Imagem 3D do mês de julho: minientrevista com o autor.

17/07/2014

tanaka_3DA página de julho do calendário do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies convida o usuário a colocar os óculos 3D para melhor visualizar a imagem do mês. A imagem mostra, com um aumento aproximado de mil vezes, uma superfície de aço galvanizado, ou seja, revestido por uma fina camada de zinco, que apresenta um ponto de corrosão. A amostra de aço zincado foi retirada de uma bomba de combustível de carro, e a corrosão ocorreu após expor a bomba a etanol durante 300 horas.

A imagem foi obtida em um microscópio eletrônico de varredura (MEV) do Laboratório de Fenômenos de Superfície (LFS) da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP), participante do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies. Para obter o efeito tridimensional, o autor compôs uma imagem do tipo anáglifo a partir de duas imagens bidimensionais, usando o programa StereoPhoto Maker v. 4.36 da Masuji Suto @ David Sykes 2002-2010.

O autor da imagem é o professor titular da EPUSP Deniol Katsuki Tanaka, 67 anos. Doutorado em Engenharia Metalúrgica pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP), Tanaka fez mestrado em Ciências pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) e graduação em Engenharia Mecânica pela Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (FEG-UNESP). Realizou pós-doutorado nos Estados Unidos, na Johns Hopkins University. Tanaka já foi docente da FEG-UNESP, da Faculdade de Engenharia Química de Lorena (FAENQUIL) da USP e do Instituto Mauá de Tecnologia. Foi também pesquisador do Instituto de Pesquisa Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT) e pesquisador visitante nos Estados Unidos, no National Institute for Standards and Technology (NIST) e no National Sinchrotron Light Source do Brookhaven National Laboratory. Tem ampla experiência no estudo da corrosão e do desgaste.

Entrevista com o autor.

1. Comente o contexto em que foi realizada a imagem. 

Esta fotografia foi feita 2005 com um dos corpos de prova da Dissertação (Desgaste e corrosão de bombas de combustível com misturas de álcool e gasohol) de Mestrado do aluno Eng Mecânico,. M Eng, Fernando Fusco Rovai (orientado do Prof. Amilton Sinatora) no Departamento de Engenhara Mecânica da Poli. Como na dissertação não tinha espaço para apresentar a foto, ficou esquecida na minha gaveta. Tomando conhecimento do concurso de fotografia do INES, lembrei da foto e resolvi inscrever, e tive a sorte de ser um dos selecionados.

2. De que maneira a técnica de 3D é uma ferramenta importante para o pesquisador, particularmente no caso desta imagem?

Registrar fotograficamente superfícies que apresentam texturas não é fácil. Nem sempre os contrastes produzidos por efeito de luz e sombra conseguem descrever com precisão e, em alguns casos, só é possível com a utilização da técnica 3D.

3. Fale-nos um pouco sobre as imagens 3D e a Engenharia de Superfícies. Em que medida a técnica é utilizada no mundo?

Como disse, registrar fotograficamente superfícies que apresentam textura ou irregularidades superficiais, como em desgaste e corrosão, não é trivial. Requer conhecimento de técnicas fotográficas, particularmente de iluminação, sensibilidade, profundidade de foco, contraste, entre outros, e mais do que isso, a fotografia pode criar ilusão de óptica, transformando relevo em cavidade e vice-versa. A fotografia 3D elimina esta ilusão e inequivocamente consegue registrar a superfície.

Infelizmente é uma técnica utilizada por poucos, talvez pelo desconhecimento.

É uma técnica apaixonante, depois de dominar a técnica, que não é difícil, fazer fotografia 2D fica sem graça, sem sal. Eu faço fotos de aniversários dos meus netos em 3D e todos ficam deslumbrados..

4. Gostaria de agradecer alguém que tenha ajudado na realização da imagem vencedora?

Sim, ao Fernando Rovai e ao Prof. Amilton Sinatora por não terem utilizado a foto na Dissertação e nem nos trabalhos publicados decorrentes do Mestrado, deixando para mim esta oportunidade de divulgar a foto e ter ganho o prêmio.

5. Fique à vontade para outros comentários, curiosidades etc.

É uma técnica apaixonante e muitos dos meus alunos que fizeram o curso de documentação fotográfica compraram câmera fotográfica 3D.

Estou a disposição para qualquer informação. Aliás a fotografia 3D faz parte do programa da Disciplina Análise de Falha que dou na Escola Politécnica, no curso de graduação em Engenharia Mecânica.

Meu e-mail é dktanaka@usp.br

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Desgastes imateriais

13/01/2011

Nesse domingo chuvoso fui presenteado por Graham Greene com a seguinte passagem tribológica.
“ Se aquela catedral houvesse existido por cinco séculos, em vez de duas décadas, será que teria se revestido de uma atmosfera convincente, com o desgaste de passos e a erosão do tempo?”
O texto lembrou-me de uma foto de 2007 feita pelo amigo Mario Vitor Leite. Na época aluno de doutorado fazendo estágio em Portugal com apoio da fundação Santander, não resistiu à proximidade e visitou Santiago de Compostela.
Lá, flagrou a base da coluna que sustenta o santo  escavada por 800 anos de fé.

Graham Greene. “O americano tranqüilo. Editora Globo. 1a. Ed. 2007 p. 120

Amilton Sinatora


Como estão os modelos e equações preditivas de desgaste?

08/03/2010
As equações e modelos de desgaste disponíveis para previsão de vida de componentes e equipamentos estão muito distantes dos disponíveis para previsão de vida em fadiga ou fluência. Esse quadro desanimador descrito pelo Professor Ludema em 1995 (Wear model and predictive equations: their form and content) continua verdadeiro 15 anos depois. Ele aponta alguma razões para isto após analisar trabalhos de 5.325 autores publicados na revista WEAR.
a) Poucos autores permanecem estudando desgaste por um prazo suficientemente longo para efetuar contribuições consistentes. Por exemplo, autores com 6 ou mais artigos publicados eram apenas 5% do total.
b) Muito poucos autores trabalham em mais de um tipo de desgaste e, deste modo, não adquirem massa critica na área. Na minha opinião, isto dificulta a composição de modelos que acoplem formas diferentes de desgaste.
c) A maioria dos autores trabalha isolado dos demais, ao contrário do que acontece, por exemplo, em lubrificação.
d) Freqüentemente, os modelos não são acompanhados da documentação apropriada.
e) Os estudos e, portanto, o financiamento em desgaste são relativamente menores do que em outras áreas.
O artigo analisa modelos de erosão e, com base nessa análise, traça recomendações que merecem ser estudadas no próprio texto. Cabe destacar a importância que o Prof. Ludema confere à colaboração entre tribologistas (muitas vezes engenheiros mecânicos) e nossos colegas de Engenharia de Materiais. Me parece importante acrescentar a necessária colaboração com os físicos e químicos, como acontece no Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies.
Conheço dois casos para os quais se conhece a distribuição de probabilidade de falha tanto em ensaios de laboratório como na vida real. Um deles é o desgaste por fadiga de contato de rolamentos cuja distribuição de falhas segue nas duas escalas de estudo a distribuição de Weibul.  O outro é o desgaste de bolas de moinho cuja distribuição segue a distribuição normal. Mesmo nestes casos, prever a vida em serviço com base nos ensaios de laboratório exige procedimentos criteriosos nos quais a ordem de desempenho em laboratório de diferentes qualidades de amostras é transferida por meio de estudos (ou lotes) em escala piloto para a vida real.
A melhoria deste quadro exige estudos mais longos nos quais seja verificada, tanto em laboratório quanto em campo, qual a distribuição de probabilidades de falha e se estabeleçam correspondências entre ambos os níveis de aplicação. Em paralelo, é importante o desenvolvimento de modelos analíticos de desgaste  para fundamentar os trabalhos de caráter estatístico. Também é importante estimular a ampliação e o aumento das interações na comunidade tribológica.
Por fim, é importante não esquecer (para não criar expectativas infundadas) que o desgaste (e o atrito) é uma propriedade dependente do sistema e não uma propriedade do (ou dos) material (ou materiais). Além disso, e da mesma forma que outras propriedades, porém com mais intensidade, o desgaste dos materiais depende fortemente das condições do sistema e, portanto, das diferenças entre as condições do laboratório e do campo, onde o nível de controle das variáveis é em geral muito reduzido.
Referência
H.C. Meng, K.C.Ludema. Wear model and predictive equations: their form and content. WEAR 181-183 (1995) 443-457.
Amilton Sinatora

Atualização em temas importantes em tribologia: uma oportunidade em 2010

01/03/2010
Na discussão com diversas empresas montadoras de automóveis e alguns de seus fornecedores, verificamos que o entendimento da tribologia de motores a álcool precisa ser atualizado no Brasil. Esta atualização é essencial para superar os desafios tribológicos que os motores flex fuel tem que enfrentar.
O principal problema aparente é a corrosão. Este foi detectado no fim do século XIX e, no Brasil, nas primeiras décadas do século XX. Um dos pesquisadores que se destacou neste tema foi o Engenheiros Sabino de Oliveira, nos anos 30 professor da atual Escola Politécnica da USP.
Outros temas não são tão evidentes e não temos trajetória de pesquisa nos mesmos.
No congresso TRIBO BR (24 a 26 de novembro de 2010 no Rio Othon Palace no Rio de Janeiro) serão realizadas palestras sobre os seguintes temas nos quais temos muito a avançar aqui no Brasil:
  • O Dr. Ali Erdemir do Argonne National Laboratory,  Argonne, USA e o Prof. Steffan Jacobson, da Uppsala University, Sweden apresentarão os avanços de suas pesquisas recente sobre filmes resistentes ao desgaste bem como modelos para explicar seu desempenho.
  • O Prof. Hugh Spikes, Imperial College, UK desenvolve há muitos anos estudos sobre lubrificação e em especial sobre condições de lubrificação sob altas pressões locais. O Prof. Spikes tem feito grandes progressos nas técnicas de observação in situ das regiões lubrificadas empregando interferometria, documentando o comportamento dos lubrificantes através de discos transparentes de safira.
  • O Prof. Jean Michel Martin de l´Ecole Centrale de Lyon, France trará para a platéia brasileira os mais recentes avanços no entendimento do papel dos resíduos de desgaste nos valores do coeficiente de atrito e da intensidade do desgaste.
  • Da University of Karlsruhe, Germany o Prof. Karl-Heinz zum Gahr fará uma palestra de atualização sobre tribologia de cerâmicas, materiais cada vez mais importantes na indústria automotiva.
  • Por fim, o Prof. Kenneth Holmberg, do VTT, Finland deverá discutir como andam os modelos preditivos de desgaste. Afinal, para que servem nossos experimentos e modelos teóricos senão para entender como as coisas funcionam e poder prever seu desempenho na vida real?
Por isto a participação no TRIBO BR  é um passo importante na atualização dos tribologistas brasileiros em temas essencias para a tribologia de componentes automotivos.
Amilton Sinatora
Informações sobre o evento

Envio de trabalhos
Revistas que publicarão os artigos
  • Lubrication Science ( incorporating  Journal of Syntetic lubrication and TriboTest)
  • International Journal of Surface Science and Engineering


Tribologia no 29o SENAFOR

04/11/2009
Quase trinta anos de estrada é sinal de muita saúde. Foi o que pude ver no 29o  SENAFOR (14 a 16 de outubro no SESC Campestre em Porto Alegre). Todos os stands vendidos e o tempo das apresentações diminuído para que todos os trabalhos inscritos pudessem ser apresentados. As  sessões de estampagem de forjamento, muito concorridas.  Mais um sucesso devido ao trabalho do Professor Lirio Schaefer.
Diversos trabalhos trataram de tribologia em seus três aspectos,  desgaste, atrito e lubrificação. Mostraram-se soluções de lubrificação voltadas para redução de custos neste momento de crise (ainda forte na Europa e Estados Unidos), soluções que abrangem e consideram sistemicamente a ferramenta, o material processado e o arranjo empregado no forjamento.
O desgaste foi tratado de diversas formas. Com sobrenome, desgaste apenas, foi até chamado de corrosão! O que importa é a voracidade com que este fenômeno reduz a vida das ferramentas, prejudica o acabamento das superfícies das peças, aumenta ociosidade dos equipamentos, eleva custos e é temido pelos participantes.
O atrito é um caso a parte. Fenômeno por sí difícil de compreender e difícil de estudar. Ele aparece como vilão esbanjador de energia e como incógnita nos muitos trabalhos de modelamento por elementos finitos.
Estas considerações mostram a enorme oportunidade de colaboração entre a comunidade dos tribologistas  com os colegas de forjamento e estampagem. Cada aspecto a melhorar na definição dos fenômenos de atrito, desgaste e lubrificação é uma enorme oportunidade de elevação de qualidade e redução de custos dos produtos forjados e estampados!
Amilton Sinatora
Quase trinta anos de estrada é sinal de muita saúde. Foi o que pude ver no 29o  SENAFOR (14 a 16 de outubro no SESC Campestre em Porto Alegre). Todos os stands vendidos e o tempo das apresentações diminuído para que todos os trabalhos inscritos pudessem ser apresentados. As  sessões de estampagem de forjamento, muito concorridas.  Mais um sucesso devido ao trabalho do Professor Lirio Schaefer.
Diversos trabalhos trataram de tribologia em seus três aspectos,  desgaste, atrito e lubrificação. Mostraram-se soluções de lubrificação voltadas para redução de custos neste momento de crise (ainda forte na Europa e Estados Unidos), soluções que abrangem e consideram sistemicamente a ferramenta, o material processado e o arranjo empregado no forjamento.
O desgaste foi tratado de diversas formas. Com sobrenome, desgaste apenas, foi até chamado de corrosão! O que importa é a voracidade com que este fenômeno reduz a vida das ferramentas, prejudica o acabamento das superfícies das peças, aumenta ociosidade dos equipamentos, eleva custos e é temido pelos participantes.
O atrito é um caso a parte. Fenômeno por si difícil de compreender e difícil de estudar. Ele aparece como vilão esbanjador de energia e como incógnita nos muitos trabalhos de modelamento por elementos finitos.
Estas considerações mostram a enorme oportunidade de colaboração entre a comunidade dos tribologistas  com os colegas de forjamento e estampagem. Cada aspecto a melhorar na definição dos fenômenos de atrito, desgaste e lubrificação é uma enorme oportunidade de elevação de qualidade e redução de custos dos produtos forjados e estampados!
Amilton Sinatora

Três demandas globais e a tribologia

15/09/2009

Existem três grandes demandas mundiais que orientam políticas e, conseqüentemente, o desenvolvimento técnico: economia de energia, proteção do meio ambiente e melhoria do bem estar dos idosos. Elas fazem frente a três contingências do desenvolvimento da humanidade: uma insaciável demanda por energia, a degradação desenfreada do meio ambiente e o progressivo envelhecimento da população em todo o mundo.

As três demandas estão intimamente ligadas à tribologia e, portanto, à atuação do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies e dos grupos de pesquisa que o constituem.
A economia de energia está diretamente relacionada com as perdas por atrito. Se estas são, por um lado, inexoráveis em todos os sistemas – uma decorrência inevitável das leis da física – por outro, estas perdas podem ser diminuídas com o emprego de lubrificantes, com a seleção de materiais que minimizem a força de atrito ou com projeto adequado dos componentes.
A proteção ao meio ambiente está associada às perdas por desgaste, com enormes consumos de materiais para repô-las. Basta, por exemplo, pensar no consumo de pneus de automóveis. Ao mesmo tempo, a proteção ambiental depende de diminuição do coeficiente de atrito para que os equipamentos possam funcionar com menores consumos de energia e, conseqüentemente, com menor emprego de combustíveis poluentes.
A melhoria do bem estar dos idosos passa pelo desenvolvimento de próteses dentárias, ortopédicas, cardíacas, de pele e outras, que permitam a substituição dos nossos órgãos desgastados pelos cada vez mais longos anos de existência. Como se vê, o bem estar de todos, em um futuro perfeitamente previsível, passará, inapelavelmente, pelo desenvolvimento de materiais ou de superfícies capazes de resistir a períodos cada vez maiores de funcionamento com segurança e conforto.
Amilton Sinatora

Tribologia brasileira no cenário mundial – parte 1

12/08/2009
Fundar uma divisão técnica de tribologia na Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais (ABM) e realizar um grande congresso internacional de tribologia em dezembro de 2010 foram as principais decisões dos pesquisadores de tribologia no 64o Congresso Anual da ABM realizado em Belo Horizonte de 12 a 17 de julho passado em encontro organizado pelo Professor José Daniel Biasoli de Mello.
O Professor de Mello, indicado para ocupar a direção da Divisão Técnica de Tribologia da ABM, trouxe o comprometimento de alguns dos mais renomados tribologistas do mundo com a realização do congresso de 2010, entre eles Ian Hutchings, autor de conhecido livro texto na área. Este comprometimento advém, segundo de Mello, da participação cada vez maior de pesquisadores nacionais em fóruns de tribologia como o congresso bianual Wear of Materials com contribuições técnica de qualidade.
A realização do congresso associada á publicação de um número especial da revista WEAR com os melhores trabalhos do congresso deve atrair grande número de pesquisadores do Brasil e da América Latina impulsionando o desenvolvimento e a organização da tribologia por aqui.
A participação do nosso Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies, o I.N.E.S, no congresso de 2010 deverá ser expressiva uma vez que parte significativa dos revestimentos desenvolvidos por nossos pesquisadores destina-se a reduzir o coeficiente de atrito ou fornecer proteção contra desgaste prematuro de componentes.

Fundar uma divisão técnica de tribologia na Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais (ABM) e realizar um grande congresso internacional de tribologia em dezembro de 2010 foram as principais decisões dos pesquisadores de tribologia no 64o Congresso Anual da ABM realizado em Belo Horizonte de 12 a 17 de julho passado em encontro organizado pelo Professor José Daniel Biasoli de Mello.

O Professor de Mello, indicado para ocupar a direção da Divisão Técnica de Tribologia da ABM, trouxe o comprometimento de alguns dos mais renomados tribologistas do mundo com a realização do congresso de 2010, entre eles Ian Hutchings, autor de conhecido livro na área. Este comprometimento advém, segundo de Mello, da participação cada vez maior de pesquisadores nacionais em fóruns de tribologia como o congresso bianual Wear of Materials com contribuições técnicas de qualidade.

A realização do congresso associada à publicação de um número especial da revista WEAR com os melhores trabalhos do congresso deve atrair grande número de pesquisadores do Brasil e da América Latina impulsionando o desenvolvimento e a organização da tribologia por aqui.

A participação do nosso Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies, o INES, no congresso de 2010 deverá ser expressiva uma vez que parte significativa dos revestimentos desenvolvidos por nossos pesquisadores destina-se a reduzir o coeficiente de atrito ou fornecer proteção contra desgaste prematuro de componentes.

Amilton Sinatora