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ATIVIDADE CONTEXTUALIZADA Leidson Marculino dos Santos Matricula: 01561520 Curso: Engenharia Elétrica Professor: IURY SOUSA E SILVA Tutor: Luiz Martins Pereira Neto Proposta da atividade; Texto 01 - A Estratégia Nacional de Ciência, Tecnologia e Inovação (ENCTI 2016- 2022) propõe um eficaz paradigma de inovação colaborativa no Brasil, que favoreça o estímulo ao aprimoramento das relações Universidade e Empresa e à interação entre diferentes atores e componentes do Sistema Nacional de Ciência, Tecnologia e Inovação (SNCTI), na busca de soluções para os grandes desafios sociais, econômicos e ambientais, contribuindo para a consolidação do desenvolvimento sustentável do País. Disponível em: MATERIAIS AVANÇADOS - https://antigo.mctic.gov.br/mctic/opencms/tecnologia/tecnologias_convergentes/novos_ materiais.html. Acesso em 5 de março de 2024 Texto 02 – O SENAI/SP – Materiais Avançados é uma Unidade credenciada pela EMBRAPII para desenvolver projetos de PD&I na área de competência de Tecnologia de Materiais Sustentáveis, com portfólio para atuação no desenvolvimento dos seguintes materiais e processos produtivos: Compósitos de fibras curtas e fibras longas; Polímeros termoplásticos e termofixos; Tintas, resinas e solventes; Elastômeros; e Cerâmica. Conta com equipe técnica altamente qualificada composta por pesquisadores e especialistas com experiência profissional industrial e dedicação exclusiva às atividades de PD&I e serviços complexos. A unidade conta com infraestrutura moderna e equipamentos de alta tecnologia, disponíveis para atender às demandas tecnológicas das indústrias. Destacam-se as seguintes soluções disponibilizadas pelo Instituto: Desenvolvimento de materiais poliméricos e compósitos modificados com base em análise estrutural, simulação e novas formulações; Pesquisa e desenvolvimento de materiais sustentáveis com foco em sua formulação, caracterização, análise de desempenho e validação; Desenvolvimento de aditivos e nanomateriais especiais visando novas funcionalidades e características físico-químicas dos materiais; Replacement de materiais por alternativas sustentáveis, produtos especiais de base sustentável, eco-friendly, materiais inteligentes e com insumos de fontes renováveis; e Projetos de PDI em revalorização de resíduos industriais e pós-consumo. A Unidade faz parte da rede de Institutos SENAI de Inovação que é composta por 27 institutos no Brasil para o provimento de serviços de alta complexidade e pesquisa, desenvolvimento e inovação na fase pré-competitiva. O centro ainda conta com uma equipe de pesquisadores e especialistas, dedicada à atividade de PD&I, e mais de 15 laboratórios e oficinas para a execução dos projetos. Disponível em: Unidade EMBRAPII DE TECNOLOGIA DE MATERIAIS SUSTENTÁVEIS – SENAI/SP - Materiais Avançados - https://embrapii.org.br/unidades/unidade-embrapii-de-tecnologia-de-materiais- sustentaveis-senai-sp-materiais-avancados/ De acordo com os textos expostos, entende-se que se uma empresa desejar inovar em produtos ou processos, poderá contar com o apoio da EMBRAPII e das instituições de pesquisa vinculadas ao desenvolvimento tecnológico de soluções viáveis, que venham gerar ou aumento de competitividade ou redução de custos ou de impacto ambiental. Agora Imagine-se estagiário que busca demonstrar diferencial para empregabilidade em uma empresa de reciclagem de polímeros, que tem como carro chefe a produção de sacolas plásticas. Sabe-se que o processo sopro dos filmes para produção delas exige uma seleção adequada do material reciclado, inserção de um percentual de material virgem e escolha de pigmentos para homogeneização da cor final. Outros parâmetros são velocidade, temperatura e tipo do bocal da extrusora. Pautando-se nos conhecimentos sobre materiais poliméricos, realize uma análise das possíveis falhas de processo que podem afetar a produtividade e a qualidade do produto citado, busque normas ABNT que estabelecem as suas propriedades e apresente ao menos dois (02) argumentos válidos de como uma parceria com a EMBRAPII – Unidade SENAI/SP poderia gerar soluções para os problemas produtivos e gerar ganhos para a empresa. Os materiais estão presentes ao nosso redor, estão engajados em nossa cultura e presentes em nossa mais ampla existência. A prova disso é a relação intima entre os materiais e a ascensão do homem primitivo. Tal relação acabou intitulando várias épocas de nossa civilização: a Idade da Pedra, a do Bronze e a do Ferro. E de uma maneira mais abrangente se pensarmos no gelo como material, o mesmo deu nome para uma das eras mais importante que foi a “Era do Gelo”. Os primeiros homens tiveram acesso a apenas um número bem limitado de materiais, aqueles encontrados na natureza de forma superficial como: madeira, argila, peles e outros. Com o tempo, eles descobriram técnicas para a produção de materiais que tinham propriedades superiores àquelas dos materiais naturais (superficiais); esses novos materiais incluíam as cerâmicas e vários metais. Além disso, foi descoberto que as propriedades dos materiais podiam ser alteradas através de tratamentos térmicos e pela adição de outros materiais. Ocorrendo de formas naturais ou produzidos pelo homem, os materiais têm se tornado parte integrante de nossa vida. É indubitavelmente a matéria prima de trabalho de nossa sociedade; desempenhando uma função crucial não somente em nosso desenvolvimento natural de vida, mas também no bem estar e na segurança de nações. Como prova há o desenvolvimento de muitas tecnologias que tornam nossa existência tão confortável. E tal desenvolvimento esta ligado diretamente ao acesso a materiais adequados. Mas o que são materiais? Caso você faça essa pergunta para um químico, ele ira dizer que: “materiais são uma parte da matéria no universo ou, de forma mais específica, são as substâncias cujas propriedades as tornam utilizáveis em estruturas, dispositivos ou produtos consumíveis. Como exemplo pode citar vários materiais: metais, cerâmicos, semicondutores, polímeros (plásticos), vidros, fibras, madeira, areia, pedra e vários conjugados. Didaticamente existe uma divisão na disciplina ciência e engenharia de materiais nas submateriais ciência de materiais e engenharia de materiais. Cada engenheiro ou cientista aplicado (civil, elétrico ou ambiental) está vitalmente relacionado com os materiais disponíveis para uso. Quer o produto seja uma ponte, um computador ou um reator nuclear, o engenheiro precisa ter um íntimo conhecimento das propriedades e características de comportamento dos materiais que ele se propõe a usar. Considere por um instante a variedade de materiais usados na fabricação de um automóvel: ferro, aço, vidro, plástico, borracha e etc. Para somente o aço há, aproximadamente, 2.000 variedades ou modificações. Em que se baseia a seleção do material necessário para a fabricação de uma peça específica? Ao fazer uma escolha, o projetista precisa levar em conta propriedades tais como resistência mecânica, condutividade elétrica e/ou térmica, densidade e outras. Por exemplo, o aço para mecanismos de transmissão deve ser facilmente usinado em produção, mas tem que ser suficientemente tenaz para suportar o uso pesado. Os pará choques precisam ser feitos de um metal que possa ser facilmente conformado, mas capaz de resistir à deformação sob impacto. E os fios elétricos precisam ter a capacidade de suportar os extremos de temperatura. O que podemos deduzir até aqui, é que algumas características microscópicas próprias do material irão definir suas propriedades macroscópicas. Essas características microscópicas próprias de cada material são estudadas por meio de esquemas geométricos chamados genericamente de estruturas. Em resumo estrutura significa arranjo dos seus componentes internos, sejam eles átomos, íons ou moléculas. Quando nosreferirmos a átomos, moléculas e íons usaremos o termo “estrutura atômica”. No caso de estruturas formadas com aglomerados de átomos e que podem ser vistas por observação direta com o auxílio de microscópios usaremos o termo “estrutura microscópico”. E ainda há aquelas estruturas que podemos ver a olho nu, que nesse caso serão referenciadas como “estruturas macroscópicas”. As estruturas internas dos materiais não são plenamente definidas somente especificando quais são os átomos presentes. É preciso também especificar o modo como estes se associam com seus vizinhos, em cristais, moléculas e microestruturas. Nossos esforços estarão concentrados em entender esses arranjos tridimensionais de átomos, moléculas e íons para assim podermos produzir e usar materiais de forma cada vez mais especifica. É impossível para um cientista ou engenheiros ter um conhecimento detalhado dos vários milhares de materiais atualmente disponíveis, tanto quanto manter se completamente informado de todos os novos desenvolvimentos em materiais. Aos interessados cabe, pelo menos, dispor de uma base firme e generalista sobre os princípios que regem as propriedades de todos os materiais. Um dos princípios de maior valor é que as propriedades de um material originam se na sua estrutura interna. Qualquer um pode girar botões, mas os técnicos em eletrônica devem entender dos circuitos internos se desejarem consertar um televisor eficientemente. O engenheiro de produção, tal qual o projetista, precisa conhecer as características de cada elemento do produto se estiver envolvido com o projeto ou com a melhoria de desempenho de um produto final. Da mesma forma quando se dá a instalação de uma indústria em uma determinada área florestal é papel do engenheiro ambiental selecionar materiais cujos elementos tenham propriedades que agridam menos o ambiente. Sendo imprescindível hoje essa avaliação para qualquer licenciamento ambiental. Propriedade de um dado material pode ser definida em termos do tipo e da magnitude de sua resposta a um estímulo específico que lhe é imposto. Em termos práticos seria a resposta que um dado material produz quando submetido a estímulos externos. Geralmente as definições de propriedades são elaboradas independentemente da forma e do tamanho do material. Geralmente todas as propriedades importantes dos materiais sólidos podem ser agrupadas em cinco categorias diferentes: mecânica, elétrica, magnética, óptica e deteriorativa. Para cada uma dessas categorias existe um tipo característico de estímulo que é capaz de provocar diferentes respostas. As propriedades mecânicas relacionam a deformação a uma carga ou força aplicada. Os exemplos incluem o modulo de elasticidade e a resistência. Para as propriedades elétricas, tais como a condutividade elétrica e a constante dielétrica, o estímulo é um campo elétrico. Já as propriedades deteriorativas se relacionam à reatividade química dos materiais. Além da estrutura e das propriedades, dois outros componentes importantes estão envolvidos na ciência e engenharia de materiais, que são: “processamento e desempenho”. Os materiais precisam ser processados para atingir as especificações que o engenheiro requer para o produto projetado. As etapas de um processamento mais familiar simplesmente mudam a forma da matéria, usinando ou forjando. Claro que as propriedades são importantes para um processamento fácil. Materiais extremamente endurecidos destroem imediatamente ferramentas cortantes, enquanto materiais muito macios como o chumbo podem empenar lâminas de serra, discos abrasivos e outras ferramentas. Da mesma forma materiais muito resistentes não se habilitam a deformações plásticas, principalmente se também forem não dúcteis, isto é, frágeis. Por exemplo, seria proibitivamente caro produzir chapa metálica para a maioria dos pára choques de carro com alguma coisa que não fosse o mais macio dos aços. Referências bibliográficas CALLISTER, W. D. e RETHWISCH, D. G. Estrutura dos Sólidos Cristalinos. In: CALLISTER, W. D. e RETHWISCH, D. G. Ciências e Engenharia dos Materiais: Uma introdução. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016. Cap. 3. p. 47-94. CALLISTER Jr., W. D. Estrutura dos metais e das cerâmicas. In: CALLISTER Jr., W. D. Fundamentos da Ciência e Engenharia dos Materiais: Uma abordagem integrada. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018. Cap. 3. p. 34-85. ______. Estrutura dos Polímeros. In: CALLISTER Jr., W. D. Fundamentos da Ciência e Engenharia dos Materiais: Uma abordagem integrada. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016. Cap. 4. p. 86-112. MELLO, G. B. M. Remoção de manchas de óleo em meio aquoso utilizando nanopartículas magnéticas dispersas em matriz de parafina. 2014. Dissertação (Mestrado em Ciência dos Materiais – Instituto Militar de Engenharia, Rio de Janeiro. NEWELL, J. Estrutura dos Materiais. In: NEWELL, J. Fundamentos da Moderna Engenharia e Ciências dos Materiais. Rio de Janeiro: LTC, 2010. Cap. 2. Vídeos para consulta Referências bibliográficas