Participação da academia e indústria brasileira no “Leeds-Lyon Symposium on Tribology” de 2015.

06/11/2015

por Tiago Cousseau

O Simpósio e a representatividade Brasileira:

Tribologia é a ciencia que estuda atrito, desgaste e lubrificação. Um dos congressos mais tradicionais e respeitados na area é o “Leeds-Lyon Symposium on Tribology“, que teve sua 42ª edição em 07 a 09 de Setembro de 2015. O simpósio este ano teve como tema chave: Surfaces and interfaces mysteries across the interface. Em decorrência, debateu-se em detalhe a interação entre superfícies (óxidos, terceiro corpo, etc.) e lubrificantes (em especial, os aditivos). O 42 Leeds-Lyon contou com a presença de mais de 300 pesquisadores provenientes dos quatro cantos do mundo.

leeds simposium 1

O Brasil teve uma participação ativa por meio de 3 trabalhos do Laboratório de Fenômenos de Superfície (LFS), Escola Politecnica – USP (sendo um em parceria com a Universidade Sueca de Halmstad), 2 trabalhos da Universidade Federal do Rio Grande do Norte e a coordenação de uma sessão de apresentações (LFS/USP). Dada a importancia do simpósio, o LFS / USP tem tido uma presença constante no mesmo, em especial com trabalhos gerados pelo consórcio de P&D automotivo “Desafios Tribologicos de Motores Flex- Fuel” (projeto FAPESP Nº 2009/54891-8). Vide tabela 1 e 2.

Tabela 1 – Trabalhos desenvolvidos e apresentados no 42º Leeds-Lyon Symposium por autores Brasileiros (2015).

  • T. Cousseau; J.S.R Acero; A. Sinatora – USP. Tribological response of fresh and used engine oils: the effect of surface texturing, roughness and fuel type
  • Z. Dimkovski (Halmstad University), E. Tomanik, F. Profito – USP. Influence of surface waviness on predictions of friction between cylinder liner and oil control ring
  • A. Rodrigues; T. Yonami-me; E. Albertin; A. Sinatora – USP. Pin on disc tribotests with addition of Cu particles as an interfacial media: characterization of disc tribosurface using SEM-FIB techniques
  • S. Alves; V. Mello; E. Faria; A.P. Camarog- UFRN. Nanolubricants developed from tiny CuO nanoparticles
  • J.O. Junior; A. Medeiros; A. Farias- UFRN. Characterization of the dynamic behaviour of lubricity fuels using vibration signals and multiresolution analysis

Tabela 2 – Trabalhos desenvolvidos e apresentados no 40º e 41º Leeds-Lyon Symposium pelo LFS/USP

  • F. Profito,D. Zachariadis, E.Tomanik. Deterministic modelling of the lubrication regime on piston ring–cylinder liner contact (2014)
  • E.M. Bortoleto; R.M. Souza; M.G.V. Cuppari. Atomistic simulation on the sliding of a rigid indenter over aluminum with crystalline defects (2013)
  • E. Tomanik, F. Profito, D. Zachariadis. Modelling of the Hydrodynamic Support of Laser Surface Texturing on Cylinder Bore and Piston rings (2011)

Brasil e os centros de excelência em Tribologia:

Durante os 3 dias de intensa troca de conhecimento com pesquisadores de todo o mundo duas situações ficaram claras: i) os temas chave estudados pelo LFS/USP são os mesmos das escolas de tribologia mais antigas e renomadas da Europa; ii) e o “gap” de conhecimento em tribologia entre Brasil e Europa é cada vez menor. Atualmente o Laboratório de Fenômenos de Superfície da USP é um dos centros de investigação que está na liderança da pesquisa sobre o impacto dos biocombustíveis, em particular do etanol, nos sistemas lubrificados dos motores de combustão interna, apesar do interesse internacional crescente no tema. Isto decorre, principalmente: i) dos incentivos dos órgãos de fomento para a pesquisa em biocombustíveis a exemplo do Projeto “Desafios Tribológicos em Motores Flex-Fuel” financiado pela FAPESP em colaboração com a VW, RENAULT, FIAT, MAHLE, TUPY, PETROBRAS, Unicamp, UFABC e USP, coordenado pelo Prof. Dr. Amilton Sinatora da USP; ii) e das demandas crescentes na redução de emissões de poluentes, que impulsionam às empresas a desenvolverem tecnologias para atingir as metas estabelecidas.

Resumo dos trabalhos apresentados pelo LFS da USP:

Cousseau, T, Ruiz, S. J., Sinatora, A. Tribological response of fresh and used engine oils: the effect of surface texturing, roughness and fuel type.

Superfícies anisotrópicas lisas e rugosas foram testadas em ensaios de movimento alternado com lubrificantes comerciais novos e usados em dinamômetro abastecidos por etanol e por gasolina em condições controladas. Verificou-se que tanto o sentido de deslizamento ( ou //) quanto o grau de envelhecimento do lubrificante afetam significativamente a eficiência do sistema uma vez que estes fatores estão diretamente relacionados com o funcionamento dos aditivos lubrificantes. O efeito da textura dá-se pela maior ou menor facilidade de remoção de óxido das superfícies durante o contato, que é considerado um requerimento para o funcionamento dos aditivos redutores de atrito; já o efeito de uso do óleo foi atribuído a degradação térmica do aditivo modificador do atrito e da interação do mesmo com o combustível brasileiro, o qual inibe o efeito de redução de atrito. Estes resultados estão resumidos na Figura 3, a qual mostra que apenas o lubrificante novo quando o ensaio foi realizado com deslizamento no sentido perpendicular às linhas de retificação mostrou redução de atrito (5W30).

leeds symposium 2

Figura 3 – Coeficiente de atrito em função do tempo medido no sentido paralelo e perpendicular às linhas de retificação.

Dimkovski Z., Profito F., Tomanik E. Influence of surface waviness on predictions of friction between cylinder liner and oil control ring.

Os efeitos de forma, ondulação e asperezas de cilindros de motor de combustão interna foram analisados quando em contato com o anel de terceiro canalete (anel de controle de óleo) utilizando uma análise multi-escala. Esta análise mostrou que as condições de contato alteram-se significativamente devido à utilização de filtros, prática atual comum. Estes filtros geram uma distribuição mais uniforme de asperezas (ver Fig. 4),de modo que o atrito (Friction Mean Effective Pressure – FMEP) gerado no regime limítrofe de lubrificação diminui e a parte hidrodinâmica aumenta para uma dada velocidade, podendo gerar interpretações errada dos resultados.

Figura 4 - Contato de asperezas da superfície de um cilindro de um motor após 320h de rodagem (área escura). Distribuição depende do filtro utilizado. Da esquerda para direita: Superfície sem filtragem, superfícies filtrada utilizando filtro Gaussiano robusto com 2,5mm, 0,8mm e 0,25mm.

Figura 4 – Contato de asperezas da superfície de um cilindro de um motor após 320h de rodagem (área escura). Distribuição depende do filtro utilizado. Da esquerda para direita: Superfície sem filtragem, superfícies filtrada utilizando filtro Gaussiano robusto com 2,5mm, 0,8mm e 0,25mm.

A.C.P. Rodriguesa*, T. Yonamineb, E. Albertinb A. Sinatorac, C.R.F. Azevedoa. Pin on disc tribotests with the addition of cu particles as an interfacial media: characterization of disc tribosurfaces using sem-fib techniques.

O efeito da adição de cobre como meio interfacial (400 μm, 20 μm and 50 nm) na microestrutura e topografia da tribosuperfície de discos após ensaios pino contra disco (aço/aço) foi evidenciada pela comparação com a condição sem adição de meio interfacial. Microscopia eletrônica de varredura (MEV), feixe de íons focalizado (FIB) e mapeamento de raios X (XEDS) foram as técnicas utilizadas para caracterizar a composição química, microestrutura, tribofilme e camadas deformadas plasticamente na superfície dos discos. A caracterização topográfica mostrou a presença de terceiro corpo e plateaus com marcas de desgaste, e, para algumas condições, a formação de uma camada de transferência de óxido. Observou-se com o mapeamento de raios X a presença de oxigênio associado ao ferro para todas as condições. Adicionalmente, foi observada a adesão expressiva de partículas de cobre nas tribos-superfícies das condições 20 μm e 50 nm. As seções transversais em FIB revelaram a heterogeneidade da superfície, mostrando a formação de camadas transformadas tribologicamente (STT); trincas sub-superficiais; destacamento de regiões plasticamente deformadas e a formação de debris. A formação de uma camada oxidada, compacta e contínua foi apenas observada nas condições sem adição de meio interfacial e com adição de cobre a 400μm.

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Três ou mais razões para participar do TRIBO-BR

12/08/2010

Congresso Internacional de Tribologia, o TRIBO-BR, será realizado em novembro no Rio e recebe artigos até 30 de agosto.

Nos dias 24, 25 e 26 de novembro será realizado o Congresso Internacional de Tribologia, o TRIBO-BR. Caso participar de um evento de tribologia com 6 plenary speakers extremamente competentes,  ter seu trabalho publicado em revista bem conceituada internacionalmente, debater com colegas de profissão e visitar o Rio de Janeiro no início do verão não sejam razões suficientes, elenco abaixo mais algumas.

  1. Para engenheiros que atuam em mineração e siderurgia sempre ocupados em aumentar a vida e o tempo útil de funcionamento dos incrivelmente valiosos ativos de suas empresas, a participação do Prof. Steffan Jacobson da Universidade de Uppsala na Suécia deveria justificar a inscrição e participação no congresso. O Prof. Jacobson fará uma apresentação plenária sobre abrasão, forma de desgaste dominante em muitos dos equipamentos importantes destas empresas, como moinhos, caçambas, pás, carregadeira, chutes de minério, correias, estações de pelotização e sinterização, entre outros. Não bastasse esta presença ilustre, o autor do livro mais importante sobre abrasão, Microstructure and wear of materials, o Prof. Karl-Heinz Zum Gahr, também estará presente ao evento. Da mesma forma, os colegas acadêmicos que interagem com empresas deste setor como a VALE, PETROBRAS, SAMARCO, GERDAU, CSN, USIMINAS, entre outras, terão uma oportunidade de atualizar seus conhecimentos.
  2. Já os colegas que atuam junto a indústrias de tratamentos térmicos ou de tratamentos de superfície poderão refrescar seus conhecimentos nas palestras dos pesquisadores Dr Ali Erdemir, do Argonne National Laboratory nos Estados Unidos, e do professor Kenneth Holmber, do VTT na Finlândia. Estes pesquisadores apresentarão os mais recentes avanços nos tratamentos superficiais dos materiais. É de se esperar que empresas como a Balzers, a Brasimet, a HEF e a HAUSER, entre outras, venham a usufruir dos benefícios diretos ou via pesquisadores nacionais destas insignes visitas.
  3. Por fim, as apresentações dos professores Hugh Spikes, do Imperial College na Inglaterra, e Michel Martin, da Ecole Centrale de Lyon, trarão conhecimentos atuais sobre lubrificantes e lubrificação de interesse das empresas de rolamento, como INA, FAG, SKF, NSK, bem como para fabricantes de engrenagens e redutores – equipamentos nos quais (e da mesma forma que nos rolamentos), a lubrificação limítrofe e elastohidrodinâmica é essencial.
Por tudo isto levamos até 30 de agosto próximo a data para entrega de trabalhos completos para o evento e convidamos todos os pesquisadores e colegas do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies em particular a participar do evento.
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