Ciência & Tecnologia dos Materiais

Gestão da vida útil dos transformadores

Os detentores de transformadores enfrentam actualmente o problema de um previsível aumento da taxa de falhas, à medida que a população de transformadores se aproxima do seu fim de vida. A gestão da vida útil dos transformadores é portanto uma das principais preocupações dos referidos utilizadores, que se socorrem duma manutenção preventiva, baseada em técnicas de diagnóstico, que permitem efectuar a caracterização do estado dos transformadores, de forma a evitar falhas, associadas normalmente a elevados custos directos, e indirectos. Esta gestão deve ser efectuada, com base não só em critérios técnicos, mas também em critérios económicos e estratégicos. O presente trabalho analisa os principais critérios utilizados, assim como os métodos de diagnóstico mais usados na manutenção preventiva e monitorização do estado dos transformadores, para além das técnicas de reabilitação destes, para extensão da respectiva vida útil.

Nowadays, utilities are facing the problem of a predictable increasing failure rate, as the transformer populations approach their end of life. The management of the transformers useful remaining life is, nowadays, one of the main concerns of utilities. The preventive maintenance is based on some transformer diagnostic techniques and it is an useful tool, to help the transformer life management, that besides technical criteria, are also based on economic and strategic criteria. This paper presents the most suitable criteria used for transformer life management, the most common diagnostic tools used for condition assessment of transformers, and. the maintenance techniques used for the extension of their remaining useful life.

Os Compósitos e a sua aplicação na Reabilitação de Estruturas metálicas

Com o avanço tecnológico as propriedades exigidas aos materiais convencionais sofreram alterações levando ao aparecimento de materiais capazes de responder aos requisitos pretendidos das novas tecnologias. A combinação química e estrutural de diferentes materiais produziu uma nova classe de produtos de engenharia. Este artigo começa por fazer uma breve apresentação histórica de um grupo inovador de materiais que são cada vez mais requisitados por inúmeras aplicações na indústria. Ao longo do mesmo são enunciadas as características e propriedades dos materiais compósitos para uma visão mais clara das vantagens que estes apresentam em relação a outros materiais requisitados para o mesmo uso. É feita também uma evolução das diferentes aplicações ao longo dos tempos, nas diversas áreas da indústria em geral. Como objectivo principal este trabalho apresenta uma análise dos materiais quando aplicados na manutenção, reparação e reabilitação de estruturas metálicas das indústrias de engenharia naval e civil.

With technological advancement the properties required of conventional materials change leading to the appearing of materials able to meet the requisites expected of new technologies. Combination of chemical and structural materials produced a new class of engineering products. Firstly, this article provides a brief historical presentation of an innovative group of materials that are increasingly required by many applications in industry. Along the same are set out the characteristics and properties of composite materials for a clearer view of the advantages that they have in relation to other materials needed for the same use. There is also an evolution of different applications over the time, in many areas of the industry in general. As the main objective this work presents an analysis of these materials when applied in maintenance, repair and rehabilitation of metallic marine and civil engineering infrastructures.

Análise numérica de um provete para a caracterização do comportamento à fractura da madeira sob solicitações de modo misto I/III

Neste trabalho realizou-se o estudo numérico de um provete adequado para a caracterização à fractura da madeira sob solicitações de modo misto I/III. O provete tem uma geometria similar à utilizada no ensaio Edge Crack Torsion e permite a obtenção de diferentes combinações de modo misto I/III. A distribuição das componentes de libertação de energia na frente de fenda foi estimada recorrendo ao método do fecho virtual de fenda. A variação da distância entre os actuadores permite de uma forma versátil alterar a combinação de modos pretendida. Recorreu-se ainda a um modelo coesivo de modo misto com o objectivo de simular a iniciação e a propagação considerando três combinações diferentes de modo misto. A aplicação dos métodos do fecho virtual de fenda e da calibração da flexibilidade propiciou resultados consistentes, validando assim o ensaio proposto.

In this work a numerical analysis of a specimen adequate for wood fracture characterization under mixed-mode I+III loading was performed. The specimen has a geometry similar to the one used in the Edge Crack Torsion test and provides different combinations of mixed-mode I+III. The distribution of strain energy release rates at the crack front was estimated through the virtual crack close technique. The variation of the distance between loading actuators allows changing the mixed-mode ratio easily. A cohesive mixed-mode damage model was used to simulate damage initiation and growth considering three different mode ratios. The application of the virtual crack close technique and compliance calibration methods originate consistent results which validate the proposed test.

Coated rubber granulates obtained from used tyres for use in sport facilities: A toxicological assessment

Reuse of tire crumb in sport facilities is currently a very cost-effective waste management measure. Considering that the incorporation of the waste materials in artificial turf would be facilitated if the rubber materials are already coloured of green, coatings were developed for this purpose. This study presents the toxicological and environmental assessment made comparing the obtained emissions to the environment in terms of PAHs, heavy metals and Ecotoxicity for coated and non-coated rubber granulates. It was concluded that, among two types of coatings tested, one is particularly effective in reducing emissions to the environment meeting, at the same time, the requirements of adherence and colour stability.

A utilização de granulado técnico de borracha resultante da reciclagem de pneus é, actualmente, uma medida eficiente de gestão de resíduos. Com vista ao aumento da possibilidade de utilizações para este granulado procedeu-se à sua coloração artificial com pigmentos verdes que facilitam a sua incorporação em relva artifical para uso em recintos desportivos, Este estudo refere-se à determinação das características de toxicidade dos materiais obtidos, comparando-se as emissões de PAHs, metais pesados e ecotoxicidade para os grânulos coloridos e grânulos tal-qual. Concluiu-se que os grânulos coloridos têm menores emissões para o ambiente, cumprindo simultaneamente com os requisitos de aderência e estabilidade de cor.

Estudo de Argamassas de Base Cimentícia por Microscopia Electrónica de Varrimento

Os materiais de base cimentícia possuem uma microestrutura heterogénea e que se altera ao longo do tempo. A microscopia electrónica de varrimento é uma técnica experimental que permite a observação de materiais numa vasta gama de ampliações e à qual se pode associar análise química local. Neste trabalho descrevem-se as características fundamentais da microestrutura de materiais de base cimentícia e apresentam-se resultados experimentais da análise de argamassas de cimento Portland por microscopia electrónica de varrimento.

Cement-based materials possess a heterogeneous microstructure that changes over time. Scanning electron microscopy is an experimental technique that allows the observation of materials in a wide range of magnifications and can be associated with local chemical analysis. This work describes the fundamental microstructural characteristics of cement-based materials and presents experimental results of Portland cement mortars analysis by scanning electron microscopy

Electrochemical impedance applied to the corrosion behavior of dental amalgams in synthetic physiological fluids

The dental amalgam is a metallic alloy commonly utilized as a restorative material. In this study, Electrochemical Impedance Spectroscopy, polarisation curves and Mott-Schottky analysis were used to evaluate the physical characteristics of the passive film formed on amalgam surface; X-Ray and UV spectrophotometric analyses were also used to determine the alloy phases and possible soluble corrosion products, respectively. This study was done with Duxalloy® and Tytin® Plus samples in four different electrolytes: Phosphate Buffer Saline, Hank Solution, Artificial Saliva and NaCl 0.9%. In general, the longer the immersion time, the smaller the resistance, possibly due to film breakage; Duxalloy® presented, at the end of 168 h of immersion, a higher resistance when compared to Tytin® Plus. X-Ray analysis showed differences between the two studied brands. UV spectrophotometric analysis demonstrated a small absorption band at ~276 nm. These films kept their protective properties after 168 h of immersion

O amálgama dentário é uma liga metálica amplamente utilizada em restaurações dentárias. Neste trabalho, foram usadas a Espectroscopia de Impedância Eletroquímica, curvas de polarização e análises Mott-Schottky para avaliar as características físico-químicas do filme passivo formado sobre a superfície das amostras de amálgama. As técnicas de difração de raios X e a espectrofotometria no ultravioleta também foram utilizadas para determinar as microfases presentes, bem como a formação de possíveis produtos de corrosão que sejam solúveis, respectivamente. Os estudos foram realizados com as amostras de amálgama das marcas Duxalloy® and Tytin® Plus, imersas em quatro diferentes tipos de eletrólitos: Solução salina de tampão fosfato, solução de Hank, saliva artificial e soro fisiológico (NaCl 0,9%). Em geral, quanto maior o tempo de imersão, menor a resistência do biomaterial, devido, possivelmente, à uma ruptura do filme passivo; as amostras da marca Duxalloy® apresentaram, após 168 h de imersão, uma maior resistência quando comparada com aquela das amostras da marca Tytin® Plus. As análises por difração de raios X mostraram diferenças entre as duas marcas estudadas. As análises por espectrofotometria no ultravioleta mostraram uma banda de absorção em ~ 276 nm. Os filmes passives mantiveram suas propriedades protetoras após 168 h de imersão.

Hydrogen, the ultimate clean fuel

Hydrogen is the ideal fuel from an ecological viewpoint. Here, brief considerations are presented on its generation, relevant properties, and use for combustion purposes.

O hidrogénio é o combustível ideal do ponto de vista ecológico. Este artigo apresenta breves considerações sobre a sua produção, propriedades mais relevantes e utilização como combustível.

I - O Violino: A sublimação da madeira

Hydrogen is the ideal fuel from an ecological viewpoint. Here, brief considerations are presented on its generation, relevant properties, and use for combustion purposes.

O hidrogénio é o combustível ideal do ponto de vista ecológico. Este artigo apresenta breves considerações sobre a sua produção, propriedades mais relevantes e utilização como combustível.

Os Escoriais de Moncorvo

Este trabalho foi realizado na sequência de um outro exclusivamente dedicado ao estudo das escórias de Felgar. O objectivo deste novo estudo é o de relacionar as características das escórias existentes nos escoriais conhecidos da Região de Moncorvo [Felgueiras, Felgar, Souto da Velha, S. Pedro (Mós) Chapa Cunha e Carviçais] e que resultaram da exploração de Ferrarias, com o mesmo nome, cujas datas de funcionamento continuam por determinar. Com efeito, não foi ainda possível encontrar as ruínas das instalações fixas que, necessariamente terão existido, nem indícios dos equipamentos (fornos, insufladores de ar, martelos, bigornas, etc.) que as integrariam. Dedicadas à produção de ferro maleável, estas Ferrarias forneciam barras e chapas que ferreiros transformavam em ferramentas, alfaias agrícolas, grades e outros utensílios. Porém, não é conhecida a existência de estruturas onde o ferro de Moncorvo tivesse sido aplicado, embora haja algumas monumentais obras de arte em Portugal construídas inteiramente com ferro pudelado (Ponte de D. Maria, no Porto, Ponte sobre o Rio Lima, em Viana do Castelo, Grades da Ceia da Relação, no Porto, etc.) que terá sido importado, provavelmente da Galiza (Espanha). A observação das escórias colhidas nos escoriais acima referidos, mostra que a sua estrutura é em todos os casos semelhante o que aponta para equipamentos e metodologias de fabrico iguais ou parecidas. O facto de não serem conhecidas aplicações do ferro de Moncorvo nem terem sido encontrados, nos escoriais, fragmentos de ferro, impede que se possa avançar nestes estudos de reconhecimento das estruturas e da qualidade dos materiais fabricados. Portanto, a conclusão a tirar, aponta no sentido de haver grande semelhança de procedimentos nos fabricos das diversas Ferrarias. No entanto, ficam dúvidas relativamente à Ferraria da Chapa Cunha que, se admite, utilizaria metodologias mais evoluídas recorrendo nomeadamente, a sistemas hidráulicos para a insuflação contínua de ar nos fornos, recorrendo a trompas, e também ao accionamento de equipamentos mecânicos para a martelagem (pudelagem) necessária à remoção das escórias que acompanham e formam inclusões no bolo de ferro retirado dos fornos. Não foi possível encontrar na proximidade do edifício, considerado como tendo pertencido à Ferraria e depois recuperado para nele instalar um moinho para a moagem de cereais, qualquer fragmento de escória. Também não foram ainda encontradas as ruínas de outras dependências fixas que, necessariamente, integrariam a Ferraria e não existe qualquer terrapleno ou plataforma onde estas coubessem. Somente existe uma vala que promove o desvio da água de uma ribeira próxima que poderia integrar o sistema hidráulico acima referido e que mais tarde terá sido recuperada para a moagem de cereais.

Ce travail a été fait en continuation dun autre consacré, exclusivement, à l'étude des scories de Felgar. L'objectif de cette nouvelle étude est de rapporter les caractéristiques des scories trouvées dans la Région de Moncorvo [Felgueiras, Felgar, Souto da Velha, S. Pedro (Mós) Chapa Cunha et Carviçais], qui sont le résultat de l'exploitation des ferroneries, avec les même noms, dont les dates de fonctionnement restent à déterminer. En effet, il na pas été encore possible trouver les ruines des installations fixes, qui ont nécessairement existé, ni des indices de l'équipement utilisé (fours, soufflantes, marteaux, bigornes, etc.). Dédiées à la production de fer malléable, ces ferroneries fournissaint des barres et des tôles qui dês forgerons transformaint en dês outils industriels et agricoles, et dautres outillages. Toutefois, on ne connait pas des structures oú le fer produit à Moncorvo a été appliqué, bien que l'on trouve des oeuvres d'art au Portugal, entièrement construites en fer maléable(Pont D. Maria, à Porto, Pont sur la Rivière Lima, à Viana do Castelo, les grades de la Prison du Cour dAppel, à Porto, etc.) qui a été importé, probablement à partir de la Galice (Espagne).L'observation des scories recueillies dans les places ci-dessus rapportés, montre que leurs structures sont similaires; par cela on considere, dans tous les cas, que l'équipement et les méthodes de fabrication etaint égales ou semblables. Une fois que ne sont pas connues ni des outils ni des ouvres dart utilisant du fer Moncorvo et on na pas encore trouvé des fragments de fer dans les scories, on ne peut pas poursuivre les études, pour la reconnaissance des structures et la qualité des produits fabriqués sur place. Par conséquent, les conclusions à tirer, montrent que les equipements et les methodologies de fabrication etaint très similaires. Toutefois, des doutes subsistent en ce qui concerne la Ferronerie Chapa Cunha; en efet, il est admis, qui à cette ferronerie ont été appliquées des méthodes plus évoluées en particulier, des systèmes hydrauliques pour l'insufflation continue d'air dans le four, utilisant des trompes et mettre en marche de l'équipement mécanique de martelage des lupes pour eliminer des scories qui les accompagnent et des inclusions non métalliques comprises dans la strucure du fer. On na pas encore trouvé dans le voisinage de l'immeuble réputé avoir appartenu à Ferronerie et ensuite récupéré pour installer un moulin à broyer céréal, un seul morceau de scorie. Aussi, il ne sont pas encore trouvées les ruines d'autres dépendances fixes qui, nécessairement, integrerait la ferronerie; au voisinage il n'y a pas une plate-forme avec une dimension sufisante pour permettre batir les instalations fixes. Seulement il y a un fosse, qui permet le détournement de l'eau d'un ruisseau, qui pourrait intégrer le système hydraulique au-dessus cité et qui plus tard a été récupéré pour actionner un moulin à céréales.

This work was done in sequence of another one exclusively dedicated to the study of the Felgar slags. The aim of this new study is to relate the characteristics of slags known in the Moncorvo Region[Felgueiras, Felgar, Souto da Velha, S. Pedro (Mós) Chapa Cunha and Carviçais] which resulted from ancient smithies, with the same name. The dates of these smithies operations remain to be determined. Indeed, it wasnt still possible to find the ruins of fixed installations, which necessarily have existed, nor evidence of equipment (furnaces, air blowers, hammers, anvils, etc.), that integrated them. Dedicated to the production of malleable iron, these smithies provide rods and plates that blacksmiths turned into industrial and agricultural tools, rail and other utensils. However, it is not known where the Moncorvo iron has been applied, although there are some monumental permanent works in Portugal built entirely with "malleable iron (Ponte de D. Maria, in Porto, Bridge over the Lima River, in Viana do Castelo, The Court of Appeal Prison rails, in Porto, etc.) which was certainly imported, probably from Galicia(Spain). The observation of the slag collected in the places above mentioned, shows that its structures are similar in all cases pointing to equipment and methods of manufacture equal or similar. The fact that Moncorvo malleable iron applications are not known and not have been found fragments of iron in the slags, dont allow advances in these studies for the recognition of metallic structures and quality of materials produced. Therefore, the conclusion to be drawn, points to be very similar the equipment and methodologies used in the manufacture of all smithies. However, doubts remain regarding the Chapa Cunha Smithy,in which it was admitted the use of more advanced methods, in particular, the hydraulic systems for the continuous air insufflation in the oven and also the operation of mechanical equipment for hammering, required to remove the slag accompanying and forming inclusions in the iron "cake" produced. It wasnt yet found in the vicinity of the building deemed to have belonged to Smithy and after that recovered to install a mill to grind the grain, any piece of slag. Nor were still found the ruins of the other dependencies fixed that necessarily integrated the Smithy, and there is no one platform of enough area where they will be built. Only there is a ditch that promotes the diversion of water from a nearby small river that could integrate the hydraulic system, above mentioned, and which later was recovered for a grain mill.