente as atividades do LTAD levantarão muitas novas questões metodológicas, acadêmicas e tecnológicas que alimentarão a comunidade nacional. É uma oportunidade única para evoluirmos no Brasil numa direção pouquíssimo explorada no mundo inteiro.
Amilton Sinatora

Mais recursos para reduzir atrito em motores de combustão externa

12/02/2010

Otimizar o projeto de componentes, engrenagens, anéis, camisas e pinos é um caminho arduamente perseguido pelos engenheiros de projetos de motores para reduzir o atrito. Os químicos concentram-se no desenvolvimento de óleos cada vez menos resistentes ao movimento. Os que se dedicam à engenharia dos materiais buscam novos revestimentos com baixo atrito.

No curso do professor Etsion, ministrado entre 2 e 5  de fevereiro de 2010 no Departamento de Engenharia Mecânica da USP, explorou-se um outro recurso, a texturização das superfícies. O pesquisador relatou sua vasta experiência na texturização por laser de selos mecânicos, mancais e anéis de pistão de motores de combustão interna. Mostrou resultados de até 4% de economia de combustível obtidos apenas com a texturização parcial dos anéis. Mais do que isto, o pesquisador, apresentou para os 40 participantes de 9 empresas e 3 instituições os fundamentos que permitem explicar e modelar os fenômenos causados pela texturização.

Com isto ganha a engenharia de superfícies no Brasil que encontrou neste curso apoio para acelerar suas contribuições à redução de atrito empregado esta técnica. Para saber mais veja o programa do curso e a bibliografia de cada aula

Amilton Sinatora