Ingeniería Mecánica

El Programa de Postgrado en Ingeniería Mecánica (PPGEM) tiene por objetivos:

Brincar con excelencia la formación de individuos de la comunidad, NACIONAL E INTERNACIONAL, en nivel stricto sensu, en Ingeniería Mecánica en las áreas de actuación del Programa, a saber: Mecánica de los Sólidos, Ingeniería y Ciencias Térmicas, Fabricación;

Desarrollar, divulgar y aplicar los resultados de los trabajos de investigación básica y tecnología de las tres áreas de concentración anteriormente mencionadas, comprometidos con el desarrollo socioeconómico de Brasil, direccionado a crear nuevas tecnologías, servicios y productos en el área de Ingeniería Mecánica y análogos;

Formar recursos humanos (master y doctores), aliados a la inserción social comprometida con los intereses de Brasil, para la actuación efectiva en el área académica y el sector industrial, con énfasis en la educación superior, investigación, extensión e innovación tecnológica;

Contribuir para el implemento continuo – profesional y ético – de los estudiantes de los cursos de Grado de PUCPR en el área de Ingeniería Mecánica y correlativas;

Integrar el grado y el postgrado, con el fin del desarrollo de trabajos conjuntos incluyendo estudiantes de master y doctorado con la Iniciación Científica, con el fin de animar a los estudiantes de grado el interese por los estudios avanzados e investigación, a la vez que proporciona el espíritu cooperativo en los estudiantes del Programa, animando el trabajo en equipo;

Desarrollar de modo continuado la cooperación científica y tecnológica con Universidades e Institutos de Investigación nacionales e internacionales, para el alcance de resultados de interese conjunto de tales pares siempre en sintonía con la evolución de las áreas de investigación mundiales.

Historia

PPGEM de PUCPR inició sus actividades en marzo de 1999 con 8 docentes y 10 estudiantes de master (Concepto CAPES 3). En los dos primeros años, se hizo la oferta en las áreas de Concentración de Mecánica de los Sólidos y de Ingeniería y Ciencias Térmicas. En 2001 se creó el área de Concentración de Fabricación.

En 2004, PPGEM ascendió el Concepto 4 de CAPES. En 2006 se inició el curso de Doctorado en las 3 Áreas de Concentración del Programa. En la evaluación trienal 2007-2009 de CAPES, PPGEM ascendió al nivel 5 (cinco), manteniéndose en el mismo concepto en el trienio 2010-2012. La evaluación cuadrienal 2013-2016 ascendió PPGEM al concepto 6 (seis), en función, entre otras características de rendimiento del Programa, de considerable inserción internacional en la forma de recibimiento de post-doctorandos y doctorandos sándwiches extranjeros, investigadores/docentes extranjeros, proyectos de investigación con IES extranjeras, envío de doctorando para prácticas sándwiches en el extranjero con becas CAPES PDSE etc.

Las líneas de investigación de PPGEM se reformularon ampliamente en 2018 y, actualmente son las siguientes: Ciencia y Tecnología en Fenómenos de Transporte, Energía e Ingeniería Térmica en el Área de Concentración Ingeniería y Ciencias Térmicas; Ingeniería e Integridad de Superficies, Materiales y Procesos de Fabricación, Tecnología de Mecanizado Convencional y No Convencional, en el Área de Concentración Fabricación; y Mecánica de Sólidos Computacional y Vibraciones y Acústica en el Área de Concentración Mecánica de los Sólidos.

El cuerpo docente actual se compone de 14 profesores (13 permanentes y 1 colaborador de McMaster University – Canadá), siendo el 69% detentores de becas de productividad en investigación de CNPQ PQ (1 PQ 1ª, 3 PQ 1B, 1 PQ 1D, y 4 PQ2). PPGEM cuenta actualmente con 8 (ocho) laboratorios de buen nivel tecnológico en plena operación y dedicados a la investigación teórico-experimentales en sus áreas de concentración. La mayoría de los equipamientos de los laboratorios son resultados de proyectos de investigación aprobados junto a CAPES, CNPq, FINEP y ambiente industrial.

Además, se puede registrar que actualmente cerca del 95% de los estudiantes de master y doctorado inscriptos en PPGEM no pagan mensualidades; sea en función de las becas de Agencias de Fomento sea debido a las políticas de incentivo institucionales de PUCPR o proyectos con empresas regionales y nacionales.

Público-Objetivo

Podrán realizar el Master y Doctorado en Ingeniería Mecánica de PUCPR individuos con vocación para estudios avanzados e interese en desarrollar investigación en una de las tres áreas de concentración y que tengan diplomas en Ingeniería (Mecánica, Mecatrócnica, Producción, Civil, Química, Eléctrica, de Materiales, Metalúrgica y otras) o en Ciencias Exactas (Física, Química y Matemática).

Los Postulantes al Doctorado en Ingeniería Mecánica de PUCPR deberán tener como requisito mínimo el Master en Ingeniería o en Ciencias.

PPGEM se compone por 3 (tres) áreas de concentración: INGENIERÍA y CIENCIAS TÉRMICAS, FABRICACIÓN y MECÁNICA de los SÓLIDOS. En 2018, el Colegiado del Programa realizó amplia reformulación de las líneas de investigación de PPGEM con el objetivo de atender a las demandas nacionales de innovación en investigación básica y aplicada y también en función de la 4ª revolución industrial en nivel internacional.

Área de concentración: INGENIERÍA y CIENCIAS TÉRMICAS

Líneas de investigación: (i) ciencia y tecnología en fenómenos de transporte, (ii) energía e ingeniería térmica.

Área de concentración: FABRICACIÓN

Líneas de investigación: (i) ingeniería e integridad de superficies, (ii) materiales y procesos de fabricación, (iii) tecnología de mecanizado convencional y no convencional mecanizado convencional.

Área de concentración: MECÁNICA de los SÓLIDOS

Líneas de investigación: (i) mecánica de los sólidos computacional, (ii) vibraciones y acústica

1. Líneas de Investigación

Ciencia y Tecnología en Fenómenos de Transporte

Área de Concentración: Ingeniería y Ciencias Térmicas

La meta de esta línea es la de desarrollar y perfeccionar métodos experimentales, analíticos y numéricos utilizadas para solucionar problemas de Mecánica de los Fluidos y Transferencia de Calor y de Masa. Estos problemas están presentes en las variadas áreas del conocimiento, incluyendo tópicos y aplicaciones en áreas de las ingenierías, tales como la Mecánica, la Química, la Biomédica, la Ambiental, la Naval, la Aeronáutica y de Alimentos, entre otras.


2. Líneas de Investigación

Energía e Ingeniería Térmica

Área de Concentración: Ingeniería y Ciencias Térmicas

Esa línea tiene como misión generar conocimiento en procesos térmicos, eficiencia energética, energía renovable y cogeneración. Entre diversos objetivos, se debe destacar el desarrollo de modelos matemáticos, de códigos computacionales, de técnicas experimentales y de estrategias para la mejora del desempeño energético de sistemas térmicos, tales como edificaciones, acondicionadores de aire, refrigeradores, motores, compresores, bombas de calor, etc.


3. Líneas de Investigación

Mecánica de los Sólidos Computacional

Área de Concentración: Mecánica de los Sólidos

La línea de investigación Mecánica de los Sólidos Computacional trata del desarrollo de formulaciones, metodologías y algoritmos para simular computacionalmente fenómenos físicos asociados a problemas de la mecánica de los sólidos, las estructuras, y de medios continuos. Se considera fenómenos estáticos y dinámicos, lineales y no lineales, elásticos y no elásticos. Tiene énfasis en la formulación matemática y numérico-computacional, seguida de la implementación computacional, y también la definición de estrategias computacionales para la solución de problemas. Las actividades están enfocadas en el moldeado estructural y numérico-computacional (mallas), en la formulación de elementos, en el análisis de errores de formulación y de discretización, en el desarrollo de algoritmos y en la implementación computacional eficiente.


4. Líneas de Investigación

Vibraciones y Acústica

Área de Concentración: Mecánica de los Sólidos

Descripción: Esta línea de investigación incluye temas como vibraciones en máquinas y equipamientos, vibraciones de estructuras, análisis modal, dinámica vehicular, mantenimiento predictivo, control de ruido en máquinas, acústica de ambientes, identificación de parámetros físicos de sistemas mecánicos y parámetros acústicos de materiales absorbentes para realimentación de modelos matemáticos, análisis de daños en estructuras y componentes acústicos y, optimización paramétrica y topológica de sistemas. La mayoría de los problemas se trata experimentalmente y computacionalmente.


5. Líneas de Investigación

Tecnología de Mecanizado Convencional y No Convencional

Área de Concentración: Fabricación

Descripción: MECANIZADO CONVENCIONAL: desempeño de los procesos convencionales de mecanizado aplicados a la industria de mecánica de precisión en los temas: maquinabilidad de aleaciones ferrosas y no ferrosas; nuevos tipos de materiales y de revestimientos aplicados para herramientas de recorte; integridad de superficies mecanizadas; mecanizado de materiales poliméricos y poliméricos compuestos. MECANIZADO NO CONVENCIONAL: investigación tecnológica y fundamental de los procesos de Electroerosión por Penetración y Electroerosión en Hilo en los temas: electroerodibilidad de aleaciones ferrosas, no ferrosas y materiales conductores de electricidad; integridad de superficies electroerodidas; nuevos tipos de materiales para electrodos; procesos tradicionales y alternativos para la fabricación de electrodos; tecnología de micro electroerosión, aplicaciones alternativas de los procesos de electroerosión.


6. Líneas de Investigación

Ingeniería e Integridad de Superficies

Área de Concentración: Fabricación

Descripción: El área de Ingeniería e Integridad de Superficies está concentrada en la evaluación y mejora de las propiedades de los materiales que son generalmente dominadas por las características de la superficie (tales como descaste, fricción, energía de superficie y corrosión). La investigación se centra en tópicos como: desarrollo y caracterización tribológica, mecánica y micro estructural de revestimientos; determinación de adhesión de revestimientos; modificación de superficie por tratamientos termoquímicos como aplicación de boro, cementación y nitruración; deposición de níquel químico y de revestimientos duros por el proceso de electroerosión; influencia de los parámetros del proceso de deposición de revestimientos duros en el desempeño mecánico de herramientas y componentes; desempeño de superficies revestidas en altas temperaturas y ambientes corrosivos ricos en CO2, H@S y medios carburantes.


7. Líneas de Investigación

Materiales y Procesos de Fabricación

Área de Concentración: Fabricación

Descripción: La línea de investigación de Materiales y Procesos de Fabricación está concentrada en la generación y aplicación del conocimiento relacionado a la composición, estructura y procesamiento de materiales con sus propiedades y aplicaciones, así como en las tecnologías de fabricación necesarias para su producción. Los proyectos están centrados en la evaluación y optimización de parámetros de proceso de aleaciones ferrosas y no ferrosas, vidrios y cerámicas, biomateriales, polímeros y polímeros compuestos obtenidos por manufactura adictiva, así como en la caracterización de los propiedades físicas, mecánicas, tribológicas y de resistencia a la corrosión.

LABORATORIOS DE PPGEM

PPGEM de PUCPR cuenta con laboratorios con infraestructura dedicada exclusivamente a los trabajos de investigación (Master/Doctorado), los cuales se destacan por presentar adherencia a las áreas de concentración/líneas de investigación de los proyectos en curso, con respecto a los espacios físicos, máquinas y equipamientos, además de contar con recursos humanos en función de auxiliares técnicos. Adicionalmente, el Programa mantiene laboratorios de soporte a tareas como, por ejemplo, la ejecución de cuerpos de prueba, fabricación de dispositivos especiales, verificación de equipamientos, entre otras. A continuación se presenta la infraestructura de los laboratorios. Es importante destacar que los equipamientos instalados en los Laboratorios son provenientes, inicialmente (1998), de recursos propios de PUCPR, y los últimos años (2012 – actual), de recursos de FINEP, CAPES, Fundación Araucária y empresas asociadas.

Laboratorio de Investigación en Mecanizado – LAUS

Principales Equipamientos:

  • Máquina EOS P366 (Selective Laser Sintering)
  • Máquina de electroerosión por penetración, Charmilles – Roboform 30 CNC (4 ejes programables)
  • Máquina de electroerosión en hilo, Charmillles – Robofil 290 CNC (5 ejes programables)
  • Torno CNC, Cincinnati Milacron, Hawk 150
  • Centro de mecanizado vertical CNC, Cincinnati Milacron, Arrow 500
  • Sistemas de adquisición de datos Kistler para medición esfuerzo de mecanizado (torneado, fresado y rectificación) modelos 9272, 9257 B, 9265B
  • Rectificadora plana, fabricante Jones&Shipman PLC, modelo 1400X
  • Rectificadora cilíndrica, fabricante Jones&Shipman PLC, modelo 1300X
  • Fresadora INTOS FNGJ-32 con lectura digital Heindenhein ND550
  • Taladro radial, modelo MAS VO-32, fabricante Kovosvit Ltd
  • Torno convencional, fabricante Romi, modelo Tormax 30A
  • Afiladora universal de herramientas, mod. BN-102C, Erwin Junker

Centro de Caracterización y Ensayos de Materiales – CCEM

Principales Equipamientos:

  • Máquina de Ensayo Universal (EMIC) hasta 500 kgf (ensayos de tracción, flexión y compresión)
  • Máquina de Ensayo Universal (MTS) hasta 10 ton (ensayos tracción, flexión y compresión)
  • Durómetros Rockwell, Brinell, y Shore (ensayos de dureza de metales y polímeros)
  • Ensayo de Impacto Charpy (ensayos de impacto, y transición frágil dúctil de metales)
  • Equipamiento de ultrasonido
  • Medidor de intensidad de campo magnético
  • Fuente de alta tensión programable (Chroma) (modificación superficial de metales)
  • Estufas, balanzas, baños maría, hornos de tratamiento térmico, politrices, embutidoras, horno de tratamiento térmico (preparación metalográfica)
  • Microscopios ópticos (Olympus BX-61, con cámara para adquisición de imágenes y software AnalySis)
  • Microdurómetro (Shimadzu HMV) hasta 2 kgf (medidas de dureza y tenacidad a la fractura por indentación – puntas Vickers y Knoop)
  • Ultramicrodurómetro (Shimadzu DUH-W211) con cargas de 0,1 a 200 mN (medidas de dureza y módulo de elasticidad – puntas Berkovich y Vickers)
  • Tribómetros universal (CSM) – con y sin calentamiento hasta 800 °C (medidas de coeficiente de atrito y tasa de desgaste)
  • Ensayo de riesgo (Revetest CSM) – con cargas de 1 a 200 N (medidas de adhesión de
  • Revestimientos, con sensor óptico y acústico) Goniómetro (EasyDrop, Kruss) – medidas de ángulos de contacto y energía de superficie por el método de gota sésil
  • Potenciostato (Ivium) – ensayos de corrosión (medidas de OCP, curvas potenciodinámicas, impedancia electroquímica, tribocorrosión)
  • Cámara de niebla salina – ensayos de corrosión acelerada en ambiente salino
  • Microscopio Electrónico de Barrido (Vega3, Tescan), con EDS (Espectroscopia por Dispersión de Energía, Oxford) – imágenes con alta resolución y determinación de composición química elementar
  • Metalizadora
  • Difractómetro de rayos-X (XRD-7000, Shimadzu) – determinación de las fases cristalinas de materiales.

Laboratorio de Metrología

Principales equipamientos:

  • Máquinas de Medir por Coordinadas (DEA Brown&Sharpe)
  • Rugosímetro de encimera (Taylor Hobson)
  • Máquina de Medición Lineal (SIP 550)
  • Proyectores de Perfil
  • Laser Interferométrico
  • Instrumentos de Medición portátiles

Laboratorio de Sistemas Térmicos – LST

Cámaras climatizadas para evaluación energética de sistemas y equipamientos con franja de operación de -10ºC a 60ºC y humedad del 10% al 95%. Estas cámaras operan como calorímetro calibrado balanceado para simular condiciones internas y externas de ambientes.

Principales Equipamientos:

  • Cámaras climatizadas para evaluación energética de sistemas y equipamientos con franja de operación de – 10ºC a 60ºC y humedad del 10% hasta 95%. Estas cámaras operan como calorímetro calibrado balanceado para simular condiciones internas y externas de ambientes.
  • Sistemas de Adquisición de datos.
  • Espectrómetro FTIR para la identificación de propiedades radiactivas.
  • Cámara infrarroja FLIR SC620
  • Calorímetro diferencial DSC Netsch Pegasus 404
  • Encimeras de intercambiador de calor

Laboratorio de mecánica de los fluidos

Laboratorio didáctico para entendimiento de los principios básicos de la Mecánica de los Fluidos.

Principales Equipamientos:

  • Túnel de viento para medición de arrastro, perfil de capa límite en placa plana y escoadura en salida convergente/divergente.
  • Encimera gravimétrica para experimentos de impacto de chorro, medición de desagüe y escoadura rotacional.
  • Encimera de aplicación de la ecuación de Bernoulli, desempeño de bomba centrífuga, evaluación de fuerza en superficies sumergidas y medición de la altura metacéntrica.

Laboratorio de Termodinámica Aplicada

Principales Equipamientos:

  • Dinamómetro Zöllner alpha 160 kW
  • Motor Diesel MWM Sprint 6.07T de 160 cv instrumentado con sensores de presión y temperatura
  • Transductor Piezeléctrico + Encoder angular para medición de la presión de la cámara de combustión
  • Medidor de escape de aire para el motor
  • Balanza de medición de consumo de combustible
  • Analizar de gases de los productos de combustión.
  • PXI con módulos de entrada analógica/digital, medición de temperatura por termopar

Laboratorio de Ciencias Térmicas

Principales Equipamientos:

  • Banco de ensayos de intercambiadores de calor;
  • Banco de ensayos para simulación de las propiedades de aire (para aire acondicionado y refrigeración)
  • Bando de ensayo para medidas de escape, temperatura y presión;
  • Unidad para determinación de conductividad térmica de los fluidos; unidad para mediciones de intercambio de calor por ebullición; unidad para determinación del equivalente mecánico de calor.

Laboratorio de Dinámica

Principales Equipamientos:

  • Aparato de vibración universal HTM16;
  • Máquina de balanceo estático y dinámico P1150;
  • Analizador de 16 canales 12.8 Khz 3567;
  • Módulos de procesamiento de señales;
  • Osciloscopio digital de 4 canales;
  • Analizador portátil de 2 canales;
  • Calibrador de acelerómetro;
  • Acelerómetros estructurales, de propósito general y de ultra bajo nivel;
  • Analizador acústico;
  • Excitador dinámico;
  • Máquina de balanceo dinámico;
  • Sistema de prueba de vibraciones;
  • Sistema de medición de vibración torsional y lineal;
  • Transductores de desplazamiento, presión y fuerza.

Laboratorio de Autovehículos

Principales Equipamientos:

  • Encimera de inyección e ignición electrónica;
  • Sistema de frenos convencionales y ABS;
  • Sensores automotores;
  • Softwares de simulación de sistemas;
  • Sistema de suspensión y de dirección.
  • Encimeras para componentes eléctricos y electrónicos.
  • Encimera de prueba de operación de motores.
  • Encimera de climatización automática.
  • Sistemas auxiliares: air bag, banco eléctrico, parabrisas, partida etc.

Laboratorio de Elementos de Máquinas y Mecanismos

Principales Equipamientos:

  • Equipamiento de ensayo de torsión;
  • Equipamiento de ensayo de cames;
  • Equipamiento de análisis de vibración en ejes;
  • Equipamiento para prueba de agotamiento rotativo y por flexión.

Laboratorio de Simulaciones Computacionales

Principales equipamientos:

  • Computadoras de alta capacidad de procesamiento de datos
  • Softwares MATLAB (Matworks), CFX Ansys 11

Laboratorio de Práctica de Oficinas

Principales Equipamientos:

  • Torno universal;
  • Fresadora Universal;
  • Taladro Sensitivo con mesa de coordinadas;
  • Sierra de cinta horizontal;
  • Sierra de cinta vertical;

Laboratorios de Soldadura

Principales Equipamientos:

  • Conjunto para recorte PLASMA CNC;
  • Conjunto para Oxicorte;
  • Soldadura MIG/MAG;
  • Soldadura TIG;
  • Soldadura punto (resistencia);

ACCIONES DE INTERNACIONALIZACIÓN DE PPEGEM

El Proyecto Efectivo de Internacionalización forma parte de las acciones en curso actualmente en PUCPR y una de las metas continuas de PPGEM, en búsqueda de la excelencia. PPGEM busca la formación de un cuerpo discente compuesto de al menos el 30% de extranjero hasta 2022, además de fuertes proyectos en cooperación internacional. En este sentido, unos ejemplos deben destacarse:

2019-2022: Proyecto de Investigación: CP 24/2018 Programa de Auxilio a la Internacionalización de Programas de Postgrado Stricto Sensu Académico Notas 6 y 7

Descripción: Universidades incluidas: University of California at Berkeley (USA), INSA Lyon (França), Conservatoire des Arts et Metiers de Paris (França), Colorado State University (USA), McMaster University (Canada), University of Huddersfield (UK).  Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.  Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (3) Doutorado: (4) Integrantes: Fred Lacerda Amorim – Coordenador / Ricardo Diego Torres – Integrante / Luis Mauro Moura – Integrante / Nathan Mendes – Integrante / Paulo César Philippi – Integrante / Paulo César Soares Jr. – Integrante / João Elias Abdalla Filho – Integrante. Financiador(es): Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico – Auxílio financeiro.


Sede del ABCM COBEM 2017 – International Congress of Mechanical Engineering: En función de la maduración y desarrollo de consolidados trabajos de investigación con asociación de IES nacionales/internacionales y ambiente industrial, así como alto esfuerzo en la formación de recursos humanos bien calificados (master y doctores), el PPGEM organizó y fue sede en las dependencias de la propia PUCPR en el período de 3 a 8 de Diciembre de 2017 el ABCM COBEM2017 – International Congress of Mechanical Engineering, cuyo trabajo de organización se inició en 2015. COBEM2017 reunió estudiantes de grado y postgrado, ingenieros, docentes e investigadores, de las más diversas áreas de investigación en Ingeniería Mecánica de importantes Universidades y Centros de Investigación Nacionales e internacionales, que contribuyeron mediante charlas, presentaciones orales y sesiones de pósteres acerca de los avances más recientes de la Ingeniería Mecánica y campos relacionados.
El Congreso contó con cerca de 1.600 congresistas brasileños y extranjeros (según ABCM el COBEM más grande hasta el presente), y 12 conferencistas extranjeros (EE; UU., Suiza, Japón, Francia y Nigeria). Es importante destacar que reconocidas empresas de destaque en el escenario industrial brasileño e internacional, como, por ejemplo, Zeiss (Alemania), Vtech Consulting Ltda, EOS (Alemania), Iscar (Israel), Sandvik Coromant (Suecia), Brüel & Kjaer (Dinamarca), Tescan (República Tcheca) y Embraer, actuaron como patrocinadores de COBEM2017 y presentaron sus productos y workshops en stands durante el Congreso. Se puede argumentar que la realización del COBEM2017 se caracteriza con factor de incremento de la inserción internacional del PPGEM, una vez que proyectos de investigación entre docentes de PPGEM con investigadores extranjeros fueron acordados.


2018 – 2021: Proyecto CAPES-COFECUB (Aprobado en 2017):  Cooperation Franco-Brésilienne pour l’étude avancée de la performance énergétique des bâtiments – Partie 4: Modèles mathématiques et Méthodes numériques pour l’amélioration des outils de simulation des bâtiments

País(es): Brasil y Francia
Coordinador en Brasil: Nathan Mendes
Coordinador(es) en el extranjero: Monika Woloszin
Postgrados incluidos: William Rabelo
Co-tutela (Número de doctorandos en régimen de co-tutela o doctorando sanduíche): por definir
Valor (R$): 140.000,00 + (Misiones y Costeo) + R$ 460.000 (4 Becas de 12 meses, incluyendo auxilio instalación y pasajes)
Órgano(s) financiador(es): CAPES y COFECUB (Francia)


2017 –2021: Investigation on the Behaviour of Different Track Systems for Railway Applications.

Coordinadores: Joao Elias Abdalla Filho (PPGEM/PUCPR); Joao Pombo (Heriot-Watt University, Edimburgo, Escocia).

Estudiantes de postgrado: Denise Tholken (Doctorando); Weligtonn Tavares (Doctorando).

Órganos financiadores: CAPES (becas); Centre of Excellence for High Speed Rail at Heriot-Watt University.

Resumen: El proyecto, desarrollo entre el PPGEM de PUCPR y el Centre of Excellence for High Speed Rail at Heriot-Watt University, Escocia, tiene por objetivo principal investigar el comportamiento mecánico de diferentes sistemas de ferrocarriles cuando del paso de vehículos ferroviario. Un sistema de vía férrea incluye trillos, balasto, durmientes y el suelo subyacente, o, en el lugar de este último, la estructura de un puente o viaducto. La principal variante en cada sistema es el tipo de balasto, que, por su vez, implica en un determinado tipo de durmiente. De acuerdo con el tipo de balasto, tres sistemas se estudian, a saber, (i) balasto de losa de hormigón, (ii) balasto de rocalla, y (iii) balasto de asfalto. En la primera etapa del proyecto, los tres sistemas se investigarán, tomando en cuenta el suelo como estructura subyacente. Posteriormente, los mismos tres sistemas se investigarán, tomando en cuenta una estructura de puente o viaducto. Se espera al final del proyecto tenerse (i) una mejor compresión acerca del comportamiento mecánico de cada uno de estos sistemas de vías, (ii) más dominio acerca de las técnicas experimentales asociadas, y (iii) más dominio sobre el modelado numérico asociado. Además, se espera formar maestros y doctores con capacidad para actuar en la investigación científica sea en la academia como en la industria.


2017 – ACTUAL:   Improving stability of Lattice-Boltzmann schemes for high Reynolds number turbulent flows

País(es): Brazil (PPGEM da PUCPR and UDESC), USA, Italy, Finland.

Coordinadores en Brasil: Paulo C Philippi (PPGEM de PUCPR) and Luiz Adolfo Hegele Jr. (UDESC).

Coordinador(es) en el extranjero: Keijo K. Mattila (University of Jyvaskyla, Finland), Amanda Randles (Duke University, USA), Mauro Sbragaglia and Andrea Scagliarini (University of “Tor Vergata”, Italy).

Órgano(s) financiador(es): CNPq, Lab. of Biomedical Engineering of the Duke University.


2015 – 2019:  EA-EBC Annex 68: Indoor Air Quality Design and Control in Low Energy Residential Buildings standards.

País(es): Brasil, Dinamarca, Alemania, Francia, China y Bélgica entre otros.

Coordinador en Brasil: Nathan Mendes.

Coordinador(es) en el extranjero: Carsten Rode (EE.UU.) y John Grunnewald (Alemania).

Postgrado involucrados: William Rabelo (doctorado).

Valor (R$): 36.000,00 (Beca CAPES de Walter Mazuroski) + ~R$ 6.000,00 (PUCPR para participación en reuniones).

Órganos(s) financiador(es): CAPES y PUCPR, patrocinado por la Agencia Internacional de Energía ( www.iea-annex68.org).


2013 – 2017: IEA ECBCS Annex 60: New generation computational tools for building and community energy systems based on the Modelica and Functional Mockup Interface standards

País(es): Brasil, EE.UU., Alemania, Francia y Belgica entre otros.

Coordinador en Brasil: Nathan Mendes

Coordinador(es) en el extranjero: Michael Wetter (EE.UU.) y Christoph Van Treck (Alemania)

Postgrado involucrados: Walter Mazuroski

Co-tutela (Número de doctorandos en regimen de co-tutela o doctoramento sanduíche): 0

Valor (R$): 52.800,00 (Tasa de jurado CNPq/PQ  307658/2013-9) + R$ 105.600,00 (Beca CAPES de Walter Mazuroski)

Órgano(s) financiador(es): CNPq y CAPES, patrocinado por la Agencia Internacional de Energía ( www.iea-annex60.org )


2013 – 2017: Modificación superficial de titanio y aleaciones de titanio en escala nanométrica para aplicación en implantes ortopédicos.

País(es): Brasil / EE.UU.

Coordinador en Brasil: Paulo Soares   (PPGEM /PUCPR).

Coordinador(es) en el extranjero: Ketul C Popat (University of Colorado).

Postgrado involucrados: 2 doctorandos.

Co-tutela (Número de doctorandos en regimen de co-tutela o doctoramento sanduíche): 2 (Luciane Santos PPGEM y Marcela Ferreira PPGCS).

Valor (R$): R$ 335.000,00.

Órgano(s) financiador(es): CNPq.


2016 – 2018: Metaheurísticas de la computación natural aplicadas a la biomecánica de las partidas y viajes en natación competitiva.

País(es): Brasil y Portugal (Universidade do Porto).

Coordinador en Brasil: Prof. Leandro dos Santos Coelho – miembro PPGEM: Prof. Viviana Mariani

Coordinador(es) en el extranjero: João Paulo Vilas Boas.

Valor (R$): R$127.640,00

Órgano(s) financiador(es): CAPES


2010 – ACTUAL: PEEC-Based Multi-Objective Synthesis of Non-Uniformly Spaced Linear Antenna Arrays

País(es): Brasil e Itália (Universidad de Padova)

Coordinador en Brasil: Leandro dos Santos Coelho/ Viviana Cocco Mariani

Coordinador(es) en el extranjero: Piergiorgio Alotto


– 2013 a 2017: Proyecto CAPES-COFECUB: Impacto de la Transferencia Combinada de Calor y Masa en el Desempeño Energético y en la Durabilidad de Edificaciones, en conjunto con LOCIE-UdS, Université de Savoie y CHETIL, INSA de Lyon, Francia. Se debe resaltar que el proyecto se fortaleció por la intensa participación de estudiantes de grado y post doctorando no previstos en el inicio del convenio, lo que permitió hacer el alcance de esta interacción franco-brasileña en investigación más abarcador y más profundo. Además, se organizaron Escuelas Doctorales Internacionales en el ámbito del proyecto, lo que permitió no sólo el buen desarrollo del proyecto, sino también una nueva prospección internacional con innovación de alcance más grande. Relacionados al proyecto, se concluyeron hasta 2016, dos orientaciones de Master, además de haber siete orientaciones de Doctorado en curso, siendo tres con becas en el extranjero financiadas por este proyecto (dos en cotutela). En término de producción bibliográfica, se publicó un libro internacional, 17 artículos en periódicos internacionales con JCR y se resalta la participación en congresos.


– BRAFITEC: Desde 2003, en conjunto con UFPR y UTFPR, PPGEM tiene proyecto Brafitec/CAPES aprobado con las universidades francesas: Universidad de Tecnología de Compiègne – UTC – Coordinadora del Proyecto, Universidad de Tecnología de Belfort Montbéliard – UTBM y Universidad de Tecnología de Troyes – UTT. Estas becas corresponden a la permanencia de seis meses en una universidad asociada y más seis meses de prácticas en una empresa indicada por esta universidad. Esto ocurre debido a los criterios de selección adoptados que privilegia los mejores estudiantes postulantes, demostrando felizmente, en la secuencia que ellos siguen interesado en perfeccionar sus conocimientos científicos con el Master. Este experiencia internacional seguramente contribuirá al trabajo de Master de estos estudiantes.

– ESCUELAS DOCTORALES INTERNACIONALES (International Ph.D School). Se trata de una propuesta innovadora de internacionalización del programa de Postgrado en Ingeniería Mecánica (PPGEM) de PUCPR en busca de la excelencia. Las escuelas de doctorado de PPGEM de PUCPR ocurren todos los años, desde 2013. La escuela tiene los siguientes objetivos específicos: desarrollar proyectos internacionales de investigación en áreas estratégicas para Brasil, con enfoque en innovación; promover la internacionalización de investigación y de Postgrado de forma asociativa; divulgar el conocimiento internacional de las áreas de concentración de PPGEM; fortalecer el Postgrado para la formación de mejores profesionales en nivel de Master y Doctorado; Preparar el postgrado brasileño para el mundo globalizado; Establecer y consolidar la cooperación internacional con empresas multinacionales instaladas en Brasil y en el extranjero; producir publicación de alto impacto en cooperación internacional. Es importante destacar que las inscripciones son gratuitas y que las asignaciones impartidas en inglés, por profesores extranjeros y brasileños son validadas con seis créditos en el sistema brasileño y 5 ECTS en el sistema europeo. La escuela cuenta anualmente con la participación efectiva promedia de 20 estudiante de Doctorado (brasileños y extranjeros de Europa, Asia y América Latina), así como con un promedio de seis docentes extranjeros (Europa y Asia) y cuatro brasileños (PUCPR) y otras IES). La Escuela de Doctorado cuenta con asignaciones impartidas durante el período de 15 días (8 horas/día) y se la fomenta por la propia PUCPR, CNPq, Fundación Araucária (Fundación Estatal de Fomento a la Investigación de Paraná) y empresas


En 2013, PPGEM organizó y fue sede de la I ESCUELA DE DOCTORADO INTERNACIONAL (INTERNATIONAL Ph.D School) apoyada por la International Association of Building Physics – en iniciativa para internacionalizar la investigación en la área de hygrothermal and energy modeling of buildings, including risk assessment of energy performance. Las asignaciones impartidas se validaron con seis créditos en el sistema brasileño y cinco ECTS en el sistema europeo. La participación fue gratuita para estudiantes brasileños y extranjeros. Las siguientes universidades y profesores participaran: Achilles Karagiozis (Oak Ridge National Laboratory, USA); Andreas Holm (Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.V. München , Germany); Angela Sassic-Kalagasidis (Chalmers University of Technology, Sweden); Carl-Eric Hagentoft (Chalmers University of Technology, Sweden); Carsten Rode (- DTU, Denmark and President of the International Association of Building Physics); John Grunewald ( – TUD, Germany); Luís Mauro Moura (Pontifícia Universidade Católica do Paraná – PUCPR, Brazil); Marcus Bianchi (Owens Corning, USA); Nathan Mendes (Pontifícia Universidade Católica do Paraná – PUCPR, Brazil); Thomas Bednar (Vienna University of Technology – TUV, Austria); Vasco Freitas (University of Porto, Portugal).

Simultáneamente a la Escuela de Doctorado Internacional, PPGEM también organizó y fue sede, en 2013, VII ENCUENTRO DE LA INTERNATIONAL ENERGY AGENCY (IEA) Annex 55, contando con la participación en masa de investigadores extranjeros, así como estudiantes brasileños y extranjeros.


Ya en 2014, PPGEM organizó y fue sede de la II ESCUELA DE DOCTORADO INTERNACIONAL (INTERNATIONAL Ph.D School), denominada ENERGY AND MOISTURE IN BUILDINGS: FROM THE MICROSTRUCTURE OF POROUS MATERIALS TO THE BUILDING ENERGY EFFICIENCY. Los siguientes investigadores fueron responsables de impartir, en inglés, las asignaciones de la Escuela: Abdelkrim Trabelsi (INSA de Lyon, France) Anne-Cecile Grillet (Université de Savoie, France), Carsten Rode (Technical University of Denmark), Celso Peres Fernandes (Federal University of Santa Catarina – UFSC, Brazil), Joseph Virgone (INSA de Lyon,France), Luís Mauro Moura (PPGEM – PUCPR, Brazil), Marx Chhay (Université de Savoie, France), Nathan Mendes (PPGEM da PUCPR, Brazil), Paulo César Philippi (Federal University of Santa Catarina – UFSC, Brazil), Simon Rouchier (Université de Savoie, France)


En 2015, se realizó la III ESCUELA DE DOCTORADO INTERNACIONAL en el ámbito del proyecto CAPES- COFECUB, pero solamente con los miembros franceses ya en Brasil debido a las dificuldades financieras encontradas en el período. Esa 3ª Escuela se denominó “Non-Deterministic Approaches for Assessment of Building Energy and Hygrothermal Performance” y contó con la participación de los siguientes conferencistas: Jeanne Goffart, Julien Berger, Mickael Rabouille, Marx Chhay e Nathan Mendes. Esa escuela se realizó sin ningun apoyo financiero.


En 2016, el profesor visitante de PPGEM, Marx Chhay, co-organizó con el coordinador brasileño, profesor Nathan Mendes, la IV ESCUELA DE DOCTORADO INTERNACIONAL en el tema del proyecto CAPES-COFECUB, denominada Numerical Methods for Diffusion Problems applied to Building Energy Modelling. Esa escuela contó con otros dos investigadores franceses (Denys Dutykh, Julien Berger) y otro brasileño (Prof. Hélcio Orlande – UFRJ). Doctorandos de Canadá, Bélgica y República Tcheca participaron también, además de doctorandos brasileños. Como resultado de esa escuela, hubo la elaboración del libro: Mendes, N.; Chhay M.N. ; Berger, J. ; Dutykh, D. . Numerical methods for diffusion phenomena in building physics: a practical introduction. 1. ed. Curitiba: PUCPress, 2016. v. 1. 220p.


– 2010 – 2014 – IEA ANNEX 55: Reliability of Energy Efficient Building Retrofitting – Probability Assessment of Performance and Cost (RAP-RETRO).

Description: The scope of the annex (IEA ANNEX 55) is to develop and to provide decision support data and tools for energy retrofitting measures. The tools will be based on probabilistic methodologies for prediction of energy use, life cycle cost and functional performances. The impact of uncertainty on the performance and costs will be considered in this project. Methods based on probability give powerful tools that can provide us with reliable ranges for the outcome. The ultimate outcome of the annex is to develop knowledge and tools that support the use of probability based design strategies in retrofitting of buildings to ensure that the anticipated energy benefits can be realized. These will give reliable information about the true outcome of retrofitting measures regarding energy consumption, cost and functional performances. The principle objective will hence be realized by merging hygrothermal building physics with probability and economical analysis. The developed methods will then be applied to optimize energy retrofitting methods. The main objectives of the annex are to: Develop a common framework for probabilistic assessment of energy retrofitting measures Develop and validate probabilistic tools for energy use, life cycle cost and hygrothermal performances Collect and analyze data in order to create stochastic data sets Apply and demonstrate probabilistic methodology on (at least) five real life case studies, with a focus on residential buildings Candidates for the case studies are found among ongoing retrofitting projects that include: Interior and exterior wall insulation system, cavity wall insulation, window upgrading, HVAC-system changes, change of heating system and/or operation of buildings, installation solar panel on roofs, insulation of cold attics and crawl-space foundation.


– 2009 -2014 – Programa BRAGECRIM – Brazilian German Collaborative Research Initiave on Manufacturing Technology. Project: Production of EDM Electrodes by Layer Manufacturing Technique (LMT) Recursos: CAPES, FINEP, CNPq (Brasil); DFG (Alemanha). Universities: PUCPR e Technische Universität Clausthal (Alemanha) Description: This Project proposes to develop and improve concurrent Technologies to produce precision EDM electrodes by Layer Manufacturing Technique (LMT) to Electro-Discharge Machining advanced 3D products. The project will be executed in 4 years (2009-2014). The electrodes will be manufactured with different materials using LMTechnique based on Selective Laser Sintering using the facilicities of the Institutes IMW – Fritz- Süchting-Institut für Maschinenwesen and ZFW – Zentrum für Funktionswerkstoffe of TUClausthal – Technische Universität Clausthal. The assessment and improvement of EDMachining performance measures will be in charge of LAUS-Laboratório de Pesquisa em Usinagem of PUCPR. The sustainable development of the German-Brasilian production chain through innovative technology is considered in this project. The project will not only be an opportunity to manufacture EDM electrodes, but also to establish a communication channel for technology and human resources transfer between TUClausthal and PUCPR linked to the Brazilian/German industries.

– 2009-2013 – Producción y caracterización de revestimiento para aplicaciones en altas temperaturas y medios oxidativos y carbonetantes. Instituciones involucradas: PUCPR, USP, UFPR e Instituto Técnico de Monterrey (MÉXICO). Órganos de fomento: MCT/CNPq Descripción: En el ámbito de la internacionalización del PPGEM, en 2009 ocurrió la aprobación en conjunto con USP y UFPR, en el ámbito del programa Colaboración Interamericana de Materiales CIAM/CNPq, un proyecto de colaboración con Instituto Técnico de Monterrey de la Ciudad de México. Mediante este proyecto, bajo la coordinación del profesor Roberto Martins de Souza de USP, se hizo posible la visita al Instituto de dos docentes brasileños – Roberto Martins de Souza (USP) y Prof. Ricardo D. Torres (PUCPR). Esta visita a la Ciudad de México se discutieron aspectos técnicos del proyecto como también el cronograma del mismo.


– 2014 -2016: Ampliación de los Proyectos de Internacionalización de PPGEM de PUCPR. Objetivo: desarrollar proyectos internacionales de investigación en áreas estratégicas para Brasil, con enfoque en innovación tecnológica y científica, mediante la internacionalización de investigación y el Postgrado de PPGEM de PUCPR de forma asociativa. Fortalecer el Postgrado para la formación de mejores profesionales en nivel de Master y Doctorando. Establecimiento de cooperación internacional institucional de larga duración con IES extranjeras. Las asociaciones con McMaster University (Canadá) y Colorado State Univerity (EE.UU.), objetivo de la presente propuesta de proyecto, permitirán el intercambio efectivos de docentes y estudiantes de Master y Doctorado, en el área de Fabricación; más específicamente en el tema Ingeniería de Superficie.

– ACTIVIDADES INTERNACIONALES DESARROLLADAS POR DOCENTES DE PPGEM:

– Vicepresidencia de ABCM;

– Coordinador PUCPR proyecto CAPES/BRAFITEC UT’s/PUCPR, UTFPR, UFPR;

– Coordinador general del proyecto CAPES/BRAFITEC INSA’s/PUCPR, UTFPR, UFPR;

– Subcoordinador de la RED SULAMERICANA de Propiedades Termofísicas PROSUL/CNPq;

– Participación en el proyecto ARCUS- Escuela de Propiedades Termofísicas (Brasil/Francia),

– Organización del 1ºICMES- Congreso Internacional de Matemática, Ingeniería y Sociedad;

– Publicación de un capítulo de libro por la Editora Taylor Francis,

– Revisor de Inverse Problems in Science and Engineering;

– Miembro de comité científico de SECOND ANNOUNCEMENT AND CALL FOR PAPERS INVERSE PROBLEMS, DESIGN AND OPTIMIZATION SYMPOSIUM – IPDO 2010;

– Representante brasileño junto a la IBPSA World (International Building Performance Simulation Association);

– Miembro de comité editorial del Journal of Building Physics;

– Miembro de comité editorial del Journal of Building Performance Simulation;

– Miembro de comité editorial del Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering;

– Miembro de comité editorial del Journal of Statistical Mechanics. Theory and Experiment;

– Miembro de banca HdR (Habiitation a Diriger dês Recherches) en la Universidad Claude Bernard (Lyon, Francia);

– Presidencia de jurado de Guilian Leroux en la Universidad de Savoie Mont-Blanc, Francia, 2016;

– Relatoría (Rapporteur) de tesis de Lucile Soudani de la Universidad de Lyon, Francia, 2016;

– Participación en reuniones semestrales de trabajo de los Adjuntos 41, 55 y 60 de la IEA (international Energy Agency) en 2005, 2006, 2007, 2008, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015 e 2016;

– Miembro de los proyectos multinacionales de los Adjuntos 41, 55 y 60 de la IEA (International Energy Agency).

– PROFESORES VISITANTES EXTRANJEROS EN PPGEM:

– Nombre: Olímpia Salas. Institución: ITSEM Instituto Técnico Superior de Monterrey, México. Período: Julio de 2013 a Julio de 2014 (12 meses). Prof. Salas impartió conferencias, co-orientó trabajos de Master, participó de jurados de conclusión de Master y elaboró artículos en conjunto con docentes de PPGEM en el área de Materiales y Procesos de Fabricación;

– Nombre: Carsten Rode. Institución: Universidad Técnica de Dinamarca. Período: Abril de 2013. Prof. Rode desarrolló actividades de educación y elaboración de artículo junto al área de Ingeniería y Ciencias Térmicas;

– Nombre: Marx Chhay. Institución: Université de Savoie – Francia. Período: marzo/2015 a junio/2016. Título del proyecto: Fast computational methods for some Building related Problems Breve descripción: caracterización de los materiales basado en un modelo adjunto para asimilación de datos experimentales. Métodos numéricos rápidos para simulación de transferencia 3D basado en una condición de contorno analítico de formulación integral de las soluciones.

– Nombre: Ketul C. Popat, Associate Professor. Institución: Colorado State University, Department of Mechanical Engineering – School of Biomedical Engineering, Fort Collins CO, EUA. Título: Modificación superficial de titanio y aleaciones de titanio en escala nanométrica para aplicación en implantes ortopédicos. Pliegue: Programa Ciencia Sin Fronteras – Becas En el País, Modalidad Investigador Visitante Especial – PVE, Convocación De Proyectos MEC/MCTI/CAPES/CNPQ/FAPS Convocación Nº 71/2013. Período: inicio 3.mar.2014 (36 meses)

– PRÁCTICA DE DOCTORADO-SANDUÍCHE EN EL EXTRANJERO: Mediante el Programa PDSE de CAPES, PPGEM envía estudiantes de Doctorado por un período de 12 meses para reconocidas Instituciones de Educación Superior Internacionales, a saber:

– Lucas de Sant’ana Vitor Barbieri – PORTUGAL período 6 meses (nov.2018 – mayo.2019) Universidad de Porto.

– Luciane Sopchenski Santos – EE.UU. período 6 meses (Jul.2017 – Dec.2017) Colorado State University

– Marcos Batistella Lopes – FRANÇA período 12 meses (Abr.2017 – Mar.2018) Université de La Rochelle

– Claudia Morishita – FRANCIA período 12 meses (Nov.2016 – Ouc.2017) Université de Savoie-Mont-Blanc

– Denise Tholken – REINO UNIDO período 5 meses (Jul.2017 – Dec.2017) Heriot-Watt University (HWU;

– Anastácio da Silva Júnior – FRANCIA período 5 meses (ago.2017 – Ene.2018) l’ école d’ingénieurs – la rochelle, lagord;

– Suelen Gasparing – FRANCIA período 18 meses (ouc.2016 – Abr. 2018) – Université de Savoie-Mont-Blanc

– Lorena Freitas Dutra – FRANCIA período 18 meses (Ene.2015 – Julio.2016) Université de Savoie-Mont-Blanc

– Marcos Eduardo Soares – PORTUGAL período 12 meses (Abri.2014 – Mar.2015) Universidad de Porto;

– José Mário F. de Paiva Júnior – CANADA período 12 meses (Mar.2013-Feb.2014) McMaster University;

– Stephan Hennings Och – FRANCIA período 12 meses (jul.2012-jun.2013) INSA Rouen.

– POST DE DOCTORADO DE DOCENTES DE PPGEM EN EL EXTRANJERO:

– Prof. Paulo C. Soares Jr. – EUA. Período 12 meses (dec.2012 – nov.2013) Colorado State University.

– Prof. João Elias Abdalla Filho – EE.UU. Período 12 meses (ago.2015 – jul.2016) Univ. of Colorado Boulder

– DOCTORANDOS Y POST DOCTORANDOS EXTRANEJEROS EN PPGEM:

– Nombre: Guilian Leroux. Institución francesa: Université de Savoie-Mont-Blanc
Situación actual: Doctorando. Período: noviembre/2014 a marzo/2015. Becario de institución francesa. Título del proyecto: Estudio y desarrollo de un sistema de enfriamiento evaporativo para edificios. Breve descripción: se trata del desarrollo de un sistema innovador de enfriamiento evaporativo. Una evaluación comparativa de energía será así conducida para comparar el nuevo sistema con los existentes.

– Nombre: Jeanne Goffart. Institución francesa anterior (Doctorado): Université de la Reunion. Doctorado realizado en Université de Savoie-Mont-Blanc. Situación actual: post doctoranda. Período: noviembre/2014 a octubre/2015 con posible prórroga. Becario de Post Doctorado CAPES. Título del proyecto: Nouvelle approche pour l’estimation du risque d’humidité en performance de bâtiment. Breve descripción: utilización de técnicas de análisis de sensibilidad para evaluación del impacto del clima en relación al aislamiento de tejados.

– Nombre: Mickael Rabouille. Institución francesa anterior (Doctorado): Université de Savoie-Mont-Blanc. Situación actual: post doctorando. Período: noviembre/2014 a octubre/2015, con posible prórroga. Becario de Post Doctorado CAPES. Título del proyecto: Outil d’aide à la décision pour l’analyse multi-critère en réhabilitation: utilisation des méta-modèles. Breve descripción: utilización de técnicas de análisis de sensibilidad para evaluación del impacto de distintos parámetros de entrada con relación al aislamiento de tejados.

– Nombre: Julien Berger. Institución francesa anterior (Doctorado): Université de Savoie-Mont-Blanc. Situación actual: post doctorando. Período: febrero/2015 a abril/2016. Becario de Post Doctorado CAPES. Título del proyecto: Técnicas de reducción de modelos para solución de problemas físicos en edificaciones. Breve descripción: el proyecto tiene por objetivo utilizar e implementar la técnica de reducción de modelos para solución rápida de problemas acoplados de transferencia de calor y de humedad en edificaciones y para estimación de propiedades higrotérmicas, necesarias en códigos de simulación energética de edificaciones.

– Nombre: Laura Michel. Institución francesa anterior (Doctorado): Université de Savoie-Mont-Blanc. Situación actual: post doctoranda. Período: marzo/2014 a marzo/2015. Becaria: No. Título del proyecto: Análisis estadística de modelos para el desempeño energético de edificaciones. Breve descripción: el proyecto es una contribución a los métodos de evaluación de desempeño energético en edificaciones mediante un abordaje estadística. Se propone un modelo simplificado, lo que permite considerar los efectos de la humedad en las reglas de cálculo de eficiencia energética de las edificaciones en Brasil.

– Nombre: Santiago Riquelme. Institución chilena: Universidad de Bio-Bio. Situación actual: maestrando (paso directo al Doctorado). Período: abril/2013 a marzo/2015 (Master) y abril 2015 a diciembre de 2018 (Doctorado). Becario de Master CAPES. Título del proyecto: Desarrollo de Instrumentación y de Modelos Matemáticos para Previsión de Intercambios de Calor por Radiación con Cielo y Vecindad. Breve descripción: el proyecto de Master tiene por objetivo desarrollar aparato de bajo coste para estimar la temperatura de cielo, a la vez que el de doctorado tiene como objetivo el desarrollo de modelos para los intercambios de calor por radiación de onda larga y onda corta con el cielo y superficies vecinas, implementando las condiciones de contorno externas para simulación energética de edificaciones.

– INTERCAMBIOS INTERNACIONALES

PPGEM tiene realizado actividades conjuntas con investigadores de instituciones internacionales en proyectos de investigación relacionados a sus tres áreas de concentración, en relación directo a investigador-investigador, y también mediante acuerdos de cooperación formal Universidad-Universisd para el intercambio de estudiantes de Grado y Postgrado en los modelos de Master/Doctorado sándwiches, Post Doctorado y misiones de trabajo para docentes y estudiantes. Algunas instituciones con las cuales se mantiene actividades de investigación:

  • TECHNISCHE UNIVERSITAET CLAUSTHAL (Alemania).
  • TECHNISCHE UNIVERSITAET DRESDEN (Alemania).
  • TECHNICAL UNIVERSITY OF DENMARK (Dinamarca).
  • VIENNA UNIVERSITY OF TECHNOLOGY (Austria).
  • UNIVERSITE DE SAVOIE (Francia).
  • INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUÉES -INSA (Francia).
  • McMASTER UNIVERSITY (CANADA).
  • COLORADO SCHOOL OF MINES (EE.UU.).
  • COLORADO STATE UNIVERSITY (EE.UU.).
  • UNIVERSITY OF CALIFORNIA AT BERKELEY (EE.UU.).
  • INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO DE MONTERREY (MÉXICO).
  • SOUTHWEST RESEARCH INSTITUTE (EE.UU.).
  • SYRACUSE UNIVERSITY (EE.UU.).

Los proyectos de investigación se financian por CNPq, CAPES y FINEP y por Oficinas Internacionales (DFG – Deutsche Forschungsgemeinschaft, Alemania y IEA – International Energy Agency, EE.UU.).

– LIBROS DE PPGEM (INGLÉS):

– Mendes, N. ; Chhay M.N.; Berger, J. ; Dutykh, D. . Numerical methods for diffusion phenomena in building physics: a practical introduction. 1. ed. Curitiba: PUCPress, 2016. v. 1. 220p .

– MASTER eN IDIOMA INGLÉS (escripto y defendido, con evaluador extranjero).

2015: Santiago Riquelme. Development of an apparatus for assessment of outgoing infrared radiation using a heat balance method. 2015. Disertación (Master en Ingeniería Mecánica) – Pontificia Universidad Católica de Paraná, Coordinación de Perfeccionamiento de Personal de Nivel Superior. Orientador: Nathan Mendes.
2015: Suelen Gasparin. A Hybrid Method for Computing Heat Transfer through Multilayered Building Envelopes. 2015. Disertación (Máster en Programa de Postgrado en Ingeniería Mecánica) – Pontificia Universidad Católica de Paraná, Coordinación de Perfeccionamiento de Personal de Nivel Superior. Orientador: Nathan Mendes.
2013: Ricardo Baasch Pacheco. Experimental Evaluation and Empirical Performance Correlations of a Dual-Split Air Conditiong System. 2013. Disertación (Master en Programa de Postgrado en Ingeniería Mecánica) – Pontificia Universidad Católica de Paraná, Coordinación de Perfeccionamiento de Personal de Nível Superior. Orientador: Nathan Mendes.
2013: Tiago Czelusniak. Development and Application of Copper-Nickel Zirconium Diboride as EDM Electrodes Manufactured by Selective Laser Sintering. 2013. Disertación (Master en Ingeniería Mecánica) – Pontificia Universidad Católica de Paraná, Coordinación de Perfeccionamiento de Personal de Nivel Superior. Orientador: Fred Lacerda Amorim.
2011: Camila Fernandes Higa. Selective Laser Sintering of Copper-Nickel and Molydenum Alloy to be Used as EDM Electrodes. 2011. Disertación (Master en Ingeniería Mecánica) – Pontificia Universidad Católica de Paraná, Coordinación de Perfeccionamiento de Personal de Nível Superior. Orientador: Fred Lacerda Amorim.
2008: Rodrigo Trebien. Thermal comfort sensitivity analysis and sensor development for control purposes. 2008. 0 f. Disertación (Master en Programa de Postgrado en Ingeniería Mecánica) – Pontificia Universidad Catóica de Paraná, Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico. Orientador: Nathan Mendes.

– DOCTORADOS en IDIOMA INGLÉS (escripto y defendido, con evaluador extranjero).

2018: Luciane Sopchenski Santos. Bactericidal Activity and Biocompatibility of TiO2 Coatings Doped With Bactericidal Elements. Tesis (Doctorado en Ingeniería Mecánica) – Pontificia Universidad Católica de Paraná. Orientador: Paulo César Soares Jr.
2018: Marcelo Pinto da Silva. Enriched Modified Local Green’s Function Method Applied to Elasto Static Problems. Tesis (Doctorado en Ingeniería Mecánica) – Pontificia Universidad Católica de Paraná. Orientador: João Elias Abdalla Filho.
2018: Walter Mazuroski. Intelligent co-simulation: a strategy to solve complex building energy simulation problems. Tesis (Doctorado en Ingeniería Mecánica) – Pontifícia Universidad Católica de Paraná. Orientador: Nathan Mendes
2017: Ana Paula de Almeida Rocha. On the Improvement of Building Energy Simulation by Means of Pixel Counting. Tesis (Doctorado en Ingeniería Mecánica) – Pontificia Universidad Católica de Paraná. Orientador: Nathan Mendes
2017: Lorena Freitas Dutra. Development of an innovative material of high hygrothermal performance. Tesis (Doctorado en Ingeniería Mecánica) – Pontificia Universidad Católica de Paraná. Orientador: Nathan Mendes
2017: Luciano Ayres de Mello. Advanced Modeling of Heat, Air And Moisture (HAM) Transfer Through Porous Building Elements. Pontifícia Universidad Católica de Paraná. Orientador: Luis Mauro Moura.
2015: Ricardo José Bertin. A numerical investigation of internal failure pressure of pipelines containing a single and double pit corrosion defect, considering plasticity. Tesis (Doctorado en Ingeniería Mecánica) – Pontificia Universidad Católica de Paraná. Orientador: João Elias Abdalla Filho.
2010: Roberto Zanetti Freire. Numerical Simulation of Photovoltaic Hybrid Ventilation Systems Combined with a Whole-Building Hygrothermal Model. 2010. 0 f. Tesis (Doctorado en Ingeniería Mecánica) – Pontificia Universidad Católica de Paraná, Coordinación de Perfeccionamiento de Personal de Nivel Superior. Orientador: Nathan Mendes.

– PLIEGUE INTERNACIONAL PARA CONTRATACIÓN DE DOCENTE

2015: Research Activities in the Strategic Area of Energy. Scientific profile: The candidate must demonstrate scientific leadership, international insertion, and coordination of R&D projects; agreements for cooperation and exchange with other institutions in the country and abroad and nucleation research groups. Other reference parameters are: supervision of at least four (4) theses and relevant scientific production characterized by regularity in the dissemination at national and international conferences with the participation of their students and; preferably have published books on his work in the area and have at least eighteen (18) publications in journals of scientific relevance in the areas related to the present professorship call. Brazilian candidates must have PQ-1A profile of the Brazilian Research Council (CNPq) .

2015: Research Activities in the Area Solid Mechanics: Scientific profile: Computational Solid Mechanics: Apply concepts and techniques of computational mechanics to study typical problems of mechanics of solids such as stress and strain analysis, dynamics and structural vibration, failure and fracture analysis, stability and structural analysis. Vibration and Acoustics: studies on vibration control of machines and equipment, structural vibrations, modal analysis, vehicular dynamics, maintenance, machines noise and environmental acoustics.

– ASIGNACIONES IMPARTIDAS EN IDIOMA INGLÉS

–Heat and Mass Transfer in Buildings

–Numerical Methods for Diffusion Phenomena in Building Physics: Theory and Practice

2017 / 2021 – APLICACIÓN DE FLUIDOS DE RECORTE DE BASE VEGETAL EN EL FRESADO DE ACERO COMÚN AL CARBONO, CON EL FIN DE MEJORAR EL PROCESO Y ECOLÓGICAMENTE AMIGABLE.
Empresa/Industria asociada; SpecialMix Ltda

Recursos involucrados y becas; R$ 30.000,00

Breve descripción del proyecto (50 palabras).

El proyecto es tema de tesis de doctorado del estudiante Vitor Baldin (defensa prevista en febrero de 2022) y tiene como objetivo investigar la eficiencia lubri-refrigerante de tres tipos de fluidos de recorte (dos de base vegetal y uno de base mineral, para comparación) en el fresado frontal de un acero común al carbono (ABNT 1045), cuando aplicados por la técnica de Mínima Cantidad de Lubrificación (MQL). La operación sin uso de fluido de recorte (en seco) también se investigará para corporaciones. Se objetiva también, basado en los resultados con los tres fluidos, alterar la formulación de uno de los fluidos de recorte de base vegetal, con el fin de aumentar la eficiencia lubri-refrigerante de tal fluido, atendiendo a las normas ambientales vigentes.


2019/2020 – INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN PARA EL DESARROLLO DE MOLDES DE SILICONA DE BAJO COSTO PARA FABRICACIÓN DE CARAMELOS DE PINTALABIOS
(Proyecto en curso – Involucrados: Ricardo, Paulo, César y Luciane)
Empresa/Industria asociada: Grupo Boticário
Recursos involucrados e becas: R$ 150.000,00
Breve descripción del proyecto (50 palabras): Este proyecto surgió de la necesidad del Grupo Boticário entender específicamente el proceso de fabricación y el material utilizado en el molde de silicona para la fabricación de pintalabios, con el objetivo de desarrollar un proveedor nacional para moldes de silicona y así reducir los costos de fabricación de sus pintalabios y también hace posible desarrollar nuevos moldes dentro de un proceso de mejora continua.

Proyecto firmado con PUCPR el 22/12/2018, mediante celebración del 4TA, inició su vigencia el 03/12/2018 y finalizará el 29/11/2019. AGENC/02303/2018 (Numeración en Sistema Benner – Pestaña a recibir).


2019/2020 – INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO DE NUEVOS MATERIALES PARA EL AUMENTO DE LA ADHERENCIA DE TERMOPLÁSTICO LSZH CON HILO METÁLICO APLICADOS EN CABLES ÓPTICOS
(Proyecto sujetado para la aprobación – Involucrados: Paulo y Ricardo)

Empresa/Industria asociación: FIBRACEM TELEINFORMÁTICA LTDA

Recursos involucrados y becas: R$ 132.000,00

Breve descripción del proyecto (50 palabras): La baja adherencia entre los alambres de sustentación de los cables ópticos y material termoplástico LSZH, deja el cable bien maleable. Para el cable quedar rígido, se necesita que los alambres y la fibra estén bien adheridos con el material termoplástico. Este proyecto tiene como objetivo proponer una investigación y desarrollo de nuevos adictivos al material termoplástico LSZH y la señalización del hilo metálico que aumente la adherencia al hilo metálico al material termoplástico a la vez que asegure las propiedades de toxidez y flamabilidad de clase LSZH.

Proyecto firmado con PUCPR el 04/04/2019, mediante la celebración del 1TA, inició la vigencia el 06/05/2019 y finalizará el 30/03/2020. AGENC/03431/2019 (Numeración en el Sistema Benner – Pestaña por recibir).


2019/2020 – DESARROLLO DE EQUIPAMIENTO PARA PRUEBA BALÍSTICA EN VIDRIOS BLINDADOS
Involucrados: Paulo y Sérgio Manentti

Empresa/Industria asociada: AGP – American Glass Products do Brasil

Recursos involucrados y beca: R$ 50.000,00 (aún estamos desarrollando la propuesta)

Breve descripción del proyecto (50 palabras): Los materiales utilizados en la fabricación de vidrios blindados ligeros (policarbonato y vidrio) deben probarse rutineramente para atender a la norma ISO 6603 – Determination of puncture impact behaviour of rigid plastics. Actualmente el ensayo balístico se realiza por la empresa con el uso de arma de fuego y munición especial, lo que involucra un alto costo de operación y encargos sociales. Ese ensayo puede sustituirse por otro utilizando una máquina de impacto, con peso y velocidad de una punta esférica determinado en la norma. El objetivo del presente proyecto es proyectar y construir un equipamiento para el ensayo de impacto, y en la secuencia la prestación de servicios para la empresa.

Proyecto firmado con PUCPR el 01/12/2017, mediante la celebración del 1TA, inició su vigencia el 28/11/2017 y se terminó el 28/11/2018, fue objeto de prorroga mediante enmienda contractual, vencerá el 29/01/2021. AGENC/15775/2017-003 (Numeración en el Sistema Benner – Pestaña por recibir).

Cuerpo Docente

Álisson Rocha Machado

Becario de Productividad en Investigación de CNPq (PQ 1A). Doctor por la University of Warwick Inglaterra, 1990. Post doctorado pela University of Warwick, Inglaterra, 1995-1996. Master por la Universidad Federal de Santa Catarina, UFSC, 1982. Grupo de Investigación: Tecnología de Materiales y Procesos de Fabricación - PUCPR (Investigador). Línea de Investigación: Tecnología de Mecanizado con Herramientas de Recorte de Geometría Definida.

Fred Lacerda Amorim

Becario de Productividad en Investigación del CNPq (PQ 2). Doctor por la Universidad Federal de Santa Catarina, UFSC, 2002 (en colaboración con RWTH-WZL-Aachen, Alemania). Master por la Universidad Federal de Santa Catarina, UFSC, 1996. Grupo de Investigación: Tecnología de Materiales y Procesos de Fabricación - PUCPR (líder). Línea de Investigación: Tecnología de Mecanizado por Electroerosión (Electrical Discharge Machining - EDM), Tecnología de Mecanizado con Herramientas de Geometría Definida.

Hsu Yang Shang

Doctor por la Pontificia Universidad Católica de Paraná, 2014. Máster por la Pontificia Universidad Católica de Paraná, 2009. Grupo de Investigación: Mecánica de los Sólidos-PUCPR (Investigador).

José Mario Fernandes Paiva Junior

Holds a post doctorate in Mechanical Engineering from McMaster University and a PhD in Mechanical Engineering from the Pontifical Catholic University of Paraná - PUCPR in collaboration with McMaster University - MMRI McMaster Manufacturing Research Institute (Canada). He is currently an assistant professor and researcher at McMaster University.

Key Fonseca de Lima

Doctor por la Universidad Federal de Santa Catarina-UFSC, en 2008. Master por la Pontificia Universidad Católica de Paraná - PUCPR, 2001. Grupo de Investigación: Mecánica de los Sólidos – PUCPR, Línea de Investigación: Vibraciones y Acústica.

Luís Mauro Moura

Doctor por el Institut National des Sciences Appliquées de Lyon, INSA/LYON, Francia, 1998. Máster por la Universidad Federal de Santa Catarina, UFSC, 1993. Grupos de Investigación: Laboratorio de Sistemas Térmicos - PUCPR (Investigador); Núcleo de Investigaciones en Sistemas Termoenergéticos - NPST - PUCPR (Investigador); Tecnología de Materiales y Procesos de Fabricación - PUCPR (Investigador). Línea de Investigación: Ciencia y Tecnología en Fenómenos de Transporte; Análisis Higrotérmica y Energética de Ambientes; Eficiencia Energética en Sistemas Térmicos.

Michelle Sostag Meruvia

Doctora por la Universidad Federal de Paraná, UFPR, 2004. Máster por la UFPR, 1999. Grupo de Investigación: Tecnología de Materiales y Procesos de Fabricación - PUCPR (Colaborador). Líneas de Investigación: Materiales y Procesos de Fabricación; Sensores; Caracterización Eléctrica y Magnética de Películas Finas.

Nathan Mendes

Becario de Productividad en Investigación del CNPq (PQ 1B). Doctor por la UFSC, 1997 (en colaboración con Lawrence Berkeley National Laboratory, University of California, Berkeley, EUA). Máster por la UFU, 1993. Grupos de Investigación: Laboratorio de Sistemas Térmicos - PUCPR (líder); Proyecto, Control y Automación de Sistemas - PUCPR (Investigación). Línea de Investigación: Análisis Higrotérmica y Energética de Ambientes; Eficiencia Energética en Sistemas Térmicos.

Nilson Barbieri

Becario de Productividad en Investigación del CNPq (PQ 2). Doctor por la Universidad Estatal de Campinas, UNICAMP, 1993. Máster por la Universidad Estatal de Campinas, UNICAMP, 1989. Grupo de Investigación: Mecánica de los Sólidos - PUCPR (líder). Línea de Investigación: Vibraciones y Acústica.

Paulo César Philippi

Becario de Productividad en Investigación del CNPq (PQ 1A). Doctor por la Université de Provence, Francia, 1980. Máster por el Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales, INPE, 1975. Grupo de Investigación: Laboratorio de Sistemas Térmicos - PUCPR (investigador). Líneas de investigación: Medios Porosos, Sistemas Multifásicos y multicomponentes, Modelos Cinéticos Discretos en Mecánica de los Fluidos, Desplazamientos inmiscibles en medios porosos, Transición de fases, Fundamentos de la Termodinámica.

Paulo César Soares Júnior

Becario de Productividad en Investigación del CNPq (PQ 1D). Doctor por la Universidad Federal de São Carlos, UFSCar, 2002. Máster por la UFSCar, 1997. Grupo de Investigación: Tecnología de Materiales y Procesos de Fabricación - PUCPR (Investigador). Líneas de Investigación: Caracterización y Design Microestructural en Procesos Metalúrgicos; Caracterización Tribológico, Mecánica y Microestructural de Películas Finas.

Ricardo Diego Torres

Becario de Productividad en Investigación del CNPq (PQ 2). Doctor por la Colorado School of Mines, C.S.M., EE.UU. - 1998. Máster por la Universidad Federal de Rio Grande do Sul, UFRGS, 1993. Grupo de Investigación: Tecnología de Materiales y Procesos de Fabricación - PUCPR (líder). Línea de Investigación: Materiales y Procesos de Fabricación e Ingeniería de Superficie Aplicado al Mecanizado de Materiales.

Viviana Cocco Mariani

Becarios de Productividad en Investigación de CNPq (PQ 1B). Doctora por la Universidad Federal de Santa Catarina, UFSC, 2002. Máster por la Universidad Federal de Santa Catarina, UFSC, Brasil, 1997. Grupo de Investigación: Núcleo de Investigaciones en Sistemas Termoenergéticos - NPST - PUCPR (Investigador). Línea de Investigación: Transferencia de Calor y Masa, Mecánica de los Fluidos, Moldeado de Escoadura Turbulentos y en Ambientes, Método Reverso. Métodos de Optimización.

Asignaciones

Building Energy Simulation

Introduction to building energy simulation. Heat and mass balances in buildings. Solar geometry. Psychrometrics. Basics of Thermal Comfort. HVAC systems. Building energy simulation. Applications.

Bibliografía

Hagentolf C-E. Introduction to Building Physics.Student litteratur, Lund, 2001.

Mendes N, Chhay M., Berger J., Dutykh D.. Numerical Methods for Diffusion Phenomena in Building Physics: A Practical Introduction, Springer, Curitiba, Brazil, 2019.

ASHRAE Handbook -Fundamentals, American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditionning Engineers, 2017.

Caracterización Microestructural de los Materiales

Principios generales de mecánica cuántica y espectroscopia: Interacción de la radiación con las materias, Absorción, Emisión, etc. Fuentes de radiación, profundidad de penetración, daño, resolución, pérdida. Microscopia Electrónica de Barrido (MEV) y Espectroscopia por Dispersión de Energía (EDS). Fundamentos y prácticas experimentales. Microscopia Electrónica de Transmisión (MET). Fundamentos y análisis de resultados. Microscopia de Fuerza Atómica (AFM). Fundamento y análisis de resultados. Difracción de rayos-X (DRX). Fundamento y práctica experimental. Espectroscopia vibracional: Raman, de absorción en el infrarrojo (FTIR). Fundamentos y práctica experimental. Espectroscopia de fotoelectrones excitados por rayos-X (XPS). Fundamentos y análisis de resultados. Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) y Análisis Térmica Diferencial (DTA). Fundamentos y práctica experimental. Mojabilidad y energía de superficie. Fundamentos y práctica experimental.

Bibliografía

W.F. Smith, J. Hashemi, Fundamentos de Engenharia e Ciência dos Materiais, McGraw Hill Brasil (2013)

Yang Leng, Materials Characterization: Introduction to Microscopic and Spectroscopic Methods, 2ndEdition, Wiley (2013)

Goldstein, J., Newbury, D.E., Joy, D.C., Lyman, C.E., Echlin, P., Lifshin, E., Sawyer, L., Michael, J.R., Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis, 3rdEdition, Springer (2003)

  1. D. Cullity, S. R. Stock, Elements of X-Ray Diffraction, 3rdEdition, Pearson (2014)

David B. Williams, C. Barry Carter, Transmission Electron Microscopy, 2ndEdition, Springer (2009)

  1. Voigtländer, Atomic Force Microscopy, 2ndEdition, Springer (2019)
  2. Stuart, Infrared Spectroscopy: Fundamentals and Applications, Wiley (2004)

J.R. Ferraro, K. Nakamoto and C. W. Brown, Introductory Raman Spectroscopy, 2ndEdition, Elsevier (2003)

J.F. Watts, J. Wolstenholme, An Introduction to Surface Analysis by XPS and AES, Wiley (2003)

Análise térmica dos materiais –Apostila Netzsch

Molhabilidade e ângulo de contato –Apostila Krüss

Artículos científicos y notas de clase

Conducción de Calor

Introducción a la transferencia de calor. Métodos Analíticos y Métodos Numéricos aplicados a Problemas en Régimen Permanente y Transiente para distintas geometrías. Balance de energía. Técnica de separación de variables. Transformada de Laplace. Método de la Función de Green. Aplicación de los volúmenes finitos a solución de problemas.

Bibliografía

ÖZISIK, N.M. Heat Conduction, John Wiley and Sons, 2ª Ed. 1993.

ARPACI, V.S. Conduction Heat Transfer, Pearson Custom Pub; Abridged edition., 1991.

GRIGULL, U. SANDNER, H. Heat Conduction, Hemisphere Publishing Corporation, 1984, pp.187.

CARSLAW, H.S., JAEGER, J.C., Conduction of Heat in Solids, Oxford Science Publications, 2° Edition, 1996, pp. 10.

PATANKAR, S.V., Numerical Heat Transfer and Fluid Flow. Hemisphere Publishing Corporation, 1980, pp.197.

MASSOUD KAVIANY, Heat Transfer Physics, Cambridge University Press; 2 edition, 2014

MALISKA, C.R., Transferência de Calor e Mecânica dos Fluidos Computacional. LTC, 2ª Edição, 2004, pp. 423.

INCROPERA, F.P. DEWITT D.P., BERGMAN; LAVINE. Fundamentos de Transferência de Calor e Massa, 2014.

KREITH, F., BOHN, M., Princípios de Transferência de Calor, Editora: PIONEIRA, 2Edição 2015.

POULIKAKOS, D. Conduction Heat Transfer, Prentice Hall, 1994, pp.353.

YAMAN YENER,SADIK KAKAC, Heat Conduction, Fourth Edition4th Edition, CRC Press; 4 edition, 2008

Dinámica de las Estructuras

Conceitos físicos e modelos matemáticos para a análise dinâmica das estruturas com um grau de liberdade e com múltiplo grau de liberdade, estruturas sujeitas a vibração livre ou forçada, amortecidas ou sem amortecimento. A solução clássica de equação diferencial, métodos numéricos, integral de Duhamel, método da transformada são apresentados. Método de Newmark e método de diferença central são abordados.

Bibliografía

Chopra, Anil. Dynamics of Structures: Theory and applications to earthquake engineering, fifth edition. Prentice-Hall.

Clough, Ray W. & Penzien, Joseph. Dynamics of Structures. Third Edition. Computers & Structures, 1995.

Inman, Daniel J. Engineering Vibrations. Fourth Edition, Pearson. Rao, Singiresu S. Mechanical Vibrations, fifth edition, Prentice Hall.

Dinámica Vehicular

Introducción básica de dinámica. Introducción a la dinámica vehicular. Comportamiento del vehículo sujeto a aceleración. Frenado. Cargas de ruedas. Vehículo en movimiento. Respuesta del vehículo en curvas. Transferencia lateral de carga. Suspensiones. Desarrollo de rutinas computacionales utilizando el programa Simulink/Matlab.

Bibliografía

Thomas D. Gillespie, Fundamentals of Vehicle Dynamics, SAE, 1992

Ellis, J. R. Vehicle Handling Dynamics, Mechanical Engineering Publications Ltda, 1994

Wong, J. Y. Theory of Ground Vehicles, 2 ed., John Wiley & Sons, 1993.Milliken, W. F. & Milliken, D. L. Race Car Vehicle Dynamics, SAE, 1995

Bastow, D. and Howard, G. Car suspension and Handling, 3 ed., SAE, 1993

Elementos Finitos

Conceptuación del método de los elementos finitos (MEF). Análisis de sistemas discretos. Análisis de problemas de elasticidad. Método directo. Generalización del MEF: método de Galerkin (residuos ponderados) y enfoque variacional. Estado plano de tensiones y de deformaciones, y problemas de axisimetría. Análisis tridimensional de tensiones. Funciones de forma y continuidad. Elementos finitos mapeados – elementos isoparamétricos. Análisis de travesaños. Configuración de mallas. Análisis de convergencia y de errores. Aspectos computacionales.

Bibliografía

Concepts andApplications of Finite Element Analysis, R.D. Cook, D.S. Malkus & M.E. Plesha, John Wiley & Sons, 3rd edition, 1989.

Finite Element Modeling for Stress Analysis, R.D. Cook, John Wiley & Sons.The Finite Element Method, O.C. Zienkiewicz & R.L. Taylor, Fourth Edition, Vol. I (1987) & Vol. II (1989), McGraw-Hill Book Company.

The Finite Element Method For Engineers, K.H. Huebner, D.L. Dewhirst, D.E. Smith & T. G. Byrom, John Wiley & Sons, 4th edition, 2001.

Finite Element Procedures, K.J. Bathe, Prentice-Hall, 1996.

The Finite Element Method -Linear Static and Dynamic Finite Element Analysis, T.J.R. Hughes, Prentice-Hall.

A unified Approach to the Finite Element Method and Error Analysis Procedures. J.O. Dow, Academic Press, 1999

Elementos Finitos

Introducción al análisis no lineal de sólidos y estructuras. Análisis no lineal geométrico. Análisis no lineal física o de material. Fundamentos de la mecánica del continuo. Elementos finitos de barra de acción axial. Elementos finitos de travesaño. Elementos finitos sólidos planos.

Bibliografía

Non-linear Finite Element Analysis of Solids and Structures Volume 1: Essentials, M.A. Crisfield, Wiley, 2000.

Finite Element Procedures, K.J. Bathe, 1stEdition, Prentice Hall.

Non-linear Continuum Mechanics for Finite Element Analysis, 2ndEdition, J. Bonet and R.D. Wood, Cambridge University Press, 2008.

Non-linear Finite Elements for Continua and Structures, 1stEdition, T. Belytschko, W.K. Liu, B. Moran, Wiley, 2000.

Elementos Finitos para Acústica

Ecuación de la onda para dominios estacionarios. Dominios acústicos bi y tri dimensionales. Dominios axisimétricos. Ecuación característica de elementos finitos. Condiciones de contorno para resolución de la ecuación característica. Filtros acústicos reactivos y disipativos.

Bibliografía

MUNJAL, M. L., Acoustics of Ducts and Mufflers. 2nd Edition. John Wiley. 2014

LOGAN, D. L., A First Course in the Finite Element Method. 5th Edition.CL Engineering, 2011.

COOK, R. D.,MALKUS, D. S., PLESHA, M. E. WITT. R. J. Concepts and Applications of Finite Element Analysis. 4th Edition. John Willey. 2001.

SESHU. P., Textbook of Finite Element Analysis. 1stedition. PHI Learning Private Limited. 2012.

ZIENKIEWICZ, O. C., TAYLOR R. L., ZHU, J. Z. The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals. 7th Edition.Butterworth-Heinemann. 2013.

Ensayos Mecánicos de los Materiales    

Ensayos de dureza –Mohs, Escala Macro: Rockwell y Brinell y Micro: Vickers y Knoop. Fundamentos, normas técnicas e práctica experimental. Ensayo de indentación instrumentada –Escala nano. Fundamentos, normas técnicas y práctica experimental. Ensayo de tracción y compresión. Fundamentos, normas técnicas y práctica experimental. Ensayo de impacto –Charpy e Izod. Fundamentos, normas técnicas y práctica experimental. Ensayos de tenacidad a la fractura: SENB, Chevron, VIF. Fundamentos, normas técnicas y práctica experimental. Ensayos de riesgo. Modelos de fractura y adhesión de revestimientos. Fundamentos, normas técnicas y práctica experimental. Ensayos de tribología. Medidas de COF y tasa de desgaste. Fundamentos, normas técnicas y práctica experimental.

Bibliografía

Garcia, J. A. Spim, C. A. dos Santos, Ensaios dos Materiais, 2ndEdition, LTC (2003).

  1. Fisher-Cripps, Nanoindentation, 3rdEdition, Springer (2011).

Bhushan, Introduction to Tribology, 2ndEdition, Wiley (2013).

Normas técnicas ABNT, ASTM, ISO.

Artigos científicos e notas de aula.

 

Prácticas de Docencia

Trabajo y prácticas de estudiante de auxilio a los docentes de PPGEM acompañados del docente titular de la asignación.

Bibliografía

Material bibliográfico referente a las asignaciones incluidas en las prácticas de docencia de cada estudiante becario.

Estudio Independiente en Fabricación I

Enmienda: Variable, de acuerdo con los intereses de los estudiantes y el profesor. Pudiendo ser tópicos relacionados al tema de la disertación de master o tesis de doctorado

Bibliografía: Variable, de acuerdo con el tópico.

Estudio Independiente en Fabricación II

Enmienda: Variable, de acuerdo con los intereses de los estudiantes y el profesor. Pudiendo ser tópicos relacionados al tema de la disertación de master o tesis de doctorado

Bibliografía: Variable, de acuerdo con el tópico.

Estudio Independiente Mecánica de los Sólidos I

Enmienda: Variable, de acuerdo con los intereses de los estudiantes y el profesor. Pudiendo ser tópicos relacionados al tema de la disertación de master o tesis de doctorado

Bibliografía: Variable, de acuerdo con el tópico.

Estudio Independiente Mecánica de los Sólidos II

Enmienda: Variable, de acuerdo con los intereses de los estudiantes y el profesor. Pudiendo ser tópicos relacionados al tema de la disertación de master o tesis de doctorado

Bibliografía: Variable, de acuerdo con el tópico.

Estudio Independiente Ingeniería y Ciencias Térmicas I

Enmienda: Variable, de acuerdo con los intereses de los estudiantes y el profesor. Pudiendo ser tópicos relacionados al tema de la disertación de master o tesis de doctorado

Bibliografía: Variable, con acuerdo con el tópico.

Estudio Independiente Ingeniería y Ciencias Térmicas I

Enmienda: Variable, de acuerdo con los intereses de los estudiantes y el profesor. Pudiendo ser tópicos relacionados al tema de la disertación de master o tesis de doctorado

Bibliografía: Variable, de acuerdo con el tópico.

Ética y Filosofía de la Ciencia

Análisis y reflexión acerca de los fundamentos básicos de la ciencia y la ética. La relación entre la teoría y la práctica en la contemporaneidad. Las imbricaciones entre valores, consciencia moral, investigación, implicación social de la ciencia, ejercicio profesional y responsabilidad social.

Bibliografía

ANDERY, Maria Amália et al. Para compreender a ciência: uma perspectiva histórica. São Paulo/Rio de Janeiro: EDUC, Espaço e Tempo, 1994.

ARAUJO, I. L. Introdução à filosofia da ciência. Curitiba: Editora da UFPR, 1998.

BRONOWSKI, J. A responsabilidade do cientista e outros ensaios. Lisboa: Dom Quixote, 1992.

BOURDIEU, P. Razões práticas – sobre a teoria da ação. Campinas: Papirus, 1997.

CHALMERS, A. F. O que é ciência afinal? São Paulo: Brasiliense, 1993.

FOUCAULT, Michel. A verdade e as formas jurídicas. Rio de Janeiro: Cadernos da PUC, 1979.

FOUCAULT, Michel. Vigiar e punir. A história da violência nas prisões. Petrópolis, Vozes, 1990.

HORKHEIMER, Max e ADORNO, Theodor. Dialética do esclarecimento. Rio de Janeiro: Jorge Zahar, 1985.

KUHN, T. A estrutura das revoluções científicas. São Paulo: Perspectiva, 1978.

MORIN, Edgar. Introdução ao pensamento complexo. Lisboa: Instituto Jean Piaget, 1991.

POPPER, Karl. A lógica da pesquisa científica. São Paulo: Cultrix, 1993.

SANCHEZ VASQUEZ, Adolfo. Ética. Rio de Janeiro: Civilização Brasileira, 1970

Fundamentos del Mecanizado Convencional

Introducción. Grandezas Físicas en el Proceso de Recorte. Nomenclatura y Geometría de las Herramientas de Recorte. Formación de Viruta. Control de Viruta. La Interface Viruta – Herramienta. Fuerza de Mecanizado, Presión Específica de Recorte y Potencia de Mecanizado. Temperatura de Recorte. Materiales para Herramientas de Recorte. Averías, Desgaste y Mecanismos de Desgaste de las Herramientas de Recorte y Vida de la Herramienta y Factores que la influyen. Fluidos de Recorte. Integridad Superficial.

Bibliografía

Trent, E.M. and Wright, P.K. -“Metal Cutting”,4thEdition, Butterworths, Londres, 2000.

Shaw, M. C. -“Metal Cutting Principles”, Oxford University Press, New York, 1986.

Ferraresi, D. -“Fundamentos da Usinagem dos Metais”, Editora Edgard BlücherLtda, 1970.

Diniz, A. E., Marcondes, F. C., Coppini, N.L., 2011, “Tecnologia da Usinagem dos Materiais”, Editora MM, 7thed., Sao Paulo, p.

Modern Metal Cutting –A practical Handbook” –SandvikCoromant, Suécia, 1994

Stephenson, D.A. & Agapiou, J.S., “Metal Cutting –Theory and Practice”, Taylor & Francis Group Editor, 2ndEdition, 2006, 846 pgs. ISBN 0-8247-58888-9.

Boothroyd, G. -“Fundamentals of Metal Machining and Machine Tools”, Mc Graw-Hill Kogakusha Ltd, Japan, 1981.

Mills, B. and Redford, A.H., “Machinability of Engineering Materials”, Applied SciencePublishers, England, 1983.

Gorczyca, F.E., “Application of Metal Cutting Theory”, Industrial Press, USA, 1987.ASM –Metals Handbook, 1989, “Machining”, 9a Ed., Vol. 16, USA.

Artículos, tesis y disertaciones diversas.

Fundamentos de Ciencia de los Materiales

Materiales e Ingeniería. Estructura atómica, estructura electrónica de los átomos y conexiones químicas. Estructura cristalina y sistemas cristalinos. Análisis de estructura cristalina. Técnicas de identificación de microestructura defectos –microscopia óptica, MEV, MET, AFM y TSM. Solidificación y nucleación; soluciones sólidas y defectos. Procesos Cinéticos en Sólidos: Difusión. Aleaciones y diagramas de fase binarios -equilibrio termodinámico y reglas de las fases de Gibbs. Polímeros. Cerámicos. Materiales compuestos. Propiedades térmicas y mecánicas de los materiales –Mecanismos deformación; dureza; fractura y agotamiento; fluencia.

Bibliografía

Smith, W. F. and Hashemi, J., Foundations of Materials Science and Engineering, McGraw-Hill, Singapore (2004);

Abbaschian, R., Abbaschian, L., Reed-Hill, R. E., Physical Metallurgy Principles, 4nded., CENGAGE Learning, USA (2009);

Padilha, A., F., Materiais de Engenharia –Microestrutura e Propriedades, Emus Ed., Curitiba (2000);

Meyers, M. A., Chawla, K. K., Mechanical Behavior of Materials, 2nded., Cambridge University Press, Cambridge (2009).

Bower, D. I., An Introduction to Polymer Physics, Cambridge University Press, Cambridge (2002).

Heimann, R. B., Classic and Advanced Ceramics –From Fundamentalsto Applications, Wiley-VCH, Weinheim (2010).

Jones, R. M., Mechanics of Composite Materials, Taylor & Francis, Philadelphia (1999).

Artigos selecionados da literatura científica internacional.

 

Fundamentos de los Procesos No-Convencionales de Mecanizado

Tecnología de los procesos de remoción térmica por descarga eléctricas (Sinking Electrical Discharge Machininingand Wire Electrical Discharge Machining). Remoción Química. Remoción Electroquímica .Remoción por Ultrasonido. Remoción a Laser. Remoción de Materiales por Haz de Laser. Remoción por Chorro de agua.

Bibliografía

GUITRAU. B. “ The EDM Handbook”. Hanser Gardner Publications. USA. 1997

WELLER, E.S. Nontraditional Machining Processes. SME, 1984

DROZDA, T.J. “ Tool and Manufacturing Engineers Handbook” Volume 1. Machining.SME. USA. 1998

LASCOE, O.D. “ Handbook of Fabrication Processes”. Carnes Publication Services. USA. 1988.

KÖNIG, W. Fertigungsverfahren: Abtragen. VDI-Verlag GmbH, Düsseldorf, 199. Band 3

AMORIM, F.L. “Tecnologiade Eletroerosão por Penetração da Liga de Alumínio AMP 8000 e da Liga de Cobre CuBe C17200 para Ferramentas de Moldagem de Materiais Plásticos”. Tese de Doutorado. Universidade Federal de Santa Catarina –UFSC. Florianópolis. 2002.

Artículos, tesis y disertaciones diversas.

Fundamentos en Acústica

Principios de la acústica. Ecuación de la onda. Propagación de ondas. Transmisión de ondas entre medios. Filtros acústicos reactivos y disipativos. Acústica de ambientes abiertos y cerrados. Caracterización de materiales absorbentes. Absorción sonora. Medición de grandezas acústicas. Aislamiento y control de ruido y acústica automotora.

Bibliografía

GERGES, Samir N. Y. Ruído: Fundamentos e Controle, ed. 2000.

KINSLER L. E. Frey A. R., COPPENS A. B., SANDRES J.V.; Fundaments of Acoustics, john Wiley & Sons, 1982.

BERANEK, L. L.; VÉR, I. L. Noise and Vibration Control Engineeering: Principles and Applications, 1sted., J. Wiley & Sons, 1992. BARRON, Randal F. Industrial Noise Control and Acoustics, ed. Marcel Decker, 1sted., 2003.;

MUNJAL, L. M., Acoustics of Ducts and Mufflers. Wiley Interscience, 2nded., 2014.

BIES, D. A., HANSEN, C. H., Engineering Noise Control –Theory and Practice, Spon Press, 3rded., 2003.

Identificación de Parámetros en Ingeniería

Parámetros, propiedades y estado. Teoría de Errores. Propagación y combinación de errores. Métodos de estimación de parámetros para modelos lineales y no lineales. Coeficientes de sensibilidad. Sensibilidad a los errores experimentales: condiciones de indentifiabilidad. Optimización de experimentos. Introducción a los métodos reversos.

Bibliografía

Beck, J.V., Arnold, K.J. Parameter estimation in engineering and science,New York: John Wiley and Sons, 1977. 501p.

Dean, A.; Voss, D., Design and Analysis of Experiments, Springer-Verlag NY, 1998, p.763

Taylor, J.R. An Introduction to Error Analysis. The Study of Uncertainties in Physical Measurements, University Sciences Books, 1982

Taylor, J.L. Fundamentals of Measurement Error. NEFF Instrument Corporation, 1988. Albert Tarantola. Inverse Problem Theory: Methods for Data Fitting and Model Parameter Estimation, Elsevier Science Ltd, 1987.

Beck, J.V., Blackwell, B., Clair C. r. St., Inverse Heat Conduction: Ill-posed Problems, New York : John Wiley and Sons, 1985. 307p.

Hensel, E. Inverse Theory and Applications for Engineers. New Jersey, Prentice Hall, 1991. 322p.

Flesch, C.A.Apostila de Medição de Grandezas Mecânicas, UFSC, 1990.

Doebelin, E. O. -Measurement Systems. Application & Design, 3 ed. -McGraw-Hill Books, New York, 1983.Holman, J. P. Experimental Methods for Engineers, 5 ed. -McGraw-Hill Books, New York, 1989.

Beckwith, T. G.; Marangoni, R. D.; Lienhard, J. H. –Mechanical Measurements, 5 ed. –Addison-Wesley Publishing Company, 1993.

BOX, George E. B., HUNTER, William G. and HUNTER, J. Stuart, Statistics for Experiments: An Introduction to Design, Data Analysis and Model Building, John Wyley & Sons, 1978.

 

Introducción a la Física de los Polímeros

Clasificación y conceptos fundamentales. Masa molar, distribución ordenada y estructura. Polimerización, cristalización y morfología. Dependencia de las propiedades con la estructura química. Propiedades mecánicas. Fractura y fluencia. Principios básicos de procesamiento de polímeros.

Bibliografía

Bower, D. I., Introduction to Polymer Physics, Cambridge University Press, Cambridge (2002);

Kumar, A., Gupta, R. K., Fundamentals of Polymer Engeneering, 2nded., Marcel Dekker, Inc., New York (2003);

Tadmor, Z., Gogos,C. G., Principles of Polymer Processing, John Wiley and Sons, Inc., New Jersey (2006);

Ebewele, R. O., Polymer Science and Technology, CRC Press LLC, Florida (2000).

Matemática Avanzada

Álgebra Lineal, Matrices, Vectores, Determinantes, Autovalores y Autovectores; Cálculo Vectorial Diferencial: Gradiente, Divergente y Rotacional; Cálculo Vectorial Integral: Teoremas Integrales; Análisis Tensorial; Ecuaciones Diferenciales Ordinarias; Transformada de Laplace; Series de Fourier; Series Ortogonales de polinomios.

Bibliografía

Kreyszig, E. Advanced Engineering Mathematics, 10 ed., John Wiley & Sons, New York, 2011.

Donald Kreider, Donald R. Ostberg, Robert C. Kuller & Fred W. Perkins Introdução à Análise Linear, Vol. 1, 2 e 3. Ao Livro Técnico, 1972.

Kaplan, W. Cálculo Avançado, Ed. Edgard Blücher Ltda., 1972.

Siegel, M.R. Manual de Fórmulas, Métodos e Tabelas de Matemática, Makron, McGraw-Hill, 1992.

Abramowitz, M., Stegun, I.A. Handbook of mathematical functions, New York: Dover Publications, Inc., 1972.-1046p.

 

Mecánica de los Fluidos

Hipótesis del continuo. Descripciones Euleriana y Lagrangiana del movimiento. Derivadas materiales y locales. Trayectorias, líneas de corriente y líneas de emisión. Dilatación. Teorema de Transporte de Reynolds. Ecuación de la Continuidad. Deformación y tasa de deformación. Vorticidad. Tensiones en fluidos. Principio de Cauchy y la ecuación de balance de la cantidad de movimiento. El tensor tensión. Presión hidrostática. Ejes principales del tensor tensión e isotropía. Fluidos Stokwesianos. Ecuaciones constitutivas. Fluidos Newtonianos. Ecuaciones del movimiento para un fluido Newtoniano. El número de Reynolds. Disipación de energía por fuerzas viscosas. La ecuación de balance para la energía. Entropía. Introducción a la turbulencia.

Bibliografía

Aris R (1989) Vectors, tensors, and the basic equations of fluid mechanics. Dover Publications

Panton RL (2013) Incompressible Flow. John Wiley & Sons

Tokaty GA (1971) A history and Philosophy of Fluid Dynamics. Dover Publications, New York

Pope S (2000) Turbulent flows. Cambridge University Press, Cambridge

Batchelor GK(1999) An introduction to fluid dynamics. Cambridge University Press

Mechanical Testing of Materials

Hardness tests -Mohs, Macro Scale: Rockwell and Brinell and Micro: Vickers and Knoop. Fundamentals, technical standards and experimental practice. Instrumented indentation test -nano scale. Fundamentals, technicalstandards and experimental practice. Tensile and compressive test. Fundamentals, technical standards and experimental practice. Impact test -Charpy and Izod. Fundamentals, technical standards and experimental practice. Fracture toughness tests: SENB, Chevron, VIF. Fundamentals, technical standards and experimental practice. Scratch tests. Fracture and adhesion coatings’ models. Fundamentals, technical standards and experimental practice. Tribology tests. COF and wear rate. Fundamentals, technical standards and experimental practice.

Bibliography

Garcia, J. A. Spim, C. A. dos Santos, Materials Testing, 2nd Edition, LTC (2003).

  1. Fisher-Cripps, Nanoindentation, 3rd Edition, Springer (2011).

Bhushan, Introduction to Tribology, 2nd Edition, Wiley (2013).

Technical standards ABNT, ASTM, ISO.

Scientific articles and lecture notes.

Métodos Cinéticos en Mecánica de los Fluidos

Introducción: el método cinético en mecánica de los fluidos. Aplicaciones para el modelado físico en problemas de ingeniería. La ecuación de Boltzmann. Solución de equilibrio. Propiedades del término de repulsión. Modelos cinéticos. Ecuaciones macroscópicas. El problema de la discretización en LBM. Discretización de velocidades. Análisis de escala en LBM: reconociendo las fuentes de errores numéricos. Estabilidad numérica de algoritmos LB: los métodos entrópicos, MRT (múltiple relaxation times) y regularización. Condiciones de contorno. Ecuaciones cinéticas para fluidos no ideales. Transiciones de fase, mezclas no ideales y escoadura de fluidos imiscibles.

Bibliografía

Philippi PC (2016) Lectures on the Lattice-Boltzmann Method(in preparation).

Guo Z, Shu C (2013) Lattice Boltzmann Method and Its Applications in Engineering. World Scientific Publishers, Singapore

  1. Krüger, H. Kusumaatmaja, A. Kuzmin, O. Shardt, G. Silva, and E.M. Viggen, The Lattice Boltzmann Method (Springer International Publishing, 2017).

Kremer GM (2010) An Introduction to the Boltzmann Equation and Transport Processes in Gases. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg

Cercignani C (1969) Mathematical Methods in Kinetic Theory. London: Macmillan

Sukop MC, Thorne DT (2006) Lattice Boltzmann Modeling. Springer Berlin Heidelberg

Succi S (2001) The lattice Boltzmann equation for fluid dynamics and beyond. Clarendon Press

Tabeling P (2005) Introduction to microfluidics. Oxford University Press

Metrología e Instrumentación Mecánica

Conceptos básicos de medición e instrumentación. Adquisición, procesamiento y análisis de datos experimentales. Mediciones eléctricas básicas y sistemas de sensores. Mediciones de desplazamiento y área, presión, flujo, temperatura, fuerza, torque, deformación, movimiento, vibración, acústica, grandeza térmicas y transporte.

Bibliografía

Holman, J. P. Experimental methods for Engineers, 5 ed., McGraw-Hill Books, New York, 1989

Sirohi, R. S. & Radha Krishna, H. C. Mechanical Measurements, 3 ed., John Wiley & Sons, New York, 1991.

Dally, J. W., Riley, W. F. & McConnel, E. O. Instrumentation for Engineering Measurements, 2 ed., John Wiley & Sons, New York, 1993.

Doebelin, E. O. Measurement Systems. Application & Design, 3 ed., McGraw-Hill Books, New York, 1983.

Tompkins W.J. & Webster J.G. Interfacing Sensors to the IBMPC. Prentice Hall 1988

Microstructural characterization of materials

General principles of quantum mechanics and spectroscopy: Interaction of radiation with matter, Absorption, Emission, etc. Sources of radiation, depth of penetration, damage, resolution, loss. Scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersion spectroscopy (EDS). Fundamentals and experimental practice. Transmission electronic microscopy (TEM). Fundamentals and results analysis. Atomic Force Microscopy (AFM). Fundamentals and results analysis. X-ray diffraction (XRD). Fundamentals and experimental practice. Vibrational spectroscopy: Raman, infrared absorption (FTIR). Fundamentals and experimental practice. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Fundamentals and results analysis. Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Differential Thermal Analysis (DTA). Fundamentals and experimental practice. Wettability and surface energy. Fundamentals and experimental practice.

Bibliography

W.F. Smith, J. Hashemi, Fundamentos de Engenhariae Ciência dos Materiais, McGraw Hill Brasil (2013)

Yang Leng, Materials Characterization: Introduction to Microscopic and Spectroscopic Methods, 2ndEdition, Wiley (2013)

Goldstein, J., Newbury, D.E., Joy, D.C., Lyman, C.E., Echlin, P., Lifshin, E., Sawyer, L., Michael, J.R., Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis, 3rdEdition, Springer (2003)

  1. D. Cullity, S. R. Stock, Elements of X-Ray Diffraction, 3rdEdition, Pearson (2014)

David B. Williams, C. Barry Carter, Transmission Electron Microscopy, 2ndEdition, Springer (2009)

  1. Voigtländer, Atomic Force Microscopy, 2ndEdition, Springer (2019)
  2. Stuart, Infrared Spectroscopy: Fundamentals and Applications, Wiley (2004)

J.R. Ferraro, K. Nakamoto and C. W. Brown, Introductory Raman Spectroscopy, 2ndEdition, Elsevier (2003)

J.F. Watts, J. Wolstenholme, An Introduction to Surface Analysis by XPS and AES, Wiley (2003)

Thermal analysis of materials –NetzschWettability and contact angle –KrüssScientific paper and lecture notes

 

Propiedades Mecánicas de los Materiales

Discordancia y deformación plástica; Mecanismos de aumento de resistencia: Temple por solución sólida; Temple por transformación martensítica; Temple por precipitación; Temple por refino de grano; Temple por deformación plástica; Propiedades de tracción; Dureza; Impacto; Fractura; Agotamiento y Fluencia.

Bibliografía

Norman E. Dowling,Mechanical Behavior of Materials: Engineering Methods for Deformation, Fracture and Fatigue, Third Edition, Pearson Prentice Hall.

Marc A. Meyers e Krishan K. Chawla,Princípios de Metalurgia Mecânica, Editora Edgard Blucher LTDA.

PVD Coatings: Properties and Applications

Métodos de Deposición. Principios de modificación de superficies: mecánicas y químicos. Técnicas de deposición de metales y revestimientos cerámicos: Physical Vapor Deposition (PVD) y Chemical Vapor Deposition (CVD). Propiedades mecánicas y tribológicas de los revestimientos cerámicos. Aspectos de la adhesión de los revestimientos en substrato de acero. Revestimientos para herramientas de recorte y matrices.

Bibliografía

German S. Fox-Rabinovich, George E. Totten;Self –Organization During Friction –Advanced Surface-Engineered Materials and System Design, Taylor e Francis

Special Topics - Biomaterials

Introduction to the study of Biomaterials: history, current applications, trends. Types of Biomaterials: metallic, ceramic, polymeric and composites, with an emphasis on microstructure correlation, properties and processing. Biological Materials: structure and properties of the main types of tissues. Biological response to Biomaterials. Biomaterials and Tissue Engineering. Characterization of Biomaterials

Bibliography:

  1. L. Oréfice, M. M. Pereira, H. S. Mansur, Biomaterials: Fundamentals & Applications, 1st Edition, Editora Cultura Médica (2006).
  2. D. Ratner, A. S. Hoffman, F. J. Schoen, J. E. Lemons, Biomaterials Science: An Introduction to Materials in Medicine, 2nd Edition, Elsevier (2004).

Scientific articles and lecture notes.

Termodinámica

La primera ley de la Termodinámica. La segunda ley de la Termodinámica. Equilibrio termodinámico. Transiciones de fase. Introducción a la Termodinámicado no equilibrado.

Bibliografía

BEJAN, A., Advanced Engineering Thermodynamics, John Wiley & Sons,1988

KONDEPUDI, D.; PRIGOGINE, I. , Modern Thermodynamics: From Heat Engines to Dissipative Structures, John Wiley & Sons,1998.

CALLEN, H.B., Thermodynamics and Thermostatistics, John Wiley & Sons, 1985

PHILIPPI, P.C., Fundamentals of Thermodynamics (em preparação)

Termodinámica de los Materiales

Conceptos de Termodinámica Clásica y Mecánica Estadística. Propiedades de gases ideales y Leyes de la Termodinámica. Proceso estátivos y casi estáticos, Calor y Trabajo de procesos reversibles y entropís. Propiedades térmicas de materiales. Entalpía y energía libre de Helmholtz. Equilíbrio, energía libre de Gibbs y potencial químico. Equilíbrio de fases en sistemas unitários. Diagramas de fase binarios. Diagramas de Ellingham y procesos de oxidación. Termodinámica de procesos electroquímicos y corrosión. Vacancias y difusión en soluciones sólidas. Interfaces y superficies. Nucleación y solidificación.

Bibliografía

Gaskell, David. R. and Laughlin, David E., Introduction to the Thermodynamics of Materials, Taylor & Francis, 6a. ed., 2018.

Chang, Y. Austin, & Oates, W. Alan, Materials Thermodynamics,John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2010.

Tan, S. M., Statistical Mechanics, Lecture notes @https://sites.google.com/site/szemengtan/home

Lee , Hae-Geon, Chemical Thermodynamics for Metals and Materials, Imperial College Press, 2000.

Cahn, Robert W., & Haasen, Peter (Ed.), Physical Metallurgy, North Holland, 1996.

Reed-Hill, Robert E., Abbaschian, Reza, Abbaschian, Lara, Physical Metallurgy Principles, 4ª ed., Cengage, 2009.

Devereaux, Owen F., Topics in Metallurgical Thermodynamics, John Wiley & Sons, Inc., 1983.

McCafferty, E., Introduction to Corrosion Science, Springer, 2010.

 

Tópico Especial en Ingeniería: Programación en Fortran

Conceptos básicos de programación y estructuras de un software se presentan, bien como la sintaxis para control de flujos, la estructura de decisión y los conceptos básicos de I/O. Funciones intrínsecas del lenguaje Fortran para tratar variables de grandeza escalar y grandeza vectorial se presentan. Finalmente, la atribución dinámica de memoria de vectores, la creación de functions, de subroutine y de modules se presentan.

Bibliografía

Chapman, Stephen J. Fortran 95/2003 for Scientists and Engineers, third edition, McGraw-Hill.

Cadete, Maria Odete Rodrigues. A linguagem Fortran 77, segunda edição, Fundação Calouste Gulbenkian, 1997.

Press, William H. Fortran numerical recipes, second edition, Cambridge University, 1996.

Tópicos Especiales – Biomateriales

Introducción al estudio de Biomateriales: histórico, aplicaciones actuales, tendencias. Tipos de Biomateriales: metálicos, cerámicos, poliméricos y compuestos, con énfasis en la correlación microestructura, propiedades y procesamiento. Materiales Biológicos: estructura y propiedades de los principales tipos de tejidos. Respuesta biológica a los Biomateriales. Biomateriales y la Ingeniería de Tejidos. Caracterización de Biomateriales.

Bibliografía

  1. L. Oréfice, M. M. Pereira, H. S. Mansur, Biomateriais: Fundamentos & Aplicações, 1st Edition, Editora Cultura Médica (2006).
  2. D. Ratner, A. S. Hoffman, F. J. Schoen, J. E. Lemons, Biomaterials Science: An Introduction to Materials in Medicine, 2ndEdition, Elsevier (2004).

Artigos científicos e notas de aula.

 

Transferencia de Calor Computacional

Método de las Diferencias Finitas: Discretización a través del acercamiento de las derivadas, Condiciones de Contorno, Tipos de formulaciones, Implementación 1D y 2D, Métodos de solución de los sistemas de ecuaciones lineales. Método de los Volúmenes Finitos: Ecuaciones gubernamentales en la forma generalizada, Discretización a través de volúmenes de control vía acercamiento por integrales, Condiciones de Contorno, Términos-fuente y no-linealidades, Tipos de formulaciones, Interpolaciones, Arreglo co-localizado y desencontrado de las variables, Solución simultánea y segregada de las ecuaciones (nociones), Acoplamiento presión-velocidad (nociones).

Bibliografía

Smith, G. D., “Numerical Solution of Partial Differential Equations: Finite Difference Methods”. Oxford University Press, England, 1985.

Hirsch, C., “Numerical Computation of Internal & External Flows”, 2a. ed., Elsevier, 2010.

Versteeg, H. K. e Malalasekera, W., “An Introduction to computational fluid dynamics”, Longman Scientific & Technical, New York, NY, USA, 2007.

Maliska, C. R., “Tranferência de Calor e Mecânica dos Fluidos Computacional”, 2ª. ed., Ed. Livros Técnicos e Científicos, Rio de Janeiro, 2005.

Hirsch, C., “Numerical Computation of Internal & External Flows”, 2a. ed., Elsevier,2010.

Leveque, R. J., “Finite Volume Method for Hyperbolic Problems”, Cambridge University Press, 2002.

Ferziger, J. H., Peric, M., “Computational Methods for Fluid Dynamics”, 3rded., Springer, 2002.

Patankar, S. V., “Numerical Heat Transfer and Fluid Flow”, McGraw-Hill, New York, 1980.

Bejan, A., “Convection Heat Transfer”, 2nded., John Wiley & Sons, INC., 1995.

Transferencia de Calor por Radiación en Medio Participante

Fundamentación teórica: Teoría Electromagnética. Onda Plana. Propiedades Radiactivas de Materiales. Ecuación de la Transferencia Radiactiva. Propiedades radiactivas de medios particulados. Propiedades radiactivas de gases. Métodos de Solución de la Ecuación de Transferencia Radiactiva: Soluciones exactas, aproximadas y numéricas. Método de las Ordenadas Discretas. Acoplamiento con conducción y convección.

Bibliografía

BOHREN, C.F., HUFFMAN, D.R. Absorption and scattering of light by small particles. John Wiley & Sons, Inc., 1983.

BREWSTER, M.Q. Thermal radiative transfer and properties. New York : John Wiley and Sons, 1992.

CHANDRASEKHAR, S.Radiative Transfer. New York : Dover Publication, Inc., 1960.

DESVIGNES, F. Rayonnements optiques: Radiométrie, photométrie. Paris:Masson, 2ª ed., 1997.

MODEST, M.F. Radiative Heat Transfer. McGraw-Hill, 1993.

NEWTON, R. G. Scattering theory of waves and particles. New York: Dover, Second Edition, 2002.

ÖZISIK,M.N. Radiative transfer and interaction with conduction and convection. New York : John Wiley and Sons, 1973.

PLANCK, M. The theory of heat radiation. New York : Dover Publication, Inc., 1991.

SIEGEL, R., HOWELL, J.R. Thermal Radiation Heat Transfer. New York : Hemisphere Publishing Corporation, 1992.

VAN DE HULST, H. C. Light Scattering by Small Particles, New York: Dover, 1981.

Transport Phenomena in Building Physics

Introduction to building physics. Diffusive phenomena in building physics. Finite-difference approach applied to transient heat and mass diffusions process in building physics. Other numerical methods for predicting diffusion phenomena in building physics. Convective phenomena in building physics. Applications.

Bibliografía

Hagentolf C-E.Introduction to Building Physics.Student litteratur, Lund, 2001.

Mendes N, Chhay M., Berger J., Dutykh D.. Numerical Methods for Diffusion Phenomena in Building Physics: A Practical Introduction, Springer, Curitiba, Brazil, 2019.

Ferziger, J. H., Peric, M.,Computational Methods for Fluid Dynamics, 3rd ed., Springer, 2002.

Patankar, S. V.,Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, McGraw-Hill, New York, 1980.

Versteeg, H. K. e Malalasekera, W.,An Introduction to computational fluid dynamics, Longman Scientific & Technical, New York, NY, USA, 2007.

Tratamientos Térmicos y Termoquímicos

Tratamientos térmicos del sistema Fe/C: Recocción; Normalización; Témpera; Austémpera; Revenido; Precipitación. Tratamientos térmicos de aleaciones no ferrosas; Aceros herramienta; Aceros inoxidables; Aleaciones titanio. Transformaciones de fases que ocurren en el enfriamiento y el calentamiento de las distintas aleaciones metálicas. Cinéticas de las transformaciones. Modelos de difusión de elementos ligeros en el Hierro. Tratamientos termoquímicos: Aplicación de Boro; Nitruración y Cementación.

Bibliografía

SILVA, A. L. V. C.Aços e ligas especiais. São Paulo: Edgard Blücher, 1953.

Mecanizado de los Metales

Ensayos de Maquinabilidad. Condiciones Económicas de Recorte. Mecanizado de Magnesio y sus Aleaciones. Mecanizado de Aluminio y sus Aleaciones. Mecanizado de Cobre y sus Aleaciones. Mecanizado de Acero Común al Carbono y Aceros Aleación. Mecanizado de Aceros Inoxidables Austeníticos. Mecanizado de Hierro Fundidos. Mecanizado de Titanio y sus Aleaciones. Mecanizado de Níquel y sus Aleaciones.

Bibliografía

Trent, E.M. and Wright, P.K., “Metal Cutting”-Butterworths, 4rd Edition, 2000.

Metal’s Handbook, ASM, 9th Edition, vol. 16 “Machining”, 1987.

Shaw, M.C. -“Metal Cutting Principles” -Oxford University Press, New York, 1986.

Mills, B. and Redford, A.H. -“Machinability of Engineering Materials” -Applied Science, 1983, London, UK.

Gorczyca, F.E. -“Application of Metal Cutting Theory” -Industrial Press, New York, 1987.

Machado, A.R. e Da Silva, M.B. -“Usinagem dos Metais” -Apostila, 1993, DEEME -UFU.

Volvo Corporate Standard, STD 1018,712, Issue 3, Belgium, Nov. 2003, 20 pgs.

Mas Informaciones

Características del Programa de Master:

El currículo mínimo del Programa de Master en Ingeniería Mecánica que se cumplirá por el estudiante incluye:

  • Seis asignaciones de ingeniería (dieciocho créditos);
  • Dos asignaciones humanísticas (cuatro créditos);
  • Trabajo de disertación (seis créditos).

Becarios de CAPES o CNPq deberán también realizar Prácticas de Docencia. El tiempo de duración del programa es de, al menos, doce meses y, al máximo, veinticuatro meses, con posibilidad de prórroga por más seis meses en casos particulares.

Características del Programa de Doctorado:

El currículo mínimo del Programa de Doctorado en Ingeniería Mecánica que se cumplirá por el estudiante incluye:

  • Doce asignaciones de ingeniería (treinta y seis créditos);
  • Dos asignaciones humanísticas (cuatro créditos);
  • Trabajo de tesis (doce créditos).

Becarios de CAPES y CNPq deberán también realizar Prácticas de Docencia. El tiempo de duración del programa es de, al menos, veinticuatro meses y, al máximo, cuarenta y ocho meses, con posibilidad de prórroga por más seis meses en casos particulares. Las clases para ambos los programas se imparten en distintos períodos (mañana, tarde y noche) durante la semana y, excepcionalmente, a los sábados por la mañana.

Misión y Visión del PPGEM de PUCPR

La misión es el factor que asegura la identidad del Programa y le distingue de los demás PPGs de otras universidades, haciéndoles único. La Misión de PPGEM de PUCPR busca promover el alineamiento de las acciones institucionales acerca de un propósito común, conforme sigue:

Formar Maestros y Doctores de alta calificación en Área de Ciencias e Ingeniería Mecánica comprometidos en el desarrollo socioeconómico mediante de la investigación e innovación para atender a las demandas de la sociedad.

En el mismo proceso, se reformula la Visión de PPGEM de PUCPR, de acuerdo con su planeamiento estratégico, su visión de futuro es:

Reconocerse nacional e internacionalmente por la EXCELENCIA e INNOVACIÓN en la educación, en la investigación y en la producción de conocimiento, con impacto en el desarrollo social, económico, político y ambiental.

Las directrices de PPGEM de PUCPR establecen que sus estudiantes de master y doctorado, durante el desarrollo de sus trabajos de investigación, actúen como profesionales comprometidos en el desarrollo tecnológico y científico del país, sea en la educación sea en la investigación y extensión, una vez que los trabajos de master y doctorado desarrollados son direccionados a los intereses actuales de la sociedad regional, nacional e internacional.

Se animan a los estudiantes al emprendedurismo direccionado al a innovación en el ambiente industrial (en el cual grande parte actúa), generación de pequeñas empresas (incubadas) y desarrollo de nuevas prácticas para el implemento de la educación superior.

Doctores Salientes de PPGEM: es posible presentar que el 23% están en el ambiente industrial y agencias del gobierno y el 77% actuando como docentes de grado y postgrado en Universidades Federales (UFPR, UTFPR), en la propia PUCPR y como post doctorandos en PPGEM de PUCPR y en Universidades de Francia, Bélgica y Canadá. Esto demuestra la alta calidad de los recursos humanos formados por el PPGEM, y su inserción social junto a la comunidad académica e industrial regional, internacional y de nucleación de grupos de investigación en otras IES nacionales.


Producción Técnica – SOFTWARE

Descripción: A lo largo de los últimos 22 años, modelos matemáticos, métodos numéricos, programas computacionales y técnicas experimentales han sido desarrollados – descriptos en más de 200 publicaciones en revistas y en anales, para el estudio de comportamiento higrotérmico y energético de ambientes y de sistemas de climatización que resultó en el avance del programa Domus de simulación energética, cuyo histórico puede encontrarse en http://domus.pucpr.br.

El trabajo de investigación de base de Domus se desarrolla esencialmente en tres frentes. La primera direccionada a la implementación de modelos matemáticos para el cálculo de la transferencia combinada de calor, aire y humedad en edificaciones. La segunda, direccionada al moldeado, ensayo, control y perfeccionamiento de sistemas de climatización y la tercera  – con carácter de innovación, direccionada a la producción de instrumentos útiles para los sectores de construcción civil, de climatización y de energía.

Domus se ha utilizado en cursos de grado y postgrado en Brasil para educación e investigación, contando con 5034 downloads (de enero de 2012 a 16/6/2019) en todas las unidades de la federación, mediante libre distribución a través de la página www.domus.pucpr.br, conectando directamente PPGEM de PUCPR con la sociedad y el mercado.


Producción Técnica – PATENTE

Patente: Privilegio de Innovación. Número del registro: BR1020170177289

Título: “Revestimiento de implante de óxido de titanio dopado con boro biocompatible”

Institución de registro: INPI – Instituto Nacional da Propriedade Industrial. Depósito: 18/08/2017

Soares, Paulo C.; Santos, Luciane S. Revestimento de implante de óxido de titânio dopado com boro biocompatível. 2017, Brasil.

Descripción: Infecciones adquiridas en hospitales (Hospital-acquired infections, HAIs) son uno de los grandes retos actualmente en el área de salud, y son responsables de más de 4.5 millones de casos en Europa, que resultan en más de 37 mil muertes anualmente, y cerca de 690 mil casos en EE.UU., con más de 70 mil muertes anualmente. En los EE.UU., se estima un gasto extra con las HAIs de US$ 9.8 mil millones, mientras que en Euro a un gasto de € 7 mil millones al año. Como consecuencia, hay un aumento en el interese por el desarrollo de alternativas económicamente viables para reducción de las HAIs por parte del sector industrial, académico y del sistema de salud. Esa patente describe una técnica de modificación de superficies de titanio y sus aleaciones, para la formación de una capa de óxido que a la vez es bioactiva y bactericida. La incorporación del elemento Boro es la grande novedad, y puede sustituir la Plata como elemento bactericida, una vez que la Plata puede causar reacciones adversas en unos pacientes. Esa superficie multifuncional aplicada en dispositivos biomédicos como implantes dentarios, prótesis ortopédicas, marcapaso, etc. Puede evitar la contaminación de los pacientes por bacterias y reducir el costo post operatorio y el tiempo de internación de los pacientes.

PUCPR, desde 2011 tiene un proyecto denominado Excelencia en Stricto Sensu (v. Adjunto 1), con el objetivo de internacionalizar los programas para alcanzar los conceptos 6 y 7 y para promover la transdisciplinaridad y la innovación en las distintas áreas del conocimiento, sobre todo, en sus áreas estratégicas. Unos de los diferenciales de esa propuesta son el PIBIC Master (permite que estudiantes talentosos cursen simultáneamente el grado y el postgrado stricto sensu y desarrollan parte de su investigación en una institución extranjera muy bien calificada), la sintonía con la sociedad y el enfoque en innovación.

La institución debe estar aún en constante preocupación con cambios de necesidades de la sociedad, con alineamiento/realineamiento a criterios de CAPES y orientada a desarrollar-se internacionalmente, teniendo la internacionalización como su grande guía en la búsqueda de calidad en educación e investigación.

Cada programa de Postgrado debe atender a los criterios fijados por el comité del área a la cual pertenezca, así, el planeamiento estratégico de cada programa y la fijación de criterios de funcionamiento necesitan considerar esa realidad.

Los criterios del área necesitan ser objeto de discusión anual en el ámbito del programa, para la adopción de acciones correctivas necesarias y adecuadas en el transcurso del cuadrienio. Cada programa tiene el compromiso de estructurar y readecuar anualmente su planeamiento estratégico en búsqueda de la excelencia. Además, los programas animan a repensar sus líneas de investigación de forma a adaptarse a los rápidos cambios que ocurren en los escenarios internacional y nacional.

Ese dinamismo y flexibilidad de Postgrado debe siempre satisfacer el criterio de calidad sea en la formación de master y doctores sea en el desarrollo de la investigación e innovación, con el fin de esencialmente implementar la sociedad. Así, se solicita anualmente una revisión del planeamiento estratégico de cada programa que contenga, al menos, los tópicos:

i. Misión y Visión del programa;

ii. Dictamen anual resumido de evaluador externo; la evaluación anual por miembro externo es una práctica institucional realizada desde 2006, que permite evaluar anualmente el desempeño de cada programa según criterios del área;

iii. Puntos fuertes, debilidades, oportunidades y riesgos (Elaboración de la matriz SWOT que evidencie factores externos e internos), tomando en cuenta los objetivos para los cuadrienios actual y siguiente;

  1. Metas (objetivos cuantificables) establecidas para la consolidación y desarrollo de los puntos fuertes y tratamiento de las debilidades;
  2. Acciones (procesos) necesarias para alcanzar las metas, responsables e instrumentos de seguimiento; en este tópico el coordinador y colegiado deben involucrarse para pensar en redimensionamiento de cuerpo docente y de estudiantes, criterios para acreditación/reacreditación, infraestructura, proceso de selección, estrategias para aumento de captación de recursos, de citaciones y de innovación entre otros ítems;
  3. Texto preliminar de autoevaluación del programa, cubriendo los últimos cuatro años y con descripción que contenga al menos: fases del proceso de autoevaluación; análisis de los resultados y alcance de metas; acciones necesarias para su consolidación e internacionalización;

El documento del PDI (PLAN DE DESARROLLO INSTITUCIONAL) presenta los planeamientos estratégicos de todos los programas alineados al planeamiento institucional, que contenga Misión, Visión, Matriz SWOT, CANVAS y road map, proveyendo información sobre necesidad e intentos de los programas para los cuadrienios 2017-2020 y 2021-2024 de evaluación de CAPES.

Contacto

sConcordo com a utilização dos meus dados pessoais coletados no presente formulário, para a finalidade de identificar minha solicitação e receber retorno do Grupo Marista, de acordo com a Política de Privacidade e Proteção de Dados.sQuero receber conteúdos exclusivos e ofertas personalizadas do Grupo Marista, de acordo com a Política de Privacidade e Proteção de Dados.