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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
O DEPARTAMENTO
Durante o período de setembro de 2014 a setembro de 2015 o Departamento de
Engenharia Mecânica (DEM), por meio de seus servidores, esteve engajado em diversas
atividades de ensino, pesquisa e extensão. Estas compreenderam atividades docentes de
graduação e pós graduação, incluindo trabalhos de conclusão de curso, iniciação
científica e mestrado, gerando várias publicações. Apresentar um resumo destas
atividades é foco do presente relatório.
O Departamento de Engenharia Mecânica faz parte do Centro de Tecnologia da
Universidade Federal de Santa Maria que promove a cooperação entre os
Departamentos de Engenharia Elétrica, Engenharia Química, Engenharia de Produção e
com o Colégio Técnico Industrial de Santa Maria. Além da cooperação entre
Departamentos do Centro de Tecnologia temos também projetos de máquinas agrícolas
em conjunto com o Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola (Área de
Mecanização Agrícola).
Outra importante demanda do departamento é o novo curso de Engenharia
Aeroespacial, que teve início no primeiro semestre de 2015 e proporcionou a
contratação de novos doutores para o departamento.
PROJETOS E ATIVIDADES
- Laboratório de Projeto de Sistemas Técnicos
Coordenado pelo professor Leonardo Nabaes Romano (Dr. em Eng. Mecânica), tem por
objetivo promover a realização de pesquisas de Iniciação
Científica/Mestrado/Doutorado nas áreas de Engenharia Mecânica, Engenharia
Agrícola, Desenho Industrial e Engenharia de Produção, e também de participar da
orientação de estágios curriculares de graduação voltados para a integração do
conhecimento do grupo com empresas de manufatura de produtos industriais. Os
resultados das pesquisas contribuem para a melhoria do processo de desenvolvimento
de sistemas técnicos, sejam estas traduzidas em ações tecnológicas-científicas de projeto
de máquinas propriamente ditas, sejam na sistematização do processo de
desenvolvimento pelo qual se obtém as mesmas.
Dentro os projetos em desenvolvimento no presente período, destacam-se:
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- Desenvolvimento de um modelo de análise de viabilidade econômica e financeira
aplicado ao projeto de máquinas agrícolas. Com a evolução do mercado agrícola no
cenário mundial, as empresas brasileiras estão alinhando suas atividades para um
melhor gerenciamento de seus projetos, buscando otimizar custos e oferecer produtos
com qualidade superior, mas com um preço adequado. Neste contexto o presente projeto
tem por objetivo desenvolver um modelo de análise de viabilidade econômica e
financeira de projetos de desenvolvimento de máquinas agrícolas. Envolve a realização
de um estudo de caso em uma empresa multinacional de referência na produção de
máquinas e equipamentos agrícolas. O modelo a ser proposto poderá servir às empresas
de pequeno e médio porte para avaliação de seus processos de análise econômica-
financeira.
- Modelagem do processo de planejamento da mecanização agrícola. Esta pesquisa
está centrada no contexto do agronegócio brasileiro e tem como tema a modelagem de
processos, com foco na descrição e modelagem do processo de planejamento da
mecanização agrícola nas empresas rurais. A partir da ênfase da pesquisa que tem como
objetivo geral criar um modelo de referência para o planejamento da mecanização
agrícola. A fim de atingir os objetivos o autor se ampara na bibliografia para promover a
ambientação entre o contexto e o foco da pesquisa, mas aborda outras áreas do
conhecimento que são essenciais ao desenvolvimento da tese, como delineamento de
sistemas, processos, planejamento, planejamento da mecanização agrícola além da
modelagem de processos. A aproximação da teoria com a prática ocorre através da
modelagem do processo de planejamento da mecanização agrícola utilizado no Núcleo
de Ensaio de Máquinas Agrícolas da Universidade Federal de Santa Maria, descrito e
formalizado a partir de entrevista com os pesquisadores do NEMA e, num segundo
momento com a coleta de dados a campo, realizado em empresas rurais da região centro
do Estado do Rio Grande do Sul. Ao final destas ações e depois de analisados os
resultados, pretende-se atingir o objetivo que é elaborar um modelo de referência para o
planejamento da mecanização agrícola.
- Projeto um simulador de chuva, para utilização em pesquisas de persistência de
agrotóxicos e erosão de solos, em campo. Estudos sobre o efeito das chuvas em
pesquisas de persistência de agrotóxico e erosão de solos são difíceis de serem
realizados com chuva natural, pois não se tem controle sobre a duração, intensidade,
distribuição e tipo de chuva. Uma alternativa que se apresenta é a utilização de
simuladores de chuvas que permitem controlar as características das mesmas e têm a
vantagem de poderem ser utilizados a qualquer tempo. Entretanto, atualmente a
realização destes experimentos está limitada pela falta de mobilidade do equipamento,
restringindo assim a realização de pesquisas a campo que dariam uma melhor qualidade
de resultados. A partir desta premissa, este trabalho tem como objetivo o projeto de um
equipamento para a simulação de chuva móvel, que será utilizado em estudos e
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pesquisas de persistência de agrotóxico e erosão de solos capaz de ser instalado a
campo, e com controle automatizado de vazão e pressão.
- Modelagem do processo de planejamento da mecanização agrícola. Esta pesquisa está
centrada no contexto do agronegócio brasileiro e tem como tema a modelagem de
processos, com foco na descrição e modelagem do processo de planejamento da
mecanização agrícola nas empresas rurais. A partir da ênfase da pesquisa que tem como
objetivo geral criar um modelo de referência para o planejamento da mecanização
agrícola. A fim de atingir os objetivos o autor se ampara na bibliografia para promover a
ambientação entre o contexto e o foco da pesquisa, mas aborda outras áreas do
conhecimento que são essenciais ao desenvolvimento da tese, como delineamento de
sistemas, processos, planejamento, planejamento da mecanização agrícola além da
modelagem de processos. A aproximação da teoria com a prática ocorre através da
modelagem do processo de planejamento da mecanização agrícola utilizado no Núcleo
de Ensaio de Máquinas Agrícolas da Universidade Federal de Santa Maria, descrito e
formalizado a partir de entrevista com os pesquisadores do NEMA e, num segundo
momento com a coleta de dados a campo, realizado em empresas rurais da região centro
do Estado do Rio Grande do Sul. Ao final destas ações e depois de analisados os
resultados, pretende-se atingir o objetivo que é elaborar um modelo de referência para o
planejamento da mecanização agrícola.
- Desenvolvimento de um modelo de análise de viabilidade econômica e financeira
aplicado ao projeto de máquinas agrícolas. Com a evolução do mercado agrícola no
cenário mundial, as empresas brasileiras estão alinhando suas atividades para um
melhor gerenciamento de seus projetos, buscando otimizar custos e oferecer produtos
com qualidade superior, mas com um preço adequado. Neste contexto o presente projeto
tem por objetivo desenvolver um modelo de análise de viabilidade econômica e
financeira de projetos de desenvolvimento de máquinas agrícolas. Envolve a realização
de um estudo de caso em uma empresa multinacional de referência na produção de
máquinas e equipamentos agrícolas. O modelo a ser proposto poderá servir às empresas
de pequeno e médio porte para avaliação de seus processos de análise econômico-
financeira.
- Laboratório de Motores
O Grupo de Pesquisa em Motores, Combustíveis e Emissões, possui estrutura física
própria com salas de aula, salas de estudos e para professores, além de três células para
testes em motores equipadas com dinamômetro, sistema de aquisição de dados e
controle, dois laboratórios de montagem e espaço para ensaios com veículos
automotores.
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Além desta estrutura, recentemente foi adquirido um dinamômetro veicular de rolos que
permitirá a simulação de motores e veículos em condições reais de operação, testes
acústicos, vibracionais e de emissões, este em fase de instalação.
O foco do Grupo de Pesquisa é a realização pesquisa e desenvolvimento de motores,
combustíveis, processos alternativos de combustão, tecnologias de controle de emissões
e gerenciamento eletrônico de motores. Visando eficiência, redução de emissões,
combustíveis alternativos e conceitos inovadores para motores, as pesquisas já
resultaram em artigos em periódicos e apresentações em congressos. Além das
pesquisas realizadas, o grupo fornece apoio às equipes de competição existentes. O
grupo tem como integrantes os professores Mario Eduardo Santos Martins, Paulo
Romeu Moreira Machado, Leonardo Nabaes Romano e Fernando Mariano Bayer (MSc.
em Eng. Mecânica) do CTISM, também conta com a participação do professor Miguel
Neves Camargo (Dr. em Eng. Agrícola).
Atualmente entre as pesquisas feitas pelo grupo destacam-se os seguintes projetos:
(i) Avaliação do Impacto de Diferentes Geometrias de Sistemas de Escapamento no
Desempenho e Eficiencia de Motores de Combustão Interna;
(ii) Gerador Síncrono de Imã Permanente com Velocidade Variável Utilizando Motor à
Álcool;
(iii) Avaliação Computacional e Experimental da Influência da Concentração de Água
no Etanol no Desempenho de Motores Ciclo Otto;
(iv) o grupo ainda coordena, juntamente com da graduação, o projeto e a fabricação de
pequenos motores de combustão interna, destacando-se neste ano o projeto de um motor
de dois cilindros dispostos em V de alta performance, de 23kW a 7.000rpm.
PARCERIAS
As relações do Laboratório de Projeto de Sistemas Técnicos e do Laboratório de
Motores com diferentes empresas são de vital importância para o desenvolvimento de
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projetos e pesquisas pelo grupo. O apoio dado pelas empresas resulta em patrocínios
para as equipes de competição, o que leva a melhorias no Fórmula UFSM, Aerodesign e
Baja SAE. Destaca-se também a parceria estabelecida com a empresa AVL por meio do
AVL – AST University Partnership. O apoio dado pela AVL através das licenças de
software de simulação dá a oportunidade de realização de diversas pesquisas em
motores, permitindo o desenvolvimento conjunto dos envolvidos.
COMPETIÇÕES UNIVERSITÁRIAS
- PROJETO FÓRMULA SAE
A Equipe Fórmula UFSM é um projeto extracurricular vinculado ao Departamento de
Engenharia Mecânica, que participa da Formula SAE, uma competição estudantil que
desafia os acadêmicos a projetar, construir, testar e competir com um protótipo veicular
de alto desempenho.
Para isso, os acadêmicos precisam se organizar de forma semelhante à uma empresa,
respeitando prazos de projetos e relatórios, hierarquia entre os membros, além de
dedicação, foco e pró-atividade.
No último ano, a equipe participou da Competição SAE Brasil - Petrobrás de Fórmula
SAE, conquistando o 3º lugar geral da competição. Essa conquista credenciou a equipe
a representar o Brasil na Formula SAE West Lincoln 2015, realizada nos Estados
Unidos.
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- PROJETO SAE BAJA
O projeto Baja SAE é um desafio lançado aos estudantes de engenharia que oferece a
chance de aplicar na prática os conhecimentos adquiridos em sala de aula, visando
incrementar sua preparação para o mercado de trabalho. Como uma atividade
extracurricular, trata-se de um projeto que envolve quase todas as áreas de
conhecimento da engenharia mecânica.
Representado pela Equipe Bombaja, o Projeto SAE Baja da UFSM participou da
Competição Baja SAE Brasil. A equipe conquistou a 26° colocação, entre 74
participantes.
Houve também a participação na Competição Baja SAE Brasil – Etapa Sul, onde
conquistou a 6° colocação geral.
A equipe Bombaja é constituída atualmente por cerca de 20 alunos não só da
Engenharia Mecânica, mas também dos cursos de Engenharia Elétrica, Controle e
Automação e, recentemente, incluiu acadêmicos do curso de Comunicação Social
resultado da nova parceria da equipe com o curso, através de uma assessoria de
comunicação.
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PUBLICAÇÕES NO PERÍODO 2014/2015
-PERIÓDICOS
TIBOLA, JONAS ROBERTO; LANZANOVA, THOMPSON DIÓRDINIS
METZKA; MARTINS, MARIO EDUARDO SANTOS; GRÜNDLING, HILTON
ABÍLIO; PINHEIRO, HUMBERTO. Modeling and speed control design of an ethanol
engine for variable speed gensets. Control Engineering Practice, v. 35, p. 54-66, 2015.
AMBRÓS, W.M.; LANZANOVA, T.D.M.; FAGUNDEZ, J.L.S.; SARI, R.L.;
PINHEIRO, D.K.; MARTINS, M.E.S.; SALAU, N.P.G.. Experimental analysis and
modeling of internal combustion engine operating with wet ethanol. Fuel (Guildford), v.
158, p. 270-278, 2015.
MARTINS, MARIO; LANZANOVA, THOMPSON; SARI, RAFAEL . Low Cost Wet
Ethanol for Spark-Ignited Engines: Further Investigations. SAE International Journal of
Fuels and Lubricants, v. 8, p. 367-373, 2015.
MARTINS, MARIO E.S.; LANZANOVA, THOMPSON D.M.. Full-load Miller cycle
with ethanol and EGR: Potential benefits and challenges. Applied Thermal Engineering,
v. 90, p. 274-285, 2015.
TATSCH, G. A.; TAGLIEBER, V. H.; LANZANOVA, THOMPSON DIÓRDINIS
METZKA; SARI, R.; GORCK, C. L. C.; MARTINS, MARIO. Cylinder Pressure
Based Engine Calibration of a Formula SAE Racing Engine. SAE Technical Paper
Series, v. 1, p. 2, 2014.
FAGUNDEZ, J. L. S.; Salau, N.; MARTINS, MARIO EDUARDO SANTOS;
LANZANOVA, THOMPSON DIÓRDINIS METZKA. Heat Transfer Evaluation of an
Internal Combustion Engine Operating at Wet Ethanol Fuel - Part B. SAE Technical
Paper Series, v. 1, p. 2, 2014.
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BUENOS, A. A.; PEREIRA JR., P.; MEI, P. R.; SANTOS, A. A.. Influence of Grain
Size on the Propagation of LCR Waves in Low Carbon Steel. Journal of Nondestructive
Evaluation, v. 33, p. 562-570, 2014.
LOURENCENA CALDAS FRANKE, LUCAS; ADDIS VALVERDE SALVADOR,
CESAR. Zero-Dimensional Model of the System: Combustion Chamber, Nozzle and
Turbine for Electrical Generation. International Review of Mechanical Engineering
(Testo Stampato), v. 8, p. 924-930, 2014.
WANDSCHER, VF; BERGOLI, CD; LIMBERGER, IF; ARDENGHI, TM;
VALANDRO, LF. Preliminary Results of the Survival and Fracture Load of Roots
Restored With Intracanal Posts: Weakened vs Nonweakened Roots. Operative
Dentistry, v. 39-5, p. 140206122500009, 2014.
OLIVEIRA, L. C.; WEBER, H. S.. Otimização do caminho da ferramenta na produção
de peças com formato complexo. Maquinas e Metais, v. 50, p. 40-55, 2014.
ANTONELLO, M. G.; ROMANO, L. N.; MARTINS, M. E. S.. A importância do
processo de sistematização de conhecimentos para o desenvolvimento de produtos.
Espacios (Caracas), v. 36, p. 12-25, 2015.
FRANTZ, ULISSES GIACOMINI; SCHLOSSER, JOSÉ FERNANDO; ROMANO,
LEONARDO NABAES; FARIAS, MARCELO SILVEIRA DE; RODRIGUES,
FABRÍCIO AZEVEDO. Requisitos de clientes para o desenvolvimento de um
implemento a fim de fechar taipas abertas para drenagem. Ciência Rural (UFSM.
Impresso), v. 45, p. 667-673, 2015.
-CONGRESSOS
BUENOS, A. A.; PEREIRA JR., P.; SANTOS JR., A. A.. Influência da Textura nas
Medições de Propagação das Ondas Longitudinais Criticamente Refratadas (LCR). In:
12º Encontro Regional de END e Inspeção, 2014, Caxias do Sul. 12º Encontro Regional
de END e Inspeção, 2014.
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BUENOS, A. A.; MANENTI, D.; ROMANO, L. N.; SCHOLZ, F. J.. Planejamento e
Projeto Informacional de uma Estrutura para um Sistema de Descarga de Silos de
Armazenagem de Grãos. In: XXX Jornal Acadêmica Integrada, 2015, Santa Maria.
XXX Jornal Acadêmica Integrada, 2015.
BUENOS, A. A.; MANENTI, D.; ROMANO, L. N.; SCHOLZ, F. J.. Planejamento e
Projeto Informacional de um Sistema de Movimentação para Descarga de Silos de
Armazenagem de Grãos. In: XXX Jornada Acadêmica Integrada, 2015, Santa Maria.
XXX Jornada Acadêmica Integrada, 2015.
BUENOS, A. A.; SANTOS JR., A. A.; PEREIRA JR., P.; SUTILI, G. C.. Análise dos
Fatores de Influência no Desenvolvimento de um Dispositivo Ultrassônico para
Medição de Tensões em Componentes Estruturais. In: XXX Jornada Acadêmica
Integrada, 2015, Santa Maria. XXX Jornada Acadêmica Integrada, 2015.
RUGGERI, M.; SILVA, R. G. A.; de SOUZA, C. E.. Aeroelastic Simulations of
Flexible Aircraft with the Commercial Structural Solver Abaqus. In: International
Forum on Aeroelasticity and Structural Dynamics, 2015, Saint Petersburg. International
Forum on Aeroelasticity and Structural Dynamics, 2015.
de SOUZA, C. E.; PIRES, J. C. P.; OLIVEIRA, B. F. . Failure evaluation of wind
turbine blades considering influence of environment, load cases and stacking sequences.
In: Ibero-Latin American Congress on Computational Methods in Engineering
(CILAMCE), 2014, Fortaleza, CE. XXXV Ibero-Latin American Congress on
Computational Methods in Engineering in Fortaleza, 2014.
SEIXAS, A. R.; ROMANO, L. N.. Análise comparativa dos requisitos de clientes no
desenvolvimento da concepção de uma embaladora de talheres. In: 29ª Jornada
Acadêmica Integrada - JAI, 2014, Santa Maria. 29ª JAI. Santa Maria:
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA, 2014.
BENDER, A. R. K.; ROMANO, L. N.. Projeto preliminar de um sistema técnico para
descasque de mandioca: Definição de leiaute e arquitetura do produto. In: 29ª Jornada
Acadêmica Integrada - JAI, 2014, Santa Maria. 29ª JAI. Santa Maria:
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA, 2014.
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SANTOS, C. G.; ROMANO, L. N.; BONALDO, S. A.; VOGEL, G. F.; BOELTER, N.
M.. Fluxo de informação do software para automação e controle de um simulador de
chuva. In: 29ª Jornada Acadêmica Integrada - JAI, 2014, Santa Maria. 29ª JAI. Santa
Maria: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA, 2014.
MALETZ, E. R.; ROMANO, L. N.; BELINAZZO, W. V.; MESSERSCHMIDT, P. H.
Z.. Sistema de tração acoplável à cadeira de rodas. In: 29ª Jornada Acadêmica Integrada
- JAI, 2014, Santa Maria. 29ª JAI. Santa Maria: UNIVERSIDADE FEDERAL DE
SANTA MARIA, 2014.
FELDMANN, I. A. G.; ROMANO, L. N.; SANTOS, C. G.; BOELTER, N. M.;
RODRIGUES, J. L.; VOGEL, G. F.. Características técnicas de simuladores de chuva.
In: 29ª Jornada Acadêmica Integrada - JAI, 2014, Santa Maria. 29ª JAI. Santa Maria:
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA, 2014.
RODRIGUES, J. L.; ROMANO, L. N.; BOELTER, N. M.; SANTOS, C. G.; VOGEL,
G. F.; FELDMANN, I. A. G.. Análise funcional para o projeto da estrutura de um
simulador de chuva móvel. In: 29ª Jornada Acadêmica Integrada - JAI, 2014, Santa
Maria. 29ª JAI. Santa Maria: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA,
2014.
TATSCH, M. P.; ROMANO, L. N.; SCHLOSSER, J. F.; DALLMEYER, A. U.;
SANTOS, C. G.. Fatores de influência no processo de planejamento da mecanização
agrícola. In: 29ª Jornada Acadêmica Integrada - JAI, 2014, Santa Maria. 29ª JAI. Santa
Maria: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA, 2014.
BOELTER, N. M.; ROMANO, L. N.; RODRIGUES, J. L.; FELDMANN, I. A. G.;
SANTOS, C. G.; VOGEL, G. F.. Análise da operação do simulador de chuvas para
definição da função global do sistema hidráulico. In: 29ª Jornada Acadêmica Integrada -
JAI, 2014, Santa Maria. 29ª JAI. Santa Maria: UNIVERSIDADE FEDERAL DE
SANTA MARIA, 2014.
- DISSERTAÇÕES DE MESTRADO
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JOELSON ALMEIDA BILHÃO. VIABILIDADE TÉCNICO-ECONÔMICA DO USO
DO ETANOL SUPER-HIDRATADO EM MOTORES DE CICLO OTTO. 2015.
Dissertação (Mestrado em PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA
DE PRODUÇÃO) - Universidade Federal de Santa Maria. Orientador: Mario Eduardo
Santos Martins.