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Rem: Revista Escola de Minas, Volume: 58, Número: 4, Publicado: 2005
  • Editorial Editorial

  • Toma posse a nova diretoria da Escola de Minas Notícias

  • Determinação dos parâmetros microestruturais de amostras de caulinitas usando o método de refinamento do perfil de difração de raios X Geociências

    Araújo, Jorge Corrêa de; Assis, Joaquim Teixeira de; Monin, Vladimir Ivanovitch; Bertolino, Luiz Carlos

    Resumo em Português:

    É conhecido da teoria da difração de raios X que os alargamentos das linhas de reflexões de uma amostra de pó estão associados com as imperfeições dos cristalitos, com os erros instrumentais e com efeitos da radiação utilizada. Nesse estudo, são separados os parâmetros microestruturais de duas amostras beneficiadas de caulinitas provenientes de depósitos brasileiros de diferentes regiões, usando o método de ajuste do perfil "Profile Matching", também conhecido como ajuste Le Bail, incorporado ao programa FullProf, que trata de difratogramas de raios X pelo método de Rietveld. O refinamento de Rietveld foi realizado com os dados de um material padrão LaB6, para obter os parâmetros da função instrumental e como uma forma de validar o método "profile matching". Uma função pseudo-Voigt modificada (TCHZ) foi usada para o ajuste dos perfis. Os valores das larguras integrais betah e dos parâmetros etah calculados pelo programa serviram de dados para a aplicação do "modelo" aqui denominado TCHZpV. Os resultados dos parâmetros microestruturais calculados pelos dois procedimentos foram, então, comparados com boa concordância, indicando que os tamanhos dos cristalitos constituem a maior fonte das imperfeições cristalinas das amostras de caulinita.

    Resumo em Inglês:

    From the x-ray diffraction theory, we know that the broadening of the reflection lines obtained from a powder sample may be related to some imperfection of the crystallite. Such broadening effect may also be caused by instrumental failures and dispersion of the length of the radiation. In this study, the micro structural parameters of two improved samples of kaolinites were obtained through the method of fitting profiles. This method is also known as Le Bail fitting method and was embodied in the version of FullProf, a program of Rietveld analysis. The Rietveld refinement was performed with the data obtained from the standard reference material LaB6. This refinement led to a set of instrumental function parameters and the validation method of the results obtained by the profile matching method. A modified pseudo-Voigt function (TCHZ) was used to fit the profiles. The integral broadening and the parameters, bh and hh, respectively, were calculated from the program and used as data base for the TCHZpV "model". The results of the microstructural parameters computed by both methods match well, suggesting that the size of the crystallites is the major cause of the kaolinite crystalline imperfections.
  • Distribuição do mercúrio em sedimentos de fundo no Estuário de Santos SP/Brasil Geociências

    Siqueira, Gilmar Wanzeller; Braga, Elisabete de Santis; Pereira, Simone de Fátima Pinheiro; Silva, Elisamar da

    Resumo em Português:

    Amostras de sedimentos de fundo foram coletadas e analisadas para o mercúrio no Estuário de Santos-SP. Os resultados analíticos foram revistos para contaminação antropogênica de alguns setores da área estuarina como resultado de resíduos petroquímico e metalúrgico derivados do distrito industrial de Cubatão, das atividades siderúrgicas do Estado de São Paulo (COSIPA), do porto de Santos e, finalmente, das descargas dos efluentes do emissário submarino dentro da baía de Santos. Os valores para o fator de contaminação médio (FC) obtidos para os sedimentos de fundo variam de 1 a 3, principalmente para os canais de Santos e São Vicente; entretanto, na baía de Santos, os valores de FC (abaixo de 1) indicam baixa contaminação, exceto na área de descarga do emissário submarino.

    Resumo em Inglês:

    Bottom sediment samples were collected and analyzed for mercury in the Estuary of Santos-SP. The analytical results reveal anthropogenic contamination for some sectors of this estuarine area as a result of petrochemical and metallurgical residues derived from the Industrial District of Cubatão, from the activities of the State of São Paulo Siderurgy (COSIPA), from the Santos harbor and, finally, from effluents discharged by the submarine emissary into the Bay of Santos. The values for the factor of contamination (FC) found in the bottom sediments range from 1 to 3, mainly for the channels of Santos and São Vicente; however, in the Bay of Santos the FC values (below 1) indicate low contamination except in the discharge area of the submarine emissary.
  • Helvita [Mn2+4Be3(SiO4)3S]: primeira ocorrência brasileira do mineral Geociências

    Chaves, Mario Luiz de Sá Carneiro

    Resumo em Português:

    Descreve-se a recente descoberta de helvita em um pegmatito lavrado para feldspato, em Conselheiro Pena (MG). Esse mineral ocorre em agregados de tetraedros muito bem cristalizados e, tem sido recuperado, tendo em vista amostras para colecionadores.

    Resumo em Inglês:

    This communication describes the recent discovery of helvite, from a pegmatite mined to feldspar in the Conselheiro Pena County (MG). The helvite occurs as clusters of good tetrahedral crystals, mainly mined for mineral collector destinations.
  • O uso do método dos elementos de contorno e do teorema estático da análise-limite na determinação de cargas de colapso em problemas bidimensionais Engenharia Civil

    Maciel, Weber Geovanni Mendes; Noronha, Marcos Aurélio Marques; Faria, Patrícia de Oliveira

    Resumo em Português:

    O presente trabalho considera o uso do Método dos Elementos de Contorno (MEC) na avaliação da carga de colapso de problemas em estado plano de deformação, usando o teorema estático da análise-limite. Essa análise envolve o modelo constitutivo rígido-plástico, onde uma formulação não-linear do MEC faz-se necessária. Análises não-lineares com o MEC normalmente requerem o uso de uma discretização auxiliar no domínio através de células internas. Para evitar essa discretização de domínio, o presente desenvolvimento baseia-se em uma nova formulação não-linear do MEC, recentemente desenvolvida por Noronha e Pereira, usando apenas discretização de contorno (interfaces entre subregiões da zona plastificada). Os resultados obtidos pela discretização com a nova formulação do MEC são comparados com os obtidos pelo MEC convencional e pelo Método dos Elementos Finitos (MEF). A comparação entre os diferentes resultados é feita com os valores da função de escoamento e com o valor obtido para a carga de ruptura.

    Resumo em Inglês:

    The present development considers the Boundary Element Method (BEM) for the collapse load evaluation of plane strain problems, using the static theorem of the limit analysis. This analysis is based on the rigid-plastic constitutive model, thus requiring a non-linear approach for the Boundary Element Method. Normally, non-linear analyses with BEMs require the use of an auxiliary domain discretization with internal cells. To avoid this domain discretization, the present development makes use of a new non-linear BEM approach using a pure boundary discretization recently proposed by Noronha & Pereira. The results obtained with the new BEM approach are compared with results obtained by conventional BEM and Finite Element Method (FEM). The comparison of the results for the three different approaches is based on the yield function and collapse load values.
  • Avaliação da integridade estrutural da Ponte Marechal Hermes - rio São Francisco/MG Engenharia Civil

    Brinck, Fabiana Malta; Cândido, Luiz Cláudio; Neves, Francisco de Assis das

    Resumo em Português:

    Sabe-se que a degradação que ocorre em estruturas de pontes metálicas é um problema mundial. Isto ocorre por diversas razões, como envelhecimento da ponte, aumento da carga de tráfego, ataque ambiental e, algumas vezes, devido a projetos, detalhamento e construção da estrutura inadequados. Para resolver esses problemas, procedimentos diferentes de inspeção de pontes têm sido aplicados em diferentes países. No Brasil, no entanto, parece não haver preocupação em preservar a integridade das estruturas, não sendo comum a realização de inspeções e/ou manutenções, o que pode afetar a segurança estrutural, levando à necessidade de reparos mais severos e mais caros. Esse trabalho procurou diagnosticar e propor soluções visando à minimização da corrosão desenvolvida na Ponte Marechal Hermes (rio São Francisco). Para isso, foram feitas visitas in locu e, através de inspeção visual, filmagem e registros fotográficos, coletaram-se os dados necessários para análises. Também foram coletadas amostras e, então, realizadas caracterizações química, mecânica e metalográfica do aço empregado na ponte. Fez-se modelagem através de elementos finitos, visando a analisar o comportamento estrutural da ponte com e sem danos por corrosão, o que possibilitou a verificação dos elementos estruturais mais solicitados e a influência da corrosão nessas regiões. Foram realizados ensaios com névoa salina em diferentes sistemas de pintura, visando a identificar o melhor procedimento de revestimento para proteção da ponte. Verificou-se que o emprego do sistema de pintura constituído de etil silicato de zinco, com primer epóxi-amida, rico em zinco e esmalte poliuretano alifático, foi o que apresentou melhor desempenho.

    Resumo em Inglês:

    It's known that the degradation, which occurs in steel bridge structures, is a worldwide problem. This happens for several reasons such as the bridge's advanced age, the increase of the traffic weight, environmental attacks and, sometimes, because of designs, inadequate detailment and construction of structures. In order to solve these problems, different procedures in inspection of bridges have been used in different countries. In Brazil, however, it seems there is not any concern about keeping the integrity of the structures, not being commonly used proper procedures such as inspections and maintenance of the structures that can affect its safety, causing the need of more severe and expensive repairs. This research intends to make a diagnosis and propose solutions, which aim for the least occurrence of the corrosion developed by Marechal Hermes Bridge (São Francisco River). Therefore visits were made in locus, in which visual inspection, screen and photo registers, the information necessary for the analysis, were collected. Some samples were also collected and than, chemical, mechanical and metalographic characterizations were made on the steel used on the bridge, besides the analysis of the corrosion. The numerical modeling was made by using the finite element method, which aimed to analyze the structural behavior of the bridge with or without damages made by corrosion in these areas. There were made tests with salt spray in different systems of painting which aims to identify the best procedure of covering in order to protect the bridge. It was verified that the use of etil silicate of zinc, with primer epoxy-amide, rich in zinc and aliphatic varnish polyurethane was the one which presented the best performance.
  • Formulação numérica, via MEF, de problemas de adensamento considerando a variação do nível d'água Engenharia Civil

    Pinto, Marcelo Antonio Furtado; Nogueira, Christianne de Lyra

    Resumo em Português:

    Esse artigo apresenta a formulação isoparamétrica, via MEF, de problemas de adensamento devido à variação do nível d'água em termos das variáveis primárias: deslocamentos e carga hidráulica total. A superfície livre, durante o regime de escoamento transitório, é considerada como um contorno móvel e, para sua localização, é adotado o processo de fluxo residual. A estratégia de redução da permeabilidade, necessária para minimizar o fluxo nas regiões com poro-pressões negativas, foi adotada nesse artigo. O modelo numérico apresentado foi implementado no programa computacional ANLOG para solução de problemas em estado plano de deformação. São apresentados exemplos que validam a formulação apresentada.

    Resumo em Inglês:

    A fully coupled isoparametric formulation based on the finite element method to solve consolidation problems due to the drawdown of the water table is presented in this paper. The primary variables of this formulation are displacement and total hydraulic head. The free surface is considered as a changing contour and its location is determined by the use of the residual flow procedure, in which the water, firstly stored in the porous of the soil between two consecutive free surfaces, is imposed as a flow across the actual free surface. A strategy to reduce the permeability, necessary to minimize the flow in regions with negative pore pressure, is adopted. The numerical model is implemented in an ANLOG computational code to solve problems in a plane strain state. Examples to validate this formulation are presented.
  • Análise teórico-experimental de ligações parafusadas em perfis formados a frio Engenharia Civil

    Morais, Cassius Soares; Silva, Alexandre Camillo da; Ribeiro, Luiz Fernando Loureiro; Freitas, Arlene Maria Sarmanho

    Resumo em Português:

    Nesse trabalho, são apresentados estudos teórico-experimentais para avaliação do comportamento de ligações viga-coluna parafusadas, utilizando seções transversais em perfis de aço formados a frio de paredes finas. O programa experimental consiste de seis testes experimentais com dois tipos de protótipos. Com os resultados obtiveram-se a curva momento-rotação, a rigidez da ligação, bem como os momentos últimos e seu mecanismo de colapso.

    Resumo em Inglês:

    This paper presents a theoretical-experimental study to evaluate the behavior of bolted beam-column connections of thin-walled cold-formed steel sections. The experimental program consists of six tests with two different prototypes. The moment-rotation curves, the stiffness connection, ultimate moment and collapse modes were obtained from the tests.
  • Análise numérica do processo de ressecamento de um rejeito fino da mineração de ferro Engenharia Civil

    Almeida, Francisco Eduardo; Oliveira Filho, Waldyr Lopes de; Nogueira, Christianne de Lyra

    Resumo em Português:

    Soluções analíticas para o processo de ressecamento de um solo fino mole de alta compressibilidade, como os rejeitos finos da mineração, são de difíceis obtenções, dado a não linearidade das propriedades constitutivas do material e a complexidade das condições de contorno, que influenciam as análises desse fenômeno. Assim, o emprego de modelos numéricos, para solução desses problemas, torna-se mais vantajoso. Esse artigo apresenta um modelo numérico para análises do processo de ressecamento de um rejeito fino proveniente do beneficiamento de minério de ferro. Com base na teoria proposta por Abu-Hejleh (1993) e implementado num programa computacional de diferenças finitas, esse modelo foi calibrado a partir dos dados de um estudo de ressecamento realizado, preliminarmente, em campo e de ensaios de laboratório, para a determinação dos parâmetros constitutivos do rejeito fino. A satisfatória concordância, entre os dados das simulações e os verificados no estudo em campo, atestou a precisão do modelo obtido na análise do ressecamento do material, indicando ser o mesmo aplicável a estudos futuros, que tenham, por objetivo, aumentar a eficiência do processo de ressecamento.

    Resumo em Inglês:

    To obtain analytical solutions for desiccation analyses of soft soil such as mine tailing slimes is difficult because of the non-linearity of the material constitutive relationships and complexity of the problem boundary conditions. Thus, it is more attractive to use of numerical models to address the desiccation phenomenon. This paper presents a numerical model for desiccation of a fine mine tailings produced by milling processes of iron ore. The modeling is based on the theory proposed by Abu-Hejleh (1993) and uses a finite difference computer code associate to that theory. This model was calibrated using field data from a previous work and results from laboratory tests. Good agreement was found between simulation results and field observations suggesting applicability of the numerical model in future designs to enhance effectiveness of the desiccation process.
  • Desenvolvimento de ferramenta computacional para auxílio ao projeto de gemas lapidadas Metalurgia & Materiais

    Martins-Filho, Luiz S; Mol, Adriano A; Rocha, Ronilson

    Resumo em Português:

    Esse trabalho apresenta um estudo sobre ferramenta computacional para auxílio ao projeto de lapidação de gemas. O material escolhido para o estudo é o quartzo hialino. São apresentados aspectos de desenvolvimento histórico do processamento de gemas e também os diagramas de lapidação e seus principais parâmetros. Para a determinação do grau de eficiência de um modelo de lapidação, são propostos dois critérios: a brilhância e o aproveitamento em peso. A ferramenta computacional, a ser utilizada na estimação desses resultados de um determinado projeto, baseia-se nas redes neurais artificiais. A validação da ferramenta proposta utiliza testes sobre dados de 62 diferentes projetos de lapidação.

    Resumo em Inglês:

    This paper presents a study on a Computer-aided-design (CAD) tool for lapidary design. The material chosen is rock crystal quartz. Aspects of historical development of gemstone lapidary, faceting diagrams and faceting parameters are presented. Two criteria are proposed to assess the efficiency of a given lapidary design: brilliance and yield. To estimate these two results, the tool developed is based on artificial neural networks. Tests with 62 different lapidary designs were used to validate the proposed CAD tool.
  • Remoção de metais pesados em resíduos sólidos: o caso das baterias de celular Metalurgia & Materiais

    Souza, Ronie Magno P; Leão, Versiane Alves; Pina, Pablo dos Santos

    Resumo em Português:

    No presente trabalho, estudou-se a recuperação de níquel, cádmio e cobalto presentes em baterias recarregáveis, através de técnicas hidrometalúrgicas. Experimentos de lixiviação, realizados à temperatura de 25ºC e com relação sólido/líquido de 1/10, mostraram que podem ser obtidos rendimentos de lixiviação acima de 90% para os metais desejados em 2h de ensaio e trabalhando-se com uma solução contendo ácido sulfúrico e ácido nítrico, nas respectivas concentrações de 2mol/L e 0,5mol/L. Em seguida, foi estudada a separação seletiva dos metais por extração por solventes. Nessa etapa, realizada a 25ºC e com uma relação fase aquosa/fase orgânica de 1/1, estudou-se a influência do pH sobre a seletividade dos extratantes D2EHPA e CYANEX 272 na extração de cada metal em questão. Verificou-se que em pH 2,5, trabalhando-se com o extratante D2EHPA, consegue-se extrair 90% de cádmio, 10% de cobalto e não há extração de níquel. Para o extratante CYANEX 272, em pH 5,5, conseguem-se extrações acima de 95% do cádmio e do cobalto e, aproximadamente, 5% de extração de níquel. Portanto um esquema de separação envolveria o extratante D2EHPA para separar cádmio do níquel e do cobalto e, em seguida, o extratante CYANEX 272 seria usado para separar níquel e cobalto. Excelentes resultados foram obtidos mostrando a viabilidade do processo e da metodologia empregada.

    Resumo em Inglês:

    This work sought to study cadmium, cobalt and nickel recovery from Ni-Cd batteries applying hydrometallurgical techniques. Leaching experiments were carried out at 25ºC for a 1/10 solid/liquid ratio. It was shown that leaching kinetics is faster if an oxidant is applied: over 90% metals extraction could be achieved for 2mol/L and 0.5mol/L sulfuric and nitric acid respectively in 2 hours. Moreover the metals could be selectively separated by solvent extraction. It was studied the effect of pH on the extraction of the tree metals using two different extractants (D2EHPA and CYANEX 272). The experiments were carried out at 25oC for a phase ratio (A/O) of 1. It was observed that loadings of 90% cadmium, 10% cobalt and 0% nickel could be obtained for D2EHPA at pH 2.5. Besides, CYANEX 272 uptakes 95% cadmium, 95% cobalt and 5% nickel at pH 5.5. Consequently D2EHPA can be applied to separate cadmium from cobalt and nickel. Following nickel and cobalt can be selectively obtained using CYANEX 272. The process proposed can be successfully applied to recovery heavy metals from Ni-Cd batteries.
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