1) O documento discute os desafios técnicos associados à previsão da vida útil de componentes e equipamentos, incluindo a compreensão dos regimes de desgaste. 2) Também aborda os impactos econômicos e ambientais significativos resultantes do desgaste de componentes, estimados em até 10% do PIB em alguns países. 3) Finalmente, ressalta a necessidade de uma abordagem multidisciplinar na tribologia para enfrentar esses desafios.

4. O fim de vida de componentes e equipamentos se deve á corrosão, fadiga, fluência, sobrecarga, desgaste ou á obsolescência. 01 - O desgaste de componentes e equipamentos Holmberg 2001

5. O fim de vida de componentes e equipamentos se deve á corrosão, fadiga, fluência, sobrecarga, desgaste ou á obsolescência . 01 - O desgaste de componentes e equipamentos É uma triste ironia que a companhia que inventou a “obsolescência planejada” – a decisão de fabricar carros que cairiam aos pedaços após poucos anos de forma que o freguês então tivesse de comprar um novo – se tornou agora ela própria obsoleta . Ela se recusou a fabricar automóveis que o público queria, carros que tivessem uma grande milhagem por litro de gasolina, que fossem tão seguros quanto possível, e extraordinariamente confortáveis de dirigir. Oh – e que não começassem a cair aos pedaços após dois anos. -Adeus, GM MICHAEL MOORE*-

6. Exemplo 1: Rolos de equipamento para secagem de polpa de eucalipto. 01 - O desgaste de componentes e equipamentos Azevedo 2008 Região oxidada Quais as perdas econômicas e de produtividade? Notar a expressão “região oxidada”

7. Quais as perdas econômicas e sociais? Notar a expressão “severe wear” 01 - O desgaste de componentes e equipamentos Exemplo 2: Falha de pás de turbina a vapor Azevedo 2009

8. Desgaste típico onde se nota o maior desgaste no PMS, velocidade nula. Pistão 900mm diâmetro Câmara de combustão de um motor 2T. Válvula ~250mm Exemplo 3: Falha em umcilindro de motor diesel

9. 01 - O desgaste de componentes e equipamentos Desafios técnicos para a previsão de vida de componentes e equipamentos. O desgaste acumulado (perda de massa ou de volume) atinge níveis que colocam em risco o componente, o equipamento,.... Holmberg 2001

10. 01 - O desgaste de componentes e equipamentos Desafios técnicos para a previsão de vida de componentes e equipamentos. Holmberg 2001 Waterhouse 1979 Exemplo: Fretting O tipo de óxido interposto entre os corpos que oscilam determina a intensidade e a forma de cada região da curva de vida em desgaste.

11. 01 - O desgaste de componentes e equipamentos Desafios técnicos para a previsão de vida de componentes e equipamentos. Tempo, distância percorrida, número de peças, toneladas produzidas, número de operações, ....... Perda de massa, perda de volume, variação dimensional, características geométricas (rugosidade, planicidade)... Run in Running in Amaciamento Objetivos de engenharia: Mininizar ϴ , ampliar e prever a extensão do regime permanente. Desafios: Modelos (analíticos) confiáveis do regime permanente – real entendimento do mesmo. Entendimento e previsão do amaciamento ϴ Regime permanente Run out Falha

12. Exemplo 1: 01 - O desgaste de componentes e equipamentos Desafios técnicos para a previsão de vida de componentes e equipamentos. Castro 2007

13. Exemplo 2. Modelo estatístico de previsão de desgaste na laminação Bernardes (2005)‏

14. Exemplo 2: Modelo para previsão de desgaste de cilindros na laminação Modelos permitem além da previsão de vida, o controle do processo de fabricação

15. 01 - O desgaste de componentes e equipamentos Desafios técnicos para a previsão de vida de componentes e equipamentos. Holmberg 2001 Modelos permitem além da previsão de vida, o controle do processo de fabricação mantendo as variáveis que atuam no equipamento em níveis que maximizem a extensão da região de operação, o que tecnicamente, estudaremos como regime permanente. Pires 2006

16. 01 - O desgaste de componentes e equipamento A tribologia requer, para a aplicação de seus conhecimentos, uma forte atuação multidisciplinar. Notar que são considerados apenas sistemas de engnharias

17. 01 - O desgaste de componentes e equipamento A BIO-tribologia requer, para a aplicação de seus conhecimentos, uma forte atuação multidisciplinar.

18. Abrasivo ANB 100 e aço AISI 1004, 15 N 01 - O desgaste de componentes e equipamentos Vidro # 240, AISI 1070, 20 N ( 2,83 MPa)‏ Regime permanente Regime permanente + running in Villabón 2005 Santos 2005

19. 01 - O desgaste de componentes e equipamentos Runing in, regime permanente e run out. Bernardes 2005 A determinação do regime permanente pode exigir análises mais detalhadas. Notar que no amaciamento (25 lixas) a perda de massa foi aproximadamente igual a do resto do ensaio (+175 lixas)‏

20. 01 - O desgaste de componentes e equipamentos Godoy 2006 A determinação dos regimes permanentes pode exigir apurada análise estatística. 1045 running in + regime permanente 1045 + Cr 1-x N x running in + 2 regimes permanentes

21. 01 - O desgaste de componentes e equipamentos Estruturação da tribologia (com breve histórico)‏ 9 de maio de 1966 “ ...The science and technology of interacting surfaces in relative motion and the practices related thereto” “ tribos” roçar/esfregar + “ logos” , estudo . [DOWSON, 1979 Trib. Int, 38 (2005),449 Dr. H. Peter JOST Atrito Atrito Desgaste Desgaste Atrito Desgaste 1/2 Tribologia Lubrificação

24. DADOS ECONÔMICOS - Exemplos Erosão eólica próximo ao mar: Olinda, Pernambuco Cidade de Medellin La ciudad roja Valle de Aburrá Vento n orte - s ul

25. DADOS ECONÔMICOS – Reino Unido – Jost 1966 Economias devidas a aplicação da tribologia Reino Unido 1966.[DOWSON, 1979] . Adaptado. 3036 Valores de 1966 Valores de 2002 Milhões de Libras 1518 1320 106 13 13 290

26. DADOS ECONÔMICOS Perdas econômicas. Relatório Jost e estudos posteriores 1 a 10% do PIB/PNB Sinatora 2005 1% do PNB = 17.000.000.000 R$ 6% do PNB = 104. 000.000.000 R$ Brasil/Estimativa 2004 (PNB) 1.700 bi R$ Conhecimento existente: 20% redução 3.400.000.000 R$ 20.800.000.000 R$

27. Exemplo: frota veicular paulistana 20% = - 37.500 t/ CO 2 ano 1 275 000 m 2 / 82 875 000 R$ Aço inox 41 555 000 m 2 / 15 582 000 R$ Pinheiros 187.500 toneladas CO 2 devido a atrito (15%)‏ 250g/l / (1.250.000 t/ano)‏ CO 2 / CO 2 total da frota 5 10 9 X (250)g/l 1,5 10 9 reais/ano Valor perdido por ano por atrito em veículos na cidade de São Paulo (R$/ano) ( 2,0R$/l)‏ 750 000 000 l Volume de combustível devido a perda por atrito 5 000 000 000 l/ano Consumo veicular anual médio (10 000km/ano x 5 000 000 veículos /10km/l 15% Perdas mecânicas por veículo Valor Fator

30. USP LESTE 1.000.000 m 2 Pinheiros 41X USP S. P. 4.165.644 m 2 Pinheiros 10x 20% = - 37.500 t/ CO 2 ano - 20% de Pinheiros – 8USP Zona Leste - 20% de Pinheiros - 2USP – S.P. 1 275 000 m 2 / 82 875 000 R$ Aço inox 41 555 000 m 2 / 15 582 000 R$ Pinheiros

31. Impactos sociais e ambientais O presidente Obama, agora que tomou controle da GM, necessita converter as fábricas aos novos e necessários usos imediatamente. 2. Não enfie outros US$ 30 bilhões nos cofres da GM para fabricar carros. Ao invés disso, use o dinheiro para manter a atual força de trabalho – e a maioria daqueles que foram demitidos – empregados de forma que possam construir os novos modos de transporte do século XXI. Permita que eles comecem o trabalho da conversão agora. ...... 7. Transforme algumas das fábricas vazias da GM em instalações que produzam moinhos eólicos, painéis solares e outros meios de formas alternativas de energia. Necessitamos de dezenas de milhões de painéis solares já. E há uma força de trabalho zelosa e habilitada que pode fabricá-los. -Adeus, GM MICHAEL MOORE*-

32. 1966: 1) Ensino Graduação/ Pós Graduação em Tribologia (UK) 2) Livro sobre tribologia 3) Programa governamental de pesquisa Atualização e comentários Japão [SAKURAI, 1984] – [SASADA, 1984] Alemanha [CZICHOS, 1984] URSS [AVDUEVSKY & BRONOVETS,1984] Mundo [JOST, 1990] Alemanha/ Mundo [CZICHOS, 1995] Mundo [LUDEMA, 2000] 4) Estudo Prospectivo de MATERIAIS AVANÇADOS - Relatório de Perspectivas – Fase I Dezembro 2007. Fase II Junho 2008. Brasilia – CGEE – Tribologia. Pg 107 – 118. José Daniel Biasoli de Mello. ASPECTO ECONOMICO / AMBIENTAL - Conseqüências

33. Referências HOMLBERG, K. Reliability aspects of tribology. Tribology International , 34, 801-808,2001 AZEVEDO, C.R.F., SINATORA, A. Erosion-fatigue of steam turbine blades.Engineering Failure Analysis (2009) xxx-xxx AZEVEDO, C.R.F., KLEIN, J.C. N., SINATORA, A. Erosion-fatigue of steam turbine blades.Engineering Failure Analysis (2008) 165-181 WATERHOUSE, R.B. In Scott D (Ed.), Wear Treatise on Materials Science and Technology, vol 13. Academic Press, 1979, pp 259-286, Apud HUTCHINGS, I.M., Tribology: friction and wear of engineering materials , Edward Arnold, Great Britain, 1992. CASTRO, G. FERNÁNDEZ-VICENTE, A., CID, J. Influence of the nitriding time in the wear behaviour of an AISI H 13 steel during a crankshaft forging process. Wear (2007) 1375-1385. BERNARDES, F. G. Desempenho dos cilindros de trabalho num trem acabador de chapas a quente. In. SINATORA, A. Materiais Avançados para Cilindros de Laminação. Projeto Verde Amarelo, CNPQ Processo 400622/2004-1. Relatório Final. PIRES, C.T.A., FERREIRA, H.C. SALES, R.M., SILVA, M.A. Set-up optimization for tandem coil mills: A case study. Journal of Materiails Processing Technology 173 (2006) 368-375 VILLABÓN, L Construção e instrumentação de abrasômetro do tipo roda-de-borracha para o estudo do comportamento tribológico de aços. Dissertação de Mestrado (CNPQ). 2005. PPGEMecânica EPUSP. SANTOS, M.M. Estudo da influência de lubrificante nos regimes de desgaste abrasivo (moderado e severo) de aços e ferros fundidos) Dissertação de Mestrado (FAPESP). 2005. PPGEMecânica EPUSP. BERNARDES, F.G. Desgaste abrasivo de um ferro fundido branco multi componente. Dissertação de Mestrado (FAPESP). 2005. PPGEMecânica EPUSP. GODOY, C., MANCOSU, R.D., LIMA, M.M. BRANDÃO, D. HOUSDEN, J., AVELAR-BATISTA, J.C. Influence of plasma nitriding and PAPVD Cr 1-xNx coating on the cavitation erosion resistance of an AISEI 1045 steeel. Surface & Coatings Technology 200 (2006) 5370-5378. SINATORA A. Tribologia: Um resgate histórico e o estado da arte. 2005, 32p. DE MELLO, J. D. B. Materiais Avançados para Sistemas Tribológicos in Estudo Prospectivo de MATERIAIS AVANÇADOS - Relatório de Situação (Fase I – dezembro 2007) & Relatório de Perspectivas – Fase II Junho 2008. Brasilia – CGEE 01 - O desgaste de componentes e equipamentos