ATPS Materiais de Construção

DESAFIO

Muitos engenheiros, de diversas áreas, irão se deparar em algum momento com problemas relacionados à área de materiais. Os objetivos de se estudar materiais de construção mecânica são em geral investigar as estruturas e propriedades desses e procurar produzi-los de acordo com propriedades predeterminadas.

Quanto mais o engenheiro ou demais profissionais envolvidos na área conhecerem as características e propriedades desses materiais, mais bem preparados estarão para fazer escolhas adequadas e confiáveis baseados nos critérios de seleção que envolvam condições de serviço, deterioração das propriedades em que o material estará sujeito e, outra preocupação importante, é em relação aos fatores econômicos relacionados ao preço do produto finalizado. O profissional também não pode esquecer, que apesar de se ter reunido muitas informações sobre materiais, encontrados em livros técnicos, é necessário o desenvolvimento de novos materiais, que além de apresentarem novas tecnologias, sejam compatíveis com os critérios de preservação ambiental tanto na sua produção quanto na sua utilização.

Objetivo do desafio

Um recipiente comum que é fabricado a partir de diversos tipos de materiais são os vasilhames de bebidas, que podem ser comercializados em latas metálicas, garrafas de vidros e garrafas plásticas. O desafio consiste em elaborar um vasilhame de bebidas metálico que armazene uma substância líquida, a ser definido pelo grupo, que apresente características de criatividade, utilidade, inovação, sustentabilidade e que seja viável para ser processado por uma empresa na área de materiais.

ETAPA 1

Aula-tema: Estruturas Cristalinas. Imperfeições em Sólidos.

Essa atividade é importante para compreender a relação entre a estrutura e as propriedades dos materiais e saber classificar um determinado tipo de material.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

Passo 1

1. Pesquisar em livros da área, revistas e jornais ou sites da internet as principais

características dos materiais que apresentam as classificações básicas que são os metais,cerâmicas, polímeros e compósitos.

Bibliografia complementar

• ASKELAND, Donald R.; PHULÉ, Pradeep P. The science and engineering of materials. 4. ed. California: Brooks/Cole-Thomson Learning, 2003.

• CALLISTER JR., William D. Fundamentos da Ciência e Engenharia de Materiais. 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009.

• VAN VLACK, Lawrence Hall. Princípios de Ciência e Tecnologia dos Materiais. 4. ed. Rio de Janeiro: Campus, 2003.

Metais

Classificações:

Ligas ferrosas: Ferro fundido, Aço carbono e outros.

Ligas não ferrosos: Aços inoxidáveis, Cobre, Alumínio e outros.

Característica:

Ótimo condutores de elétricos

Ótimo condutores de Térmicos

Alta densidade

Alto ponto de fusão e ebulição

Alta resistência a tração

Alta mobilidade ou ductilidade

Cerâmicos

Classificações:

Vidros, Produtos a base de argila, cimentos e outros.

Característica:

Alta Dureza

Muito Frágil

Elevado ponto de fusão

Ótimo isolante elétrico e térmico

Alta resistência à compressão

Alta resistência à corrosão

Baixa densidade

Polímeros

Classificações:

Plásticos, borrachas e outros.

Característica:

Ótimo isolante elétrico e térmico

Baixa densidade

Alta flexbilidade

Alta resistência à corrosão

Compósitos

Classificações:

Polímero com fibra de vidro, Fibra de carbono, Fibra natural, Cimentos armado, Pneus de banda de aço, Fibra de vidro e outros

Característica:

Leveza e facilidade de transporte

Resistência química

Flexibilidade Arquitetônica

Alta durabilidade

Fácil Manutenção

Alta resistência Mecânica

Feito sobmedida

2. Completar a tabela 1 apresentada a seguir de acordo com os estudos realizados no passo 1 sobre as noções básicas de materiais metálicos.

Tabela 1 – Características das estruturas cristalinas de sistema cúbico.

Passo 2

1. Definir em equipe, de acordo com o estudo feito no passo 1, qual será o material metálico utilizado no vasilhame que o grupo desenvolverá e apresentar as características desse material.

O material escolhido será;

Aço Carbono: Posuem em sua propriedades o ferro (Fe) e Carbono (C).

A crosta terrestre é constituída de minerais, que são sólidos de composição definida, concentrados em depósitos ou rochas, como, por exemplo, o calcário, que contém o mineral calcita, CaCO3. Os minerais que contêm concentrações relativamente elevadas de determinados metais, dos quais os mesmos podem ser economicamente extraídos, são chamados de minérios.