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FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais A usinagem por torneamento é uma das operações mais utilizadas na indústria metalmecânica, garantindo elevados padrões de acabamento e tolerâncias apertadas. Neste sentido, a máquina-ferramenta, os parâmetros de corte assim como a ferramenta utilizada, são elementos chave para obtenção de padrões ótimos de produção. O objetivo desta dissertação é estudar o efeito da variação dos parâmetros de entrada com a velocidade de corte (200, 250 e 300 m/min), o avanço (0,1 e 0,2 mm/rev), o material da ferramenta de corte (metal duro e cermet) e a geometria do quebra-cavaco, sobre os parâmetros de saída (rugosidade, forma do cavaco, grau de recalque e desgaste da ferramenta) na operação de torneamento a seco do aço ABNT 1045. Os resultados demonstraram que, em relação à rugosidade, o avanço mostrou-se como o único parâmetro influente na análise estatística. Percebe-se, porém, que a geometria do quebra-cavaco também apresentou influência, pois o comportamento da rugosidade para as ferramentas com quebra-cavaco para acabamento (FP) foram similares. No que se refere à forma dos cavacos, as análises revelaram que o nível mais elevado de avanço gerou cavacos com as maiores espessuras e que o material da ferramenta se mostrou influente sobre a forma do cavaco. O grau de recalque diminuiu em função do aumento da velocidade de corte e avanço. Finalmente, podese observar que o mecanismo de desgaste predominante foi adesão e a ferramenta que apresentou melhor desempenho foi a de metal duro com quebra cavaco FP. The turning machining is one of the most used operations in the metal-mechanical industry, ensuring high standard patterns of finish and tight margin of tolerability. In this sense, a machine tool, the cutting parameters, as well as the tool used, are key elements for the application of optimal production standards. The aim of this dissertation is to study the effect of the variation of the input parameters cutting speed (200, 250 e 300 m/min), feed (0,1 e 0,2 mm/rev), tool material (carbide and cermet) and chip break geometry on the output parameters (machined surface roughness, chip shape, chip thickness ratio and tool wear) in dry turning of AISI 1045 steel. The results indicated that as far as the surface roughness is concerned, feed is the only significant factor, however, chip breaker geometry also has influence, since the roughness behavior for the finishing chip breaker (FP) was similar. Regarding chip shape, the highest level of feed generated chips with the highest thickness and that the tool material was influential on the chip shape. The chip thickness ratio decreased as the cutting speed and feed increased. Finally, it can be seen that the predominant wear mechanism was adhesion and the tool with the best performance was the cemented carbide with FP chip breaker. It was not possible to establish a relationship between roughness maximum flank wear.

Em se tratando de mineradoras, o desgaste abrasivo é causa de problemas operacionais e gera custos elevados. Os ferros fundidos branco alto cromo têm sido amplamente utilizados na mineração, por ser uma classe de materiais altamente resistente à abrasão com uma boa relação custo-benefício. Para reduzir o desgaste dos materiais nos chutes de transferência de minério de ferro da mineração, buscam-se materiais de alta resistência ao desgaste abrasivo por meio de mudanças na composição química e / ou tratamentos térmicos e, frequentemente, o aumento do custo não é considerado. Neste estudo, a resistência ao desgaste abrasivo de quatro ligas de ferro fundido branco de alto cromo (25,0%Cr e 3,0%C) com adição de boro e / ou nióbio foi avaliada por meio de ensaios laboratoriais de desgaste abrasivo em roda de borracha, segundo a Norma ASTM G65 e, por meio de ensaios industriais com placas de teste inseridas em posições estratégicas ao longo da transferência de minério de ferro. Uma análise estatística dos resultados dos ensaios de abrasão por roda de borracha em laboratório, usando uma técnica mais avançada de modelamento linear conhecida como modelamento multivariado marginal, nos indicou procedimentos adequados para testar materiais no campo e obter resultados mais confiáveis na seleção de materiais para uso em mineração de minério de ferro. Os resultados estatísticos indicaram para as ligas de ferro fundido branco alto cromo, com e sem nióbio, que a variação da granulometria do abrasivo tem maior influência na resistência ao desgaste medida pela perda volumétrica durante o desgaste. Por outro lado, para as ligas com adição de boro, a intensidade da força aplicada tem maior influência na perda volumétrica acumulada (em mm³). A resistência ao desgaste abrasivo das quatro ligas foi avaliada em testes de campo por meio de duas aplicações: chute de transferência e alimentador de correia. Essas duas aplicações se diferem essencialmente na severidade do desgaste, severa e branda respectivamente. Os resultados obtidos no campo estão de acordo com as conclusões apontadas pela análise estatística. Em severidade alta, as ligas com adição de boro tiveram o pior desempenho quanto a perda volumétrica por desgaste. Em severidade branda, essas ligas se apresentaram com melhor desempenho. Um novo parâmetro, custo de reposição relativo (RRC), foi desenvolvido e propõe avaliar o ganho de resistência ao desgaste relativo ao aumento no custo da liga. Concluiu-se que a adição de nióbio não se justificou economicamente nem demonstrou significativo ganho de resistência à abrasão. A adição de boro foi considerada benéfica para aplicações industriais onde se tem severidade branda, no processo de desgaste. Quando as condições de severidade foram altas, a adição seja de nióbio ou de boro em ligas de ferro fundido branco de alto cromo não se justificou economicamente relativo ao ganho de resistência ao desgaste abrasivo, em se tratando do abrasivo minério de ferro. In the case of mining companies, abrasive wear is the cause of operational problems and generates high costs. High chromium white cast iron alloys have been widely used in mining, as they are a class of materials highly resistant to abrasion with a good cost-benefit ratio. To reduce material wear in mining iron ore transfer chutes, materials of high hardness are sought through changes in the chemical composition and/or heat treatments, and often the increase in cost is not considered. In this study, the abrasive wear resistance of four high chromium white cast iron alloys (25.0% Cr and 3.0% C) with the addition of boron and / or niobium was evaluated through laboratory tests of abrasive wear in rubber wheel, according to Standard ASTM G65 and, through industrial tests with test plates inserted in strategic positions along iron ore transfer chutes. The statistical analysis of the results of the abrasion tests by rubber wheel in the laboratory, using a more advanced linear modeling technique known as multivariate marginal linear model, indicated adequate procedures for testing materials in the field and obtaining more reliable results in the selection of materials for use in iron ore mining. The statistical analysis indicated for high chrome white cast iron alloys, with and without niobium and without the addition of boron, the variation of the abrasive granulometry has the greatest influence on the wear resistance measured of the volumetric losses during the wear. On the other hand, these alloys with the addition of boron, the intensity of the applied force has the greatest influence on the accumulated volumetric losses (in mm³). The abrasive wear resistance of all four alloys was evaluated in field tests through two applications: transfer chute and belt feeder conveyor. These two applications differ essentially in the severity of wear, severe and mild, respectively. The results obtained in the field are in accordance with the conclusions pointed out by the statistical analysis. In high severity, alloys with boron added had the worst performance in terms of wear volumetric loss. In mild severity, these alloys performed better. A new parameter, relative replacement cost (RRC), was developed that considers to evaluate the wear resistance gain related to the increase in alloy cost. It was concluded that the addition of niobium was neither economically justified nor demonstrated a gain on abrasive resistance. The addition of boron was considered beneficial for industrial applications where there is mild severity in the wear process. When the conditions of severity were high, the addition of either niobium or boron to high chromium white cast iron alloys was not economically justified regarding the gain in resistance to abrasive wear, in the case of abrasive iron ore.

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico A tribologia é o segmento da engenharia que estuda os fenômenos que ocorrem nas superfícies dos materiais quando colocados em contato entre si. Um dos pilares da tribologia é o estudo do desgaste e seus mecanismos. Sabe-se que uma das maneiras de retardar ou até mesmo coibir o desgaste dos materiais seria a ação de revestir com materiais mais resistentes para determinada aplicação. Dentre as técnicas de revestimento, pode-se destacar o processo de revestimento por atrito (friction stir surfacing – FSS), que vem atraindo o interesse das comunidadse acadêmica e industrial por ser aplicável a uma grande variedade de materiais similares e dissimilares. Este trabalho tem por objetivo avaliar a influência das alterações nos parâmetros de entrada do processo de revestimento por atrito, quais sejam, rugosidade média quadrática (Rq) do substrato (0,43, 1,75 e 2,54 μm), rotação da haste consumível (1500, 2250 e 3000 rpm) e velocidade de deposição (190, 285 e 380 mm/min) sobre a eficiência e controle térmico do processo, morfologia e dimensionamento da camada revestida além das propriedades metalúrgicas (microestrutura e tensão residual) e mecânicas (microdureza e resistência ao dobramento) dos conjugados. Utilizou-se neste estudo o aço ASTM A36 como substrato e aço ABNT 4340 como haste consumível e as deposições dos revestimentos foram realizadas em um centro de usinagem. Os parâmetros de entrada de deposição foram selecionados segundo planejamento fatorial completo em três níveis. Notou-se as melhores eficiências para os conjugados obtidos com os parâmetros de entrada nos níveis mais baixos. Entretanto, em todas as condições de deposição foram obtidos conjugados com aspectos morfológicos uniformes, sem falhas aparentes. Verificou-se que a rugosidade do substrato influencia no mecanismo de adesão do revestimento, entretanto não possui influência significativa sobre a evolução da temperatura durante o processo, a geometria do revestimento, a microestrutura, a tensão residual ou as propriedades mecânicas (microdureza e resistência ao dobramento). Os parâmetros rotação e velocidade de deposição por sua vez, influenciam de maneira significativa o aspecto morfológico e dimensional do revestimento, a quantidade de energia que entra no processo e consequentemente a taxa de resfriamento dos conjugados, acarretando variações nas propriedades mecânicas e no comportamento metalúrgico (microestrutura e tensão residual) de cada conjunto avaliado. Tribology is the segment of engineering that studies the phenomena that occur on the surfaces of materials when placed in contact with each other. One of the pillars of tribology is the study of wear and its mechanisms. It is known that one of the ways to delay or even avoid the wear of materials would be the deposition of a coating with more resistant materials for a given application. Among the coating techniques, one can highlight friction stir surfacing (FSS), which has attracted the interest of the academic and industrial communities as it is applicable to a wide variety of similar and dissimilar materials. This work aims to evaluate the influence of changes in the input parameters, namely, mean square roughness (Rq) of the substrate (0.43, 1.75 and 2.54 μm), rotation of the consumable rod (1500, 2250 and 3000 rpm) and deposition speed (190, 285 and 380 mm / min) on the efficiency and thermal control of the process, morphology and dimensions of the coated layer in addition to the metallurgical (microstructure and residual stress) and mechanical properties (microhardness and resistance to bending) of the conjugates. ASTM A36 steel was used as substrate and ABNT 4340 steel as consumable rod and the deposition of the coatings was carried out ina machining center. The deposition input parameters were selected according to a full factorial design with three levels. The best efficiencies were noted for the conjugates obtained with the lowest input parameters. However, for all deposition conditions, conjugates with uniform morphological aspects were obtained, with no apparent flaws. It was found that the substrate roughness influences the coating adhesion mechanism, however it has no significant influence on the temperature evolution during the process, on the coating geometry, on the microstructure, on the residual stress or on the mechanical properties (microhardness and resistance to bending). Rotation of the consumable rod and speed of deposition, significantly influence the morphological and dimensional aspect of the coating, the amount of energy that enters the process and, consequently, the cooling rate of the conjugates, causing variations in the mechanical properties and in the metallurgical behavior (microstructures generated and induced residual stresses).

A complexidade das operações de extração de petróleo em ambientes corrosivos tem exigido o uso de novos materiais com características especiais, tais como maior resistência mecânica associada à maior resistência à corrosão. Um dos materiais que tem ganhado grande destaque na indústria do óleo e gás são os aços inoxidáveis supermartensíticos, que são aços desenvolvidos a partir de uma melhoria dos aços inoxidáveis martensíticos. Eles se caracterizam como uma opção intermediária entre os aços inoxidáveis martensíticos e os aços inoxidáveis duplex em termos da resistência à corrosão e o custo de fabricação. O objetivo do presente trabalho é investigar a correlação entre as condições de torneamento do aço inoxidável supermartensítico da classe CA6NM e os parâmetros de rugosidade desvio médio aritimético, assimetria e achatamento. Para esta finalidade, foi feito o torneamento de amostras do aço inoxidável supermartensítico utilizando algumas combinações de parâmetros de corte: 120m/min e 200m/min para velocidade de corte e 0,10mm/rot e 0,25mm/rot para o avanço. Com o auxílio do perfilômetro ótico e do rugosímetro de contato, foi possível fazer a medição destes parâmetros de rugosidade. Os testes mostraram que o aumento da velocidade de corte de 120m/min para 200m/min levou a uma diminuição dos parâmetros desvio médio aritimético, assimetria e achatamento das amostras; enquanto que o aumento do avanço de 0,1mm/rot para 0,25mm/rot levou a um aumento nos parâmetros. Esta tendência no comportamento dos parâmetros desvio médio aritimético, assimetria e achatamento foi confirmada em ambas as técnicas de medição de rugosidade. The complexity of oil extraction operations in corrosive environments has required the use of new materials with special characteristics, such as higher mechanical strength associated with higher resistance to corrosion. One of the materials that has gained great prominence in the oil and gas industry is supermartensitic stainless steels, which are steels developed from an improvement in martensitic stainless steels. They are characterized as an intermediate option between martensitic stainless steels and duplex stainless steels considering corrosion resistance and manufacturing cost. The aim of the present work is to investigate the correlation between cutting parameters when turning a supermartensitic stainless steel (CA6NM) class and the roughness parameters, arithmetic mean deviation, asymmetry and flattening. For this purpose, samples were turned using some combinations of cutting parameters: 120m / min and 200m / min for cutting speed and 0.10mm / rot and 0.25mm / rot for the feed. With the aid of an optical profilometer and the contact roughness meter, it was possible to measure these roughness parameters. The results showed that the increase in the cutting speed from 120m / min to 200m / min led to a decrease in the parameters arithmetic mean deviation, asymmetry and flattening of the samples; while the increase in feed from 0.1mm / rot to 0.25mm / rot led to an increase in parameters. This trend in the behavior of the arithmetic mean deviation, asymmetry and flattening parameters was confirmed in both roughness measurement techniques.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O desempenho das ferramentas de corte tradicionais é afetado drasticamente pela presença de revestimentos duros, que promovem uma vida mais longa da ferramenta, maior produtividade e qualidade superior aos componentes usinados. No entanto, as propriedades convencionais (como dureza, resistência à fratura, módulo de elasticidade, etc.) usadas para selecionar o material mais apropriado à ferramenta em sua aplicação, não são capazes de prever completamente seu comportamento em operação. A energia de superfície (γ) dos sólidos é uma propriedade de superfície do material que pode afetar as interações de contato no atrito, como adsorção, molhabilidade e adesão. No entanto, uma das razões para a γ ser frequentemente negligenciada em estudos tribológicos e modelos de projeto de engenharia é a falta de entendimento sobre sua correlação com as outras propriedades, principalmente em sistemas sem lubrificante. Portanto, este trabalho investigou a aplicabilidade da energia de superfície como uma propriedade que pode ser associada ao desempenho tribológico de materiais revestidos com AlCrN e TiAlN. Os revestimentos de AlCrN e TiAlN foram depositados no aço AISI M2, por deposição física a vapor (PVD), pelo processo magnetron sputtering. Os revestimentos foram caracterizados, em detalhes, por espessura e topografia (MEV); composição elementar (EDS); estrutura (DRX); dureza, módulo de elasticidade e rugosidade (AFM); molhabilidade e energia de superfície (goniômetro) e adesão ao substrato (Scratch test e Indentador Rockwell). Para a avaliação tribológica foram realizados ensaios de deslizamento do tipo Pino-sobre-disco (tribômetro) contra o aço AISI 4340. O revestimento AlCrN apresentou menor coeficiente de atrito que o revestimento TiAlN sob condições de deslizamento distintas (leves e severas) e seu contato em deslizamento com o aço AISI 4340 provocou uma menor taxa de desgaste. A análise visual do desgaste no par TiAlN vs. AISI 4340 indicou maior influência da adesão no contato (material transferido). As propriedades e características avaliadas dos revestimentos não demonstraram diferenças significativas, que justificassem o comportamento tribológico. No entanto, a comparação entre a interação das componentes polar e dispersiva da energia de superfície (Polar-Polar; Dispersiva-Dispersiva e Dispersiva-Polar) e o comportamento do desgaste indicou que a maior proporção de interação do tipo Dispersiva-Dispersiva, entre os pares de materiais, pode ter favorecido a ocorrência do desgaste adesivo. Sendo, portanto, a energia de superfície uma propriedade com potencial para contribuir na avaliação e seleção de materiais em aplicações tribológicas. The performance of metal cutting tools is drastically affected by the presence of hard coatings, which promote longer tool lives, higher productivity and superior quality to the machined components. Nevertheless, the conventional properties (such as hardness, fracture toughness, modulus of elasticity, etc.) used to select the most appropriate tool material for a given operation are not capable to fully predict the behavior of the tool during the operation, therefore, this work investigates the applicability of the surface energy as a property which can be associated with the performance of AlCrN and TiAlN coated materials. Surface energy (γ) of solids is a characteristic factor which affects the contact interactions in sliding, i.e. adsorption, wetting and adhesion. However, one of the reasons for γ to be often neglected in tribological studies and engineering design models is the lack of understanding about the correlation between them, mainly for typical engineering materials in friction without lubricant. In this study, AlCrN and TiAlN coatings were deposited on AISI M2 by physical vapor deposition (PVD) by magnetron sputtering process. Coatings were characterized in detail by thickness and topography (SEM); elemental composition (EDS); structure (XDR); hardness, modulus of elasticity and roughness (AFM); wettability and surface energy (goniometer); and adhesion to the substrate (Scratch test and Rockwell test). For the tribological evaluation were performed sliding tests of the type Pin-on-disk (tribometer) against AISI 4340 steel. The AlCrN coating showed a lower friction coefficient than the TiAlN coating under different sliding conditions (light and severe) and its sliding contact with AISI 4340 steel caused a lower wear rate. The wear analysis in the TiAlN vs. AISI 4340 pair showed a marked influence of adhesion in contact (transferred material). The evaluated properties and characteristics of the coatings did not show significant differences that would justify the tribological behavior. However, the comparison between surface energy interaction (Polar-Polar; Dispersive-Dispersive and Dispersive-Polar) and wear indicated that the larger proportion of Dispersive-Dispersive interaction may have favored adhesive wear. The surface energy can contribute to evaluating and selecting materials for tribological applications.

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Nas últimas décadas, o emprego dos aços inoxidáveis nos diversos campos da engenharia aumentou consideravelmente. Dentre essas ligas, os aços inoxidáveis superduplex são caracterizados por seu elevado teor de elementos de liga e microestrutura bifásica, composta por quantidades semelhantes de austenita e ferrita. Estas características conferem aos aços superduplex elevadas resistências à corrosão e mecânica, além de boa ductilidade. Consequentemente, a usinabilidade desses aços é considerada difícil, o que acarreta em custos de produção significativos. Assim sendo, a investigação do comportamento dos aços superduplex durante as operações de usinagem é de grande importância para o desenvolvimento de medidas que contribuam para um aumento da produtividade. Diante desses fatos, o objetivo deste trabalho é estudar a influência dos parâmetros de corte sobre a usinabilidade do aço inoxidável superduplex UNS S32760. Para isso, 39 ensaios de torneamento foram realizados variando-se os valores de velocidade de corte e avanço. Durante os ensaios, foram monitorados os valores dos componentes da força de usinagem, corrente elétrica do motor principal do torno e temperatura do cavaco produzido. Para o monitoramento e aquisição dos valores de corrente elétrica, um sistema de medição, composto por um sensor de efeito Hall conectado a um microcontrolador, foi desenvolvido. O sistema proposto apresentou desempenho superior quando comparado a um sistema comercial, sendo capaz de monitorar indiretamente a força de corte por meio dos valores de corrente elétrica com um coeficiente de determinação de 0,92. Os resultados revelaram que o avanço é o parâmetro que apresenta maior influência sobre os componentes da força de usinagem. Já a influência da velocidade de corte sobre as forças se mostrou dependente do valor de avanço empregado, tornando-se mais evidente para avanços acima de 0,15 mm/rev. O comportamento apresentado pela corrente elétrica durante o torneamento foi semelhante ao observado para a força de corte, o que evidencia a correlação existente entre estas grandezas. Em relação às medições de temperatura, o aumento da velocidade de corte resultou em maiores temperaturas do cavaco produzido, principalmente para condições onde valores elevados de avanço foram empregados. Além disso, pôde-se perceber que o espessamento do cavaco causado pela elevação do avanço acarretou a medição de menores valores de temperatura por radiação infravermelha. In the last decades, the use of stainless steels in several engineering fields have increased considerably. Among these alloys, superduplex stainless steels are characterized by their high content of alloying elements and biphasic microstructure composed of similar amounts of austenite and ferrite. These attributes award the superduplex steels with high corrosion resistance and mechanical strength, as well as good ductility. Consequently, the machinability of these steels is considered difficult, which results in significant production costs. Therefore, the investigation of superduplex steels behavior during machining operations is of utmost importance for the development of measures that contribute to an increase in productivity. In the light of these facts, the aim of this work is to study the influence of cutting parameters on the machinability of UNS S32760 superduplex stainless steel. For this purpose, 39 turning tests were performed using different values of cutting speed and feed rate. During the tests, the values of the cutting force components, main spindle current consumption and chip temperature were monitored. For the monitoring and acquisition of the electric current values, a measurement system, composed of a Hall Effect sensor connected to a microcontroller, was developed. The proposed system presented superior performance when compared to a commercial system, being able to monitor the main cutting force indirectly through the values of the main spindle current with a coefficient of determination of 0.92. The results revealed that the feed rate have a greater influence on the cutting force components. The cutting speed influence, on the other hand, proved to be dependent on the feed rate employed, becoming more evident for feed rate values above 0.15 mm/rev. The main spindle current behavior during the turning operation was similar to that observed for the main cutting force, which evidences the correlation between these variables. Regarding the temperature measurement, the cutting speed increase resulted in higher chip temperatures, especially for conditions where high feed rate values were used. Moreover, it was noticed that the chip thickening caused by the feed rate increase led to the measurement of lower temperature values by infrared radiation.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Trabalhar com altas taxas de remoção de material em uma usinagem normalmente corresponde a menores tempos de produção e ganhos econômicos. Entretanto, o aumento de consumo energético e o desgaste prematuro de ferramentas podem comprometer esta relação. Conhecer a quantidade de calor gerada durante o corte do material, e seu consequente fluxo, é essencial para controlar os fenômenos envolvidos durante o torneamento. A alteração do fluxo de calor da ferramenta é uma alternativa para aumento de vida. Para tal, modificações geométricas são introduzidas, como, por exemplo, microtexturas na face de saída ou de folga. Diante deste cenário, estudou-se o comportamento de um inserto de metal duro revestido com uma camada composta de TiN, Al2O3 e TiCN com a superfície de folga modificada, usinando aço ABNT 1045 com dureza de 83 HRB. Um projeto para alteração do inserto foi desenvolvido, no qual se considerou a criação de uma geometria que limitasse fisicamente o comprimento máximo do desgaste de flanco e entalhe, e que fosse de fácil repetibilidade e baixo custo. O aço foi torneado à seco na velocidade de corte de 350 m/min, avanço 0,2 mm/rev e profundidade de usinagem de 1 e 2,5 mm . Os valores de força foram coletados durante os ensaios, além da avaliação da microdureza do cavaco e do acompanhamento da evolução dos desgastes de flanco, cratera e entalhe. A integridade superficial foi analisada com perfis de microdureza e medição da rugosidade. Considerando que a presença do desgaste de entalhe na usinagem de aço carbono não é comum, procedeu-se a uma análise localizada, a qual indicou que a formação do desgaste estava relacionada com a alteração do fluxo de calor na ferramenta, proveniente da fricção do cavaco com a superfície de folga e sua propagação relacionada ao mecanismo de oxidação. A modificação se apresentou altamente eficiente no consumo energético, reduzindo a força resultante de usinagem em 58% em relação ao inserto convencional. A redução na componente força de corte chegou a 70%. Quanto à integridade superficial, a modificação promoveu uma redução da microdureza logo abaixo da superfície usinada em 16%, entretanto a rugosidade superficial, aumentou de Ra = 1,36µm para Ra = 1,78µm. Os mesmos mecanismos de desgaste presentes no inserto comercial foram detectados no modificado, e atuaram na mesma proporção, porém indícios mostraram que a modificação elevou ainda mais as temperaturas durante a usinagem, o que limitou o aumento das forças relacionadas ao desgaste. Working with high material removal rates in machining, usually corresponds to less time of production and economic gains. However, an increase in energy consumption or a premature tool wear may affect this relationship. Knowing the amount of heat generated during cutting of the material and its consequent flow, it is essential to control the phenomena involved during turning. Changing the heat flow of the tool is an alternative to increase service life. For this, geometric modifications can be introduced, for example, microtextures in the rake face or in flank face. In this scenario, we studied the behavior of a cemented carbide insert coated with a layer composed of TiN, TiCN and Al2O3 with the modified flank face, turning steel with hardness 1045 ABNT 83HRB. A project to change the insert was developed, which was considered the creation of a geometry that physically limit the maximum length of the flank wear and notch, and it was easy repeatability and low cost. The steel was turned on cutting speed 350 m / min and depth of cut of 1 and 2.5 mm. The force values were collected during the tests, in addition to assessing the chip microhardness and monitoring the evolution of flank, crater and notch wear. The surface integrity was analyzed with microhardness profiles and roughness measurement. Considering that the presence of notch wear in the machining of carbon steel is not common, a analysis was carried out, which indicated that the wear formation was related to the variation in the heat flow in the tool, from the friction of the chip with the flank face and their propagation related to the oxidation mechanism. The modification proved to be highly efficient in energy consumption, reducing the resulting machining force in 58% compared to conventional insert. The reduction in cutting force component and reached 70%. Regarding the surface integrity, the modification promoted a decrease of the hardness after the machined surface in 16%, and the surface roughness worsened going from 1.36 Ra to 1.78 Ra. The same wear mechanisms present in the normal insert were detected in the modified one, and acted in the same proportion, but evidence showed that the modification raised the temperatures even further during machining, which limited the increase in the forces related to wear.

Orientador: Prof. Dr. Reyolando Manoel Lopes Rebello da Fonseca Brasil Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Santo André, 2020. Neste trabalho, será discutida a análise dinâmica de duas passarelas a serem instaladas junto à estação Santo Amaro do metrô de São Paulo, as Passarela Norte e Passarela Sul, ambas com 111 metros de vão. Em especial, será estudado o Estado Limite de Serviço (E.L.S.) de vibrações excessivas excitadas pelo movimento de pedestres nas direções vertical e lateral. Na primeira parte deste trabalho serão apresentados os conceitos necessários para o desenvolvimento do mesmo. Posteriormente, serão apresentados os modelos utilizados assim como seus resultados, soluções e conclusão. A estrutura foi simulada utilizando o software de análise estrutural STRAP. Os perfis utilizados foram fornecidos pelos autores dos projetos arquitetônico e estrutural, sendo típicos dessas estruturas. Adotou-se, da literatura sobre passarelas, um modelo determinístico para o carregamento dinâmico devido ao caminhar das pessoas. Quando a frequência natural da estrutura é próxima do caminhar das pessoas pode gerar um desconforto muito grande e até mesmo a sensação de falta de segurança. Além disso, pode diminuir a vida útil da estrutura devido a fadiga do material, sendo necessário uma maior manutenção. O processamento sugere a presença de acelerações acima do desejado ou previsto por diversas normas internacionais sobre o tema. Para mitigação das mesmas, é proposto controle passivo por Absorvedores de Vibrações (TMD's), para vibrações verticais e laterais. In this work, we will discuss the dynamic analysis of two footbridges to be installed next to the Santo Amaro São Paulo subway station, the Passarela Norte and Passarela Sul, both with 111 meters of span. In particular, the Service State Limit of excessive vibrations excited by pedestrian movement in the vertical and lateral directions will be studied. In the first part of this work, the concepts necessary for its development will be presented. Later the models used will be presented as well as their results, solutions and conclusions. The structures were simulated using STRAP structural analysis software. The steel profiles used were provided by the authors of the architectural and structural designs, being typical of these structures. From available footbridges literature, a deterministic model for dynamic loading due to people's walking was adopted. When the natural frequency of the structure is close to people's walking it can lead to pedestrian discomfort and even a feeling of insecurity. In addition, it can shorten the frame life due to material fatigue and further maintenance may be required. Processing suggests the presence of accelerations above the desired or anticipated by several international standards on the subject. To mitigate them, passive vibration absorber (TMD's) control is proposed for vertical and lateral vibrations.

A otimização dos parâmetros de corte na usinagem de metais tem sido uma grande preocupação na manufatura de peças de diversos setores. Reduzir o desgaste da ferramenta e melhorar a qualidade da superfície usinada são algumas das metas na melhoria do processo de corte. Nesse sentido, a temperatura de corte tem se mostrado o parâmetro mais adequado para correlacionar o desgaste da ferramenta, integridade da superfície e também força de corte. Desse modo, o objetivo geral desta pesquisa foi validar a existência de uma temperatura ótima de corte onde a mínima taxa de desgaste, mínima força de corte e mais alta qualidade da superfície usinada poderiam ser alcançadas. Para tanto, foram utilizados os métodos de menor força de corte estabilizada e melhor qualidade da superfície usinada no torneamento a seco do aço ABNT 1045 recozido utilizando insertos de metal duro com revestimento PVD - (Al, Ti)N variando-se os parâmetros de corte avanço e velocidade de corte. A temperatura de corte foi obtida por meio da radiação infravermelha. Em um segundo momento, para conferir se o menor desgaste coincide com a menor força de corte e melhor rugosidade da superfície usinada, foram realizados testes de desgaste da ferramenta medindo-se o desgaste de flanco, desgaste de entalhe e perda de massa dos insertos em diferentes velocidades de corte. Os resultados mostraram que não foi possível validar a existência de uma temperatura ótima de corte pelos métodos propostos, pois foram encontradas diferentes temperaturas correspondentes ao início da estabilização das forças de corte de (402 a 460) ºC e estas temperaturas foram crescentes com o aumento do avanço. Os valores da rugosidade tiveram variações pequenas e aleatórias em um mesmo avanço com o aumento da temperatura e velocidade de corte. As forças de corte para um mesmo avanço apresentaram os maiores valores nas menores velocidades de corte e a partir de certa velocidade se estabilizaram, já as temperaturas de corte aumentaram continuamente com a velocidade de corte. Os resultados dos três testes de desgaste da ferramenta apontaram para um desgaste crescente com o aumento da velocidade de corte, com isso, constatou-se que o menor desgaste não ocorreu na mínima força de corte. The optimization of cutting parameters in metal machining has been a considerable concern in the manufacture of parts from various industries. Reducing the wear of the tool and improving the quality of the machined surface are some of the goals in the optimization of the cutting process. In this sense, the cutting temperature has been shown to be the most adequate parameter to correlate tool wear, surface integrity and also cutting force. Thus, the overall objective of this research was to validate the existence of an optimum cutting temperature where the minimum wear rate, minimum cutting force and higher quality machined surface could be achieved. For this, the methods of lower stabilized cutting force and better machined surface quality were used in the dry turning of ABNT 1045 steel annealed using coated cemented carbide inserts PVD - (Al, Ti)N varying the cutting parameters feed rate and cutting speed. The cutting temperature was obtained by infrared radiation. In a second moment, to check if the lesser wear coincides with the lower cutting force and better roughness of the machined surface, tool wear tests were performed measuring flank wear, notch wear and mass loss of the inserts at different cutting speeds. The results showed that it was not possible to validate the existence of an optimum cutting temperature by the proposed methods, since different temperatures corresponding to the beginning of the stabilization of the cutting forces (402 a 460) ºC were found and these temperatures were rising with increasing feed rate. The roughness values had small and random variations in the same feed rate with increasing temperature and cutting speed. The cutting forces in the same feed rate presented the highest values at the lower cutting speeds and from a certain speed they were stabilized, however the cutting temperatures increased continuously with the cutting speed. The results of the three tests of tool wear pointed to an increasing wear with the increase of the cutting speed, with that, found that the less wear did not occur in the minimum cutting force.

O Babbitt, também conhecido como metal patente ou metal branco é uma liga macia muito utilizada em mancais de deslizamento que trabalham em contato com aço, e tem como elementos de base estanho ou chumbo, além de compostos intermetálicos formados geralmente por antimônio e cobre. Sua morfologia é variada de acordo com a quantidade de cada elemento presente na composição química da liga e de acordo com o processamento. O presente trabalho buscou avaliar a influência dos parâmetros rugosidade e espessura de um revestimento Babbitt no comportamento tribológico da liga quando em contato com o aço ABNT 1045. Foram realizados ensaios de pino sobre disco, utilizando pinos de aço ABNT 1045 e corpos de prova de aço, também ABNT 1045, revestidos com Babbitt, simulando o contato de um eixo sobre um mancal revestido com Babbitt. A rugosidade e a espessura do revestimento foram variadas em três níveis, com intuito de observar o comportamento em relação ao atrito e ao desgaste com a modificação destas variáveis. Também foi realizada a caracterização do revestimento (liga Babbitt), do substrato e dos corpos de prova ensaiados por meio de ensaios de dureza e microdureza, perfilometria das pistas de desgaste, análise de composição química elementar por microscopia eletrônica de varredura das fases e dos intermetálicos formados, além das pistas ensaiadas. Nos ensaios que utilizaram corpos de prova com as menores rugosidades dentro da faixa analisada, ocorreu um aumento de 0,05 ± 0,02 para 0,46 ± 0,06 no coeficiente de atrito quando se elevou a espessura de revestimento de 0,45 ± 0,07 mm para 1,08 ± 0,17 mm. O maior coeficiente de atrito foi observado no ensaio do corpo de prova com maior espessura de revestimento (1,08 ± 0,17 mm) e menor rugosidade (0,47 ± 0,01 m), o maior volume de desgaste foi registrado no ensaio com o corpo de prova de maiores espessura de revestimento e rugosidade (1,08 ± 0,17 mm e 1,29 ± 0,20 m, respectivamente) e o menor volume de desgaste e coeficiente de atrito foram obtidos pelo ensaio realizado no corpo de prova com menor rugosidade (0,43 ± 0,03 m) e espessura de revestimento média (0,45 ± 0,07 mm). Babbitt, also known as patent metal or white metal, is a soft alloy widely used in sliding bearings that work in contact with steel, and has as base elements tin or lead, as well as intermetallic compounds usually formed by antimony and copper. Its morphology is varied according to the amount of each element present in the chemical composition of the alloy and according to the processing. The aim of this work was to evaluate the influence of the parameters roughness and thickness of a Babbitt coating on the tribological behavior of the alloy when in contact with ABNT 1045 steel. Pin-on-disk tests were performed using ABNT 1045 steel pins and Babbitt-coated ABNT 1045 steel test specimens simulating the contact of a shaft on a Babbitt-coated bearing. The roughness and the thickness of the coating were varied in three levels, in order to observe the behavior in relation to the friction and the wear with the modification of these variables. It was also carried out the characterization of the coating (Babbitt alloy), the substrate and the test specimens tested by means of hardness and microhardness tests, profile of wear tracks, elemental chemical composition analysis by scanning electron microscopy of the phases and the intermetallics formed, besides the tracks tested. In the tests that used test specimens with the smallest roughness within the analyzed range, an increase of 0.05 ± 0.02 to 0.46 ± 0.06 in the friction coefficient occurred when the coating thickness was raised from 0.45 ± 0.07 mm for 1.08 ± 0.17 mm. The highest coefficient of friction was observed in the test of the specimen with a higher coating thickness (1.08 ± 0.17 mm) and lower roughness (0.47 ± 0.01 μm), the highest wear volume was recorded in the test with the highest coating thickness and roughness (1.08 ± 0.17 mm and 1.29 ± 0.20 m, respectively) and the lowest wear volume and friction coefficient were obtained by the test performed in the specimen with the least roughness (0.43 ± 0.03 μm) and medium coating thickness (0.45 ± 0.07 mm).

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A operação de usinagem por fresamento é amplamente utilizada na indústria mecânica de transformação pela sua capacidade de usinar peças dos mais diversos perfis e garantindo boa produtividade no que se refere à remoção de material. Entretanto, a operação de usinagem por fresamento pode ocorrer de duas maneiras no que se refere ao sentido de corte, uma no sentido concordante e outra no sentido discordante. A programação correta deste sentido de corte para cada processo específico se torna muito relevante na obtenção de bons resultados, com influência direta no resultado final como rugosidade, temperatura, desgaste da ferramenta e consequentemente no custo da produção. Este trabalho se propõe ao estudo da influência do sentido de corte (concordante e discordante) durante o fresamento do aço ABNT 4140. Para tanto, foram utilizados fresas de aço rápido de 6 mm de diâmetro e varia-se o avanço por dente e mantendo a velocidade de corte, profundidade de usinagem e penetração de trabalho constantes durante os ensaios, obtendo como resposta a rugosidade (desvio médio aritmético), força de corte e desgaste da ferramenta. Para o desvio médio aritmético, durante o avanço de corte Fz de 0,018 mm maiores valores foram encontrados no sentido concordante, para o avanço de corte Fz 0,03mm/aresta e 0,04 mm/aresta maiores valores foram encontrados no sentido discordante. As forças geradas em todos os eixos cresceram durante a usinagem devido ao desgaste da ferramenta. Maiores forças foram encontradas no sentido concordante na força de avanço quando utilizado avanço de 0,018mm/aresta. Os resultados mostraram que o desgaste da ferramenta foi mais severo para os avanços menores e quando utilizado o sentido concordante. Foram identificado o mecanismo de desgaste por abrasão, deformação plástica e adesão nas ferramentas, sendo o desgaste por abrasão mais evidente no movimento concordante. Deformação plástica no movimento discordante e uma possível adesão foram encontradas em todos os movimentos. The machining operation by milling is widely used in the mechanical processing industries for its ability to machine parts of the most diverse profiles and ensuring good productivity when it comes to the removal of material. However, the milling operation can occur in two ways with respect to the cutting direction, one in the down-milling and up-milling cutting direction. The correct programming of this sense of cut for each specific process becomes very relevant when it comes to obtaining good results. This process influence on the final result as average roughness, temperature, tool wear and consequently on the cost of production. On this purpose, this study of the down-milling and up-milling cutting direction during milling of ABNT 4140 steel. Thus, high speed steel milling was used, with 6 mm diameter. The per tooth was varied, the cutting speed and cutting depth were maintained constant during the test. Three characteristics were evaluated: average surface roughness, cutting force and tool wear. In relation the average roughness, higher values were found to parameters of the Fz 0,018 mm in moviment down-milling. Higher values of average roughness were found to parameters of the Fz 0,03 and 0,04 mm in moviment up-milling. The cutting force were higher due to tool wear. Higher cutting force were found in the moviment down-milling and feed per tooth of 0,018mm. The results showed that the wear of the tool was more severe for the smaller feed and when using the down-milling direction. The wear by abrasion, plastic deformation and adhesion in the tools was identified, being the wear by abrasion more evident in the down-milling moviment. Plastic deformation in the up-milling moviment and a possible adhesion were found in both moviments.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Este trabalho estima os impactos das principais transferências condicionais e incondicionais sobre a arrecadação tributária dos municípios brasileiros. São analisados dados fiscais e tributários de 5.570 municípios brasileiros entre 2000 e 2012. Vários métodos econométricos são usados para contornar o problema de endogeneidade, sobretudo, em virtude de regiões menos desenvolvidas arrecadarem menos e receberem maior montante de transferências: Mínimos Quadrados Ordinários (MQO); painel estático com efeito fixo e aleatório; e painel dinâmico. Os resultados mostram que o Fundo de Participação dos Municípios (FPM) impacta negativamente a arrecadação tributária. Esse efeito é maior sobre o Imposto Predial e Territorial Urbano (IPTU) comparativamente ao Imposto Sobre Serviços de Qualquer Natureza (ISS), componentes da maior parcela da arrecadação tributária municipal. Por outro lado, o Sistema Único de Saúde (SUS) e o Fundo de Manutenção e Desenvolvimento da Educação Básica e de Valorização dos Profissionais da Educação Básica (FUNDEB) impactam positivamente. Isso sinaliza que as transferências condicionais são mais eficientes para incentivar o esforço fiscal das localidades brasileiras. This work estimates the impacts of main conditional and unconditional transfers on Brazilian city tributary retraction. It will be analysed taxation and tributary data from 5.570 Brazilian cities between the years 2000 and 2012. Several econometric methods are used to overcome the endogeneity problem, mostly in virtue of underdeveloped regions retract less and receive a major amount of transfers: Ordinary Least Square (OLS); static panels with fix and random effect; and dynamic panels. The results show that Fundo de Participação dos Municípios (FPM) negatively impacts the taxation retraction. This effect is higher over the Imposto Predial e Territorial Urbano (IPTU) in comparison with Imposto Sobre Serviços de Qualquer Natureza (ISS), components of the larger portion of the city tributary tax retraction. On the other hand, the Sistema Único de Saúde (SUS) and Fundo de Manutenção e Desenvolvimento da Educação Básica e de Valorização dos Profissionais da Educação Básica (FUNDEB), positively impact. This signals that conditional transfers are more effective to encorage the taxation effort of Brazilian sites. Dissertação (Mestrado)

As indústrias química e petroquímica investem incessantemente em novas tecnologias e materiais. Tubos utilizados na exploração de petróleo e gás natural na camada do Pré-Sal devem apresentar a capacidade de suportar ambientes extremamente agressivos, com elevadas concentrações de CO2 e H2S. Tais aplicações exigem a utilização de aços inoxidáveis supermartensíticos com elevada resistência à corrosão e tenacidade, porém, estas características do material implicam na dificuldade de usinagem desta liga. O presente trabalho tem por objetivo identificar os principais fatores que influenciam a usinabilidade do aço inoxidável Super Cromo 13 (classe CA6NM, conforme a norma ASTM A743) durante o torneamento a seco e com lubri-refrigeração (baixa pressão de 0,1 e média pressão de 8 MPa) utilizando diferentes velocidades de corte e insertos de metal duro com revestimento produzido por deposição física de vapor (PVD) e deposição química de vapor (CVD). Foram avaliados a microestrutura, composição química e propriedades mecânicas, rugosidade dos corpos de prova do aço inoxidável super Cromo 13, desgaste de flanco (VBc) e vida dos insertos, força de usinagem, tensão residual, morfologia dos cavacos gerados, deformação, taxa de deformação, tensão normal e tensão de cisalhamento. Os resultados indicaram uma microestrutura martensítica com a presença do elemento Ti. Os resultados da análise química permitiram quantificar as concentrações dos elementos presentes na liga e o material em estudo foi classificado como aço inoxidável supermartensítico média liga. Esta apresentou tensão de escoamento de 738,7 MPa e a resistência a tração de 794,7 MPa. O material do inserto, técnica de lubri-refrigeração e velocidades de corte não apresentaram influência significativa sobre a rugosidade da superfície usinada. Quanto ao desgaste de flanco e vida dos insertos, notou-se que o inserto revestido por CVD da classe ISO M10 apresentou melhor desempenho no processo. O corte a seco combinado com velocidade de corte mais elevada e o inserto revestido por CVD da classe M10 proporcionou menores forças de usinagem. Quando se utilizou a lubri-refrigeração sob média pressão, independentemente da velocidade de corte e do inserto, a principal forma do cavaco obtida foi em arco conectado. O corte a seco proporcionou menor valor de deformação e taxa de deformação. Por fim, a combinação entre o corte a seco e a velocidade de corte de 150 m/min promoveram os menores valores da tensão de cisalhamento. The chemical and petrochemical industries continually invest in new technologies and materials. Tubes used in the extraction of oil and natural gas in pre-salt layer must be able to withstand extremely aggressive environments, with high concentrations of CO2 and H2S. Such applications require the employment of supermartensitic stainless steels with high corrosion resistance and toughness. The aim of the present work is to identify the main factors influencing the machinability of Super Chrome 13 stainless steel (grade CA6NM, according to ASTM A743) when turning using different cutting speeds, cooling methods (low and high pressure of 0,1 and 80 bar, respectively) and PVD and CVD coated carbide inserts of different grades. Microstructure, chemical composition, mechanical properties, roughness of the workpiece, chips morphology, tool life and wear, turning force components, induced residual stress, strain, strain rate, normal and shear stress at the shear plane were evaluated. The results indicated a martensitic microstructure with the presence of Ti,which increases the abrasiveness of the work material. This presented a yield stress of 738.7 MPa and the tensile stress of 794.7 MPa. Cutting insert grade, cooling method and cutting speeds did not present a significant influence on the roughness. With regard to tool life and wear, it was noticed that insert grade MC 7015 presented better performance. Dry cut combined with the highest cutting speed plus the MC 7015 insert provided the lowest machining force values. When cooling under high pressure, connected arc chips were produced, irrespectively of cutting speeds and insert grade. Dry cutting associated promoted the lowest value for deformation and deformation rate and shear stress of the material. Finally, the lowest shear stress value was obtained when dry turning at the cutting speed of 150 m/min.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Embrapa - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária Os nove estados brasileiros que compõem a Amazônia Legal apresentam indicadores econômicos e sociais abaixo da média nacional, mesmo estando inseridos em uma região rica em recursos naturais. Seu território é bastante significativo, ocupando uma área correspondente a 59% do território nacional, onde vivem 13% da população do país. No campo educacional a região também apresenta os piores resultados nos exames de proficiência aplicados pelo Governo Federal, além de possuir escolas com infraestrutura precária ao se comparar com o restante do Brasil. É sabido que uma população mais educada tende a apresentar melhores indicadores de produtividade no trabalho, levando ao crescimento no nível da renda e da qualidade de vida, além de aumentar a conscientização ambiental, ocasionando menor degradação do meio ambiente, o que é um fator relevante, dadas as características da região. Isto posto, este trabalho tem o intuito de investigar os fatores que influenciam no nível de aprendizado da população amazônica e como a educação formal impacta na renda da população e no crescimento econômico observado na região. Para tanto, utilizando microdados educacionais da Prova Brasil de 2015 e de dados municipais, foram empregadas técnicas econométricas de Mínimos Quadrados Ordinários para gerar um indicador de Desigualdade de Oportunidade Educacional; de modelagem multinível para determinar os efeitos da escola e do município nas notas dos alunos na Prova Brasil, e; modelos em Painel para analisar o crescimento econômico nos municípios da Amazônia. Os resultados indicam que os nove estados da região apresentam as maiores desigualdades de oportunidade educacional e estas são causadas principalmente por questões econômicas e educacionais da família e por reprovação prévia na escola; também foi observado que a maior influência no desempenho na Prova Brasil é devido a questões pessoais e familiares do estudante, e tanto fatores escolares quanto regionais influenciam muito pouco, o que difere do observado para o Estado de São Paulo (utilizado como referência) onde variáveis relacionadas com os professores são relevantes para a nota do aluno, e; por fim, o crescimento econômico dos municípios da Amazônia Legal é pouco influenciado pelo Estoque de Capital Humano da população e o desmatamento influencia de forma positiva o crescimento do PIB municipal. The nine Brazilian states at the Legal Amazon present economic and social indicators below the national average, even though they are inserted in a region rich in natural resources. Its territory is quite significant, occupying an area corresponding to 59% of the national territory, where live 13% of the population of the country. In the educational field, the region also presents the worst results in the proficiency tests applied by the Federal Government, in addition to having schools with precarious infrastructure when comparing with the rest of Brazil. It is well known that a more educated population tends to present better indicators of labor productivity, leading to growth in the level of income and quality of life, in addition to increasing environmental awareness, leading to less degradation of the environment, which is a relevant factor , given the characteristics of the region. This paper aims to investigate the factors that influence the level of learning of the Amazonian population and how formal education impacts the income of the population and the economic growth observed in the region. Based on that, using educational microdata from the Prova Brasil 2015 and from municipal data, econometric techniques of Ordinary Least Squares were used to generate an indicator of Inequality of Educational Opportunity; multilevel modeling to determine the effects of the school and the municipality on the students' scores in the Prova Brasil, and; models in Panel Data to analyze the economic growth in the cities of the Amazon. The results indicate that the nine states of the region present the greatest inequalities of educational opportunity, and these are mainly caused by economic and educational issues of the family and by previous disapproval in school; it was also observed that the greatest influence on performance in the Prova Brasil is due to personal and family issues of the student, and both school and regional factors influence very little, which differs from that observed for the State of São Paulo (used as reference) where variables related to teachers are relevant to the student's grade, and; Finally, economic growth in the municipalities of the Legal Amazon is little influenced by the Human Capital Stock of the population and deforestation has a positive influence on the growth of municipal GDP. Tese (Doutorado)

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico OBJETIVOS: Identificar fatores histológicos e imuno-histoquímicos (IHQ) do carcinoma mamário invasor (CMI) relacionados com resposta patológica à terapia neoadjuvante (Tneo) e avaliar os efeitos da terapia na histologia e na expressão imunohistoquímica de biomacadores dos tumores. MATERIAL E MÉTODOS: 70 casos de CMI (biópsia inicial pré-terapia e a peça cirúrgica pós-terapia) do arquivo do Laboratório de Patologia Mamária, diagnosticados e tratados com Tneo no Hospital das Clinicas da UFMG, entre 2009 e 2017. Realizadas avaliações histológica (tipo, grau e densidade de infiltrado inflamatório) e IHQ para Receptores hormonais (RH), HER2 e Ki67. Para avaliação dos fatores preditivos de resposta à Tneo, os casos foram separados em dois grupos (resposta patológica completa - RPC e resposta patológica parcial - RPP). Os achados histológicos e IHQ foram comparados nos grupos RPP e RPC, e entre os tumores iniciais e pós-terapia no grupo RPP. RESULTADOS: Características clínicas, histológicas e IHQ dos 70 casos: predominou o tipo Carcinoma Ductal SOE (77,1%), o grau histológico III (48,6%), e o nível de infiltrado inflamatório entre 1 e 20% (64,3%). 31 (44,3%) dos tumores eram RH+ e HER2-, 10 (14,3%) eram RH- e HER2+, 25 (35,7%) eram triplo negativos e 4 (5,7%) eram RH+ e HER2+.14 (20%) dos tumores apresentaram RPC e 56 (80%), RPP. Na avaliação dos fatores preditivos de RPC apenas os níveis do infiltrado inflamatório mostraram resultados significativos (p=0,003): todos os tumores com RPC apresentaram densidade acima de 21%, enquanto que os tumores com RPP apresentaram densidade de até 20%. Tipo e grau histológicos, RH, HER2 e Ki67 não mostraram resultados significativos. Na avaliação dos efeitos da terapia (grupo RPP), o único fator com significância estatística foi o tipo histológico (p=0,024): 19/55 (34,5%) apresentaram mudança do tipo histológico. Apesar de não ter significância estatística, houve mudança no grau histológico em 26/55 dos casos, como aumento do grau em 27,3% e diminuição em 10,9% dos casos com RPP. Houve aumento dos níveis de infiltrado inflamatório em 7% e diminuição, em 35% dos casos. 22/55 apresentaram mudança do status de RE ou do escore de Alred e 20/55 apresentaram mudança no RP. 96,4% dos casos mantiveram a expressão de HER2. 34,5% tiveram alterações do índice de Ki67. A distribuição do Ki67 tornou-se diferente dos tumores pós-terapia, desviando do esperado (p=0,014). CONCLUSÕES: O único fator que demonstrou associação com RPC foi o nível do infiltrado inflamatório. O tipo e grau histológico e os biomarcadores RE, RP, HER2 e Ki67 não demonstraram significância estatística em relação ao tipo de resposta. Os tumores apresentaram alterações no tipo e grau histológico e nos biomarcadores RE, RP, HER2 e Ki67 após a terapia neoadjuvante, mas somente o tipo histológico e o Ki67 foram estatisticamente significantes.

Este trabalho sobre finanças públicas subnacionais analisa dois importantes tópicos para o aprimoramento dos resultados fiscais: a adaptação e a construção de Balanços Orçamentários Estruturais para os entes estaduais com a apuração de seus respectivos resultados; e, posteriormente, a proposta de um modelo econométrico adequado para a previsão da arrecadação total das receitas estaduais, baseado na metodologia ARMAX. Após examinar detalhadamente as contas públicas de uma unidade federativa, o Estado de Goiás, foi aplicada a metodologia para a construção de um Balanço Orçamentário Estrutural, para o período 2003/2016, que permitirá identificar os genuínos impulsos fiscais advindos das ações discricionárias da política fiscal regional. A estratégia empírica adotada partiu das consagradas metodologias do Fundo Monetário Internacional (FMI) e da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE) e, com adaptações, pode-se obter o Hiato do Produto do Estado de Goiás, via Filtro Hodrick-Prescott (HP), a Elasticidade-Receita do PIB goiano, via MQO e via Filtro de Kalman. Para dados trimestrais (56 trimestres), a elasticidade-receita do produto estadual resultou em valores condizentes com os encontrados na literatura: 1,2836 (MQO). Por Filtro de Kalman, os resultados foram: 1,719 para a arrecadação total das receitas estaduais e: ICMS, 2,765; ITCD: 6,387; Transferências Governamentais: 0,216; IPVA: nenhum modelo válido. Os resultados indicaram que a Receita Cíclica goiana foi positiva em 2004, 2008 e no período 2011-2014; sendo negativa em 2003, 2006, 2009, e no biênio 2015/16, por qualquer metodologia adotada. Quanto ao Balanço Estrutural, exceto nos anos de 2003, 2009 (MQO e Kalman) e no biênio 2015/16 (Kalman), os resultados estruturais foram menores que os convencionais. Além disso, por ambas as metodologias, Goiás registrou impulso fiscal expansionista em 2004, 2010, 2012 e 2014, e impulso contracionista no período 2005/2009, 2011, 2013, e 2015/16. De acordo com as análises, o PIB de longo prazo reverteu a tendência de crescimento no primeiro trimestre de 2010 e poderá iniciar um novo ciclo de crescimento no segundo trimestre de 2018, oito anos após, portanto. Os resultados alcançados permitem concluir ter sido realizada com sucesso a aplicação da metodologia ao caso goiano e de ser possível adaptá-la às unidades subnacionais - que divulguem o PIB trimestral – contribuindo para aprimorar as regras fiscais nacionais e subnacionais. Quanto à proposta de modelos de previsão, dentre quatro identificados, o melhor apresentou MAPE de 1,7%, para o ano de 2015, e identificou a variável econômica exógena “Nível de Empregos Formais” como significativa. This work on subnational public finances analyzes two important topics for the improvement of fiscal results: the adaptation and construction of Structural Budget Balances for the state entities with the determination of their respective results; and, later, the proposal of an adequate econometric model for the forecast of the total collection of state revenues, based on the ARMAX methodology. After examining in detail the public accounts of a federal unit, the State of Goiás, the methodology for the construction of a Structural Budget Balance was applied for the period 2003/2016, which will identify the genuine fiscal impulses arising from the discretionary actions of regional fiscal policy. The empirical strategy adopted was based on the established methodologies of the International Monetary Fund (IMF) and the Organization for Economic Cooperation and Development (OECD) and, with adaptations, one can obtain the Product Hiatus of the State of Goiás via the Hodrick-Prescott Filter (HP), and the Elasticity Revenue of the GOI GDP, via MQO and via the Kalman Filter. For quarterly data (56 quarters), the elasticity-revenue of the state product resulted in values consistent with those found in the literature: 1.2836 (OLS). By Kalman Filter, the results were: 1,719 for the total collection of state revenues and: ICMS, 2,765; ITCD: 6,387; Government Transfers: 0.216; IPVA: no valid template. The results indicated that the Cyclic Revenue in Goiás was positive in 2004, 2008 and in the period 2011-2014; being negative in 2003, 2006, 2009, and in the 2015/16 biennium, by any methodology adopted. As for the Structural Balance, except in the years 2003, 2009 (MQO and Kalman) and in the 2015/16 biennium (Kalman), the structural results were smaller than the conventional ones. In addition, for both methodologies, Goiás recorded expansionary fiscal momentum in 2004, 2010, 2012 and 2014, and contractionary momentum in the period 2005/2009, 2011, 2013, and 2015/16. According to the analyzes, long-term GDP reversed the growth trend in the first quarter of 2010 and could start a new cycle of growth in the second quarter of 2018, eight years later. The results obtained allow us to conclude that the methodology has been successfully applied to the Goiano case and that it can be adapted to the subnational units - which disclose quarterly GDP - contributing to improve national and subnational fiscal rules. As to the proposal of prediction models, among the four identified, the best presented MAPE of 1.7% for the year 2015, and identified the exogenous economic variable “Formal Employment Level” as significant. Tese (Doutorado)

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior UFU - Universidade Federal de Uberlândia As ligas de titânio apresentam uma excelente combinação de resistência e tenacidade, baixa densidade, elevada resistência à corrosão e à oxidação, além de não serem tóxicas e serem biocompatíveis. Estas características as tornam uma alternativa amplamente utilizada na área de bioengenharia. A liga Ti-6Al-4V é a mais utilizada no mercado, representando cerca de 50% das aplicações. O objetivo deste trabalho é estudar o desempenho de microfresas de 152,4 μm de diâmetro com diferentes revestimentos para o microfresamento desta liga, bem como os efeitos da aplicação de mínima quantidade de lubrificação. O desempenho das microferramentas foi avaliado a partir do desgaste, dos mecanismos de desgaste e avarias da microferramenta, da formação de rebarbas, de aspectos quantitativos e qualitativos a superfície usinada incluindo a rugosidade e da análise visual utilizando microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que o revestimento de DLC tem uma grande influência na vida da microferramenta e nas rebarbas formadas. A aplicação de fluido de corte tem efeito na qualidade das peças usinadas, tanto em termos de melhoria qualitativa da superfície, quanto em termos de rugosidade. As dimensões das rebarbas formadas dependem das condições de corte, podendo ter dimensões relativas muito maiores do que as da macrousinagem. O arredondamento do raio de aresta e o desgaste de flanco são os tipos de desgaste predominantes nas microferramentas. O melhor desempenho foi obtido pela microferramenta revestida de DLC nas condições a seco, apresentando aumento de 640% e 267% quando comparado à microferramenta revestida de TiAlN e à sem revestimento, respectivamente. Isto ocorreu devido às excelentes propriedades do revestimento DLC. De forma geral, o microfresamento a seco apresentou melhores resultados em termos de aumento da vida das microferramentas e redução da altura das rebarbas. Na microusinagem a seco, com os parâmetros utilizados neste trabalho, aparece o fenômeno da APC para todas as microferramentas. Este fenômeno protege a cunha cortante contra desgaste acelerado. Em função das baixas velocidades de corte inerentes ao processo e do pequeno diâmetro da microferramenta, a APC tem efeito positivo na vida da microfresa. Titanium alloys have an excellent combination of strength and toughness, low density, high resistance to corrosion and oxidation, besides being non-toxic and biocompatible. These characteristics make them a widely used alternative for the bioengineering field. Ti-6Al-4V titanium alloy is the most used in the market, accounting for about 50% of the total titanium applications. The objective of this work is to study the performance of micro tools 152.4 μm in diameter with different coatings for micromilling of this alloy, as well as the effects of applying minimum quantity of lubrication. Was analyzed the wear, the mechanisms of wear and damage of the micro tool, the formation of burrs, and quantitative and qualitative aspects of the machined surface, such as roughness and scanning electron microscopy, respectively. The results show that the DLC coating has a great effect on the life of the micro tool and the burrs formed. The application of cutting fluid has an effect on the quality of the machined parts, both in terms of qualitative improvement of the surface and in terms of roughness. The dimensions of the burrs formed depend on the cutting conditions, and may have relative dimensions much larger than those of macromilling. Cutting edge rounding, tip wear, and flank wear are the predominant types in microtools. The best performance was that of the DLC coated micro tool under dry conditions, presenting an increase of 640% and 267% when compared to the TiAlN coated microtool and the uncoated microtool, respectively. This is due to the excellent properties of the DLC coating. Dry micromachining showed better results in terms of microtool life and burr height. In dry micromachining with the parameters used in this work, built up edge phenomenon appears for all micro tools, this phenomenon protects wedge against accelerated wear. Due to the low cutting speeds inherent to the process and the small diameter of the micro tool, the built up edge has a great effect on the life of the micromilling. Титанові сплави мають наступні властивості – поєднання міцності і ударної в'язкості, низьку щільність, високу стійкість до корозії і окислення, а також нетоксичні і біосумісні, ці характеристики роблять їх широко використовуваними в області біоінженерії. Сплав Ti-6Al-4V є найбільш використовуваним у світовій промисловості (близько 50% застосування). Метою даної роботи є дослідження характеристик мікроінструменту діаметром 152,4 мкм з різними покриттями під час мікрофрезування сплаву Ti-6Al-4V, а також впливу (або результату) застосуванням техніки мінімальної кількості змащення (МКЗ). Проаналізовано зношення мікрофрези, механізмів зносу і пошкодження мікроінструмента, формування задирок, а також аспекти (властивості) оброблюваної поверхні, такі як шорсткість поверхні. Результати показують, що покриття має великий вплив на термін експлуатації мікроінструменту та зменшує утворення задирок. Застосування лубриканту в мінімальній кількості впливає на якість поверхні деталей, що обробляються, як з точки зору візуального поліпшення поверхні, так і з точки зору зменшення шорсткості. Розміри утворених задирок залежать від умов різання, і можуть мати відносно великі розміри, значно більші, ніж при макрооброці деталей. Найчастіший тип зношення в мікроінструментах – це округлення ріжучих країв, знос наконечників та знос флангу. Найбільша продуктивність встановлена для мікроінструменту з алмазоподібним покриттям (DLC) без змащування, демонструючи збільшення на 640% і 267% у порівнянні з покриттям TiAlN і мікроінструменту без покриття. Це пов'язано з властивостями покриття, низьким коефіцієнтом тертя, високою твердістю і високою термічною стійкістю. Загальне порівняння мікрофрезування мікроканалів без застосування лубриканту показало кращі результати з точки зору тривалості життя мікрофрези та висоти задирок. В сухій мікрообробці феномен наросту з'являється у всіх мікроінструментах, це явище зумовлює захист ріжучого краю від прискореного зношення. Завдяки низькій швидкості обробки і малого діаметра мікроінструменту, феномен наросту має великий вплив на тривалість життя мікрофрези. Tese (Doutorado)

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Neste trabalho foram estudadas as propriedades tribológicas de aços Ultrabaixo Carbono (UBC) em três sistemas: o substrato - aço UBC estabilizado ao Titânio; o sistema aço UBC modificado superficialmente por processo de nitretação a plasma em configuração triodo (temperatura de 500ºC por 6 horas); e o sistema duplex sequencial (aço UBC nitretado a plasma em configuração triodo na temperatura de 500ºC por 6 horas, seguido de revestimento de filme de nitreto de cromo por processo de deposição a uma temperatura na faixa de 380 a 420ºC e tempo de deposição de 6 horas e 30 minutos). Os sistemas estudados foram caracterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de raios X, ultramicrodureza e perfilometria 2 e 3D. Os sistemas foram submetidos aos testes de desgaste por deslizamento a seco na configuração esfera sobre disco. Foram utilizadas 3 cargas normais (5, 15 e 30N) e distância de deslizamento de 1600 e 5800m, sendo realizados testes parciais com 50 e 200m. O raio da trilha utilizado para o teste de desgaste foi de 7mm, com 380rpm, que correspondeu a uma velocidade tangencial de 0,278m/s. Constatou-se que o processo de modificação superficial a plasma alterou a estrutura superficial do aço UBC introduzindo uma primeira camada de compostos (ε-Fe2–3N e γ′-Fe4N fases), seguida de uma zona de nitretos precipitados na forma de agulhas grandes (γ′-Fe4N e CCC α-Fe fases), e por uma zona de precipitados de α″-Fe16N2 na forma de agulhas muito pequenas na matriz ferrítica. O processo de deposição do filme de nitreto de cromo, além de criar uma camada de 7,75μm de espessura, alterou a difusão do nitrogênio de modo que a espessura da camada de compostos se apresentou com espessura irregular além de ser observado um refino nos nitretos precipitados nas formas de agulhas grandes e pequenas. A transição de regime de desgaste com a distância de deslizamento (profundidade de nitretação) foi descrita em função da mudança microestrutural com a profundidade de concentração de nitrogênio: um “1º Período de Regime de Desgaste” foi associado ao desgaste da camada superior da Camada de Compostos onde prevalece a fase ε-Fe2-3N, rica em nitrogênio. Um “2º Período de Regime de Desgaste” foi associado ao desgaste da camada inferior da Camada de Compostos constituída das fases ε-Fe2-3N + γ‟-Fe4N. E um “3º Período de Regime de Desgaste” foi associado ao desgaste da Camada superior de Difusão onde se tem as fases γ‟-Fe4N e -Fe expandida por nitrogênio. As mudanças estruturais em função da mudança de nitrogênio com a profundidade foram assim associadas a transições de mecanismos de desgaste ao longo do desgaste por deslizamento. Os testes de ultramicrodureza realizados na seção transversal dos materiais, nos três sistemas estudados, indicaram que o processo de nitretação a plasma aumentou em até duas vezes a dureza do aço UBC, a uma profundidade de até 650μm, enquanto que o revestimento de nitreto de cromo elevou a dureza superficial em até 3,4 vezes e criou um patamar de dureza, acima de 3,0GPa, até uma profundidade de a 775μm. Os resultados dos testes de desgaste por deslizamento indicaram que o aço UBC nitretado a plasma tiveram um melhor desempenho em relação ao desgaste com carga normal de 30N, reduzindo em 53,2% a profundidade da trilha no teste de desgaste de 1600m e em 11,0% no teste de 5800m, estando esta diferença associada ao término da camada de compostos na superfície de desgaste por volta de 1000m de deslizamento. Já o aço UBC nitretado + revestimento de nitreto de cromo apresentou uma redução da profundidade da trilha de desgaste de 92,5% e 93,4% nos testes de desgaste realizados com distâncias de deslizamento de 1600 e 5800m respectivamente. Os resultados indicaram um desempenho superior de resistência ao desgaste por deslizamento do sistema duplex em relação ao aço UBC somente nitretado a plasma e ao aço UBC não modificado superficialmente. In this work the tribological properties of IF steels were studied in three systems: the substrate - IF steel niobium stabilized; IF steel surface modified by plasma nitriding process in triode configuration (temperature of 500ºC for 6 hours); and a sequential duplex process (plasma nitrided IF steel in triode configuration at the temperature of 500°C for 6 hours, followed by coating of chromium nitride film by deposition process at a temperature in the range of 380 to 420°C and deposition time of 6 hours and 30 minutes). The studied systems were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, micro-indentation and 2 and 3D profilometry. The systems were submitted to the dry sliding wear test in sphere on disc configuration. Three normal loads (5, 15 and 30N) and sliding distance of 1600 and 5800m were used. Partial tests with 50 and 200m were performed. The radius of the track used for the wear test was 7mm, and 380rpm, which corresponded to a tangential velocity of 0.229m/s. It was found that the process of plasma surface modification altered the surface morphology of IF steel by introducing a first layer of compounds (εFe2–3N e γ′-Fe4N) followed by a zone of nitrides precipitates in the form of large needles (γ′-Fe4N e CCC α-Fe) and by a zone of precipitates of α″-Fe16N2 in the form of small needles in the ferritic matrix. The process of chromium nitride film deposition, in addition to creating a layer of 7.75μm thickness, altered the nitrogen diffusion, so that the thickness of the layer of compounds was presented with irregular thickness in addition to being observed a refining the large and small needles nitrites precipitated. The Instrumented microhardness tests performed in the cross-section of the materials in the three systems studied indicated that the plasma nitriding process increased up to twice the hardness of the UBC steel to a depth of up to 650μm, whereas the chromium nitride coating increased surface hardness by up to 3.4 times and created a hardness plateau above 3.0GPa to a depth of approximately 800μm. The sliding wear results have shown that UBC plasma-treated steel had a better wear performance with normal load of 30N, reducing the track depth by 53.2% in the 1600m wear test and in 11, 0% in the 5800m test, this difference being associated with the end of the layer of compounds on the wear track surface around 1000m of sliding. On the other hand, the IF nitrided steel + chrome nitride coating showed a reduction of 92.5% and 93.4% wear track depth in sliding distances of 1600 and 5800m respectively. The results indicated a much superior performance of the duplex system compared to only nitrided and unmodified IF.

Por uma escolha política e economicamente pragmática, o Brasil optou por desenvolver a telefonia celular, com intenção de abreviar uma etapa de desenvolvimento. Tomada a decisão, a implantação foi feita num ritmo explosivo a partir da década de 1990, com instalação de dezenas de milhares de estações. Apesar da disparidade de custo entre os sistemas eletrônicos e as obras civis, pouco se investiu na engenharia estrutural envolvida, resultando em projetos e construções realizados com metodologia duvidosa e na herança de uma grande quantidade de problemas estruturais. Represada por considerações de ordem ambiental e estética, a instalação indiscriminada de torres, vive-se uma nova demanda para a engenharia estrutural na análise do aproveitamento dos locais existentes para suporte de novas cargas. Nesse sentido, o que se observa, via de regra, são estruturas compostas apenas de um poste em balanço de análise enganosamente simples. O que se esquece, quase sempre, é a extraordinária esbelteza desses elementos, que ao engenheiro deveria sugerir a imediata necessidade de considerar a não-linearidade geométrica forçosamente existente. Além disso, o carregamento mais importante e dominante é o do vento, de características eminentemente dinâmicas e aleatórias, desaconselhando análises estáticas ou dinâmicas determinísticas, preconizadas em Normas. Assim que, o objetivo deste trabalho é avaliar a influência da rigidez geométrica na resposta dinâmica de estruturas esbeltas sujeitas à excitação de vento. Para tanto, foi desenvolvido um modelo matemático simplificado, com características dinâmicas estabelecidas por uma técnica tipo Rayleigh, que evidencia a presença significativa da não-linearidade geométrica devida à esbelteza das peças. Para a validação dos resultados teóricos foi realizado um conjunto de ensaios dinâmicos em laboratório com modelos de barras e monitorada uma estrutura real em campo. A formulação proposta também foi aferida por métodos analíticos e numéricos como a solução de Euler para a carga crítica de flambagem e o Método dos Elementos Finitos. Os resultados obtidos validaram a proposta para o cálculo da freqüência fundamental de vibração de estruturas em balanço. A influência da rigidez geométrica na resposta das estruturas sob ação de vento foi também avaliada por meio de cálculos comparativos utilizando os modelos preconizados pela norma brasileira. Verificou-se que, dependendo das cargas existentes, a consideração da rigidez geométrica pode ter significativo efeito redutor na capacidade de os postes de telecomunicações possuírem área de exposição ao vento para a instalação de antenas. Due to a politically and economically pragmatic decision, Brazil has chosen to intensely develop its cellular phone system, in order to bypass a stage of development. Once the decision has been taken, implementation was set in an explosive pace in the 1990s decade by installing tens of thousands of stations. As the electronic systems are usually more expensive than the civil constructions, very little has been invested on the involved structural engineering, resulting in designs and constructions done with doubtful methodologies and in the heritage of great amounts of structural problems. Impounded by esthetical and environmental considerations, the indiscriminate installation of towers occurs. Thus, there is a new demand for the structural engineering in the analysis of the utilization of existing installation sites for bearing new loads. In this manner, what it can usually be observed are structures composed of just one cantilever pole of misleading simple analysis. What it is quite often ignored is the extraordinary slenderness of these elements, which should suggest to the designer the immediately necessity to consider the intrinsic existing geometric nonlinearity. Moreover, the wind is the most important and dominant load, of dynamic and random nature, misadvising either static or deterministic dynamic analysis, usually recommended by Codes and Standards. In doing so, the objective of this thesis is to evaluate the influence of the geometric stiffness on the dynamic response of slender structures subjected to wind excitation. As a first step, a simplified analytical model was developed, with dynamic characteristics established by a Rayleigh type technique, which enhances the intrinsic existing geometric nonlinearity due to the slenderness of the elements. As a second step, for validating the theoretically obtained results, a series of dynamic tests was carried out in laboratory, using models of cantilever bars, and a real structure was monitored in the field. The proposed analytical model was also checked by other analytical and numerical methods, such as the Eulers solution for the critical buckling load and the Finite Element Method. The influence of the geometric stiffness in the structure response to wind loads was also evaluated by comparative calculations among the different models recommended by the Brazilian Wind Code. It was verified that, depending on the existing loads, the consideration of geometric stiffness can have significant reductive effect on the capacity of the telecommunication poles have exposition area to wind for installation of antennas.