Meu trabalho acadêmico

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Visão geral do meu trabalho acadêmico

Toda a minha carreira foi desenvolvida dentro da academia. Eu sou apaixonado pela ciência, acredito que a tecnologia existe principalmente para tornar a vida humana mais confortável (sem necessariamente causar desconforto ao meio ambiente), and agora eu vejo que a pesquisa e a educação são as melhores maneiras de eu contribuir para a Engenharia.

Com a ajuda dos meus supervisores, colegas e professores, meu trabalho se baseia em dois princípios básicos.

Primeiro, meus esforços de pesquisa estão focados no uso da termodinâmica em sistemas inovadores de produção de frio. A necessidade de refrigeração não pode ser questionada, mas ao mesmo tempo o mercado e regulações pressionam por sistemas eficientes e de baixo impacto ambiental. Meu trabalho atualmente tenta unificar esses pontos, enfatizando princípios básicos na busca de sistemas alternativos.

Segundo, eu acredito fortemente que a interdisciplinaridade é a chave para inovação tecnológica. Eu sou Engenheiro Mecânico por formação, mas durante meu mestrado usei conceitos da Engenharia Química para criar modelos de misturas aplicados a sistemas de refrigeração. Agora, no meu doutroado, eu me dedido ao estudo de Eletromagnetismo e Projeto de Ímãs Permanentes, com alguns resultados interessantes. Para enfatizar: uma das minhas maiores qualidades é ter uma mente aberta e estar disposto a aprender coisas novas, e acho que isso é um requisito necessário para uma carreira científica de sucesso.

Educação

  • 2006-2011:Graduação em Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis
  • 2012-2014: Mestrado em Engenharia Mecânica
    Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis

    • Dissertação: Análise experimental e teórica da formação de espuma em misturas óleo-refrigerantePDF
    • Orientador: Prof. Jader R. Barbosa Jr.
    • Resumo: Na maioria dos sistemas de refrigeração por compressão de vapor, principalmente onde o controle da capacidade é efetuado pela ciclagem do compressor hermético, óleo lubrificante é necessário no compressor. Durante os períodos de repouso, refrigerante proveniente das partes de alta pressão é absorvido pelo óleo do cárter. Com a partida do motor elétrico e a rápida despressurização do ambiente interno do compressor, a mistura óleo-refrigerante no cárter se torna super-saturada, o que ocasiona o desprendimento do refrigerante por cavitação e a formação de espuma. A entrada de líquido da espuma na câmara de compressão deve ser evitada para não por em risco a integridade do sistema de válvulas e minimizar o transporte indesejável de óleo do cárter para os outros componentes do ciclo. Nesta dissertação é realizada uma avaliação experimental do desprendimento de refrigerante levando à formação de espuma em misturas de óleo poliol éster ISO 10 e refrigerantes 134a e 1234yf sob condições controladas. Uma bancada experimental foi projetada e construída para permitir a medição da taxa de despressurização, altura da camada de espuma e fluxo de massa resultante da expansão do gás e da dessorção do refrigerante a partir da mistura super-saturada. Dados quantitativos subsidiados por sequências de imagens a alta velocidade permitiram a identificação dos principais mecanismos físicos associados a esse problema. Os resultados experimentais foram explorados em função das condições dos testes (temperatura e fração mássica inicial), mostrando que existem dois regimes característicos para esse fenômeno: uma etapa de crescimento seguida de uma etapa de drenagem, e que a altura da camada de espuma é inversamente proporcional à temperatura. Um modelo matemático integral foi proposto e validado a partir de dados experimentais, apresentando boa concordância (desvios inferiores a 20 %) quando os parâmetros empíricos foram ajustados especificamente para cada condição experimental.
  • 2014- : Doutorado em Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis
    • Título provisório Projeto integrado do conjunto ímã-regenerador para um refrigerador magnético
    • Orientador: Prof. Jader R. Barbosa Jr.
    • Co-orientador: Dr. Jaime A. Lozano
    • Resumo (como publicado no meu Exame de Qualificação):
    • Sistemas de refrigeração doméstica usam em sua maioria ciclos de compressão mecânica de
      vapor devido à sua alta performance. Entretanto, o uso de fluidos refrigerantes que podem ser tóxicos ou inflamáveis (no caso de alguns fluidos naturais), ou danosos à camada de ozônio ou ao efeito estufa (como acontece com fluidos sintéticos) é uma grande desvantagem desse tipo de sistema, tornando-a um objeto de regulação crescente nos mercados internacionais. Uma das alternativas propostas é a refrigeração magnética, que usa a propriedade de materiais magnetocalóricos de elevarem a sua temperatura quando magnetizados, fato
      que pode ser usado na construção de um ciclo regenerativo para refrigeração. Tais ciclos possuem menor grau de irreversibilidades termodinâmicas que ciclos de compressão de vapor e usam apenas um refrigerante sólido à base de ligas de elementos terras-raras e/ou metais de transição e um fluido de trabalho para transferência de calor à base d’água, substâncias neutras ao ambiente. Desde a década de 1970, diversas configurações e protótipos de refrigeradores magnéticos têm sido propostos, mas a revisão da literatura mostra que nenhum trabalho publicado consegue atingir o ponto de operação de 60 W de capacidade de
      refrigeração e 20 K para a diferença de temperaturas entre os reservatórios, valores típicos para um sistema de baixa capacidade, e.g. um resfriador tipo wine cooler. Esta proposta de Tese de Doutorado busca preencher essa lacuna por meio da integração e otimização dos melhores projetos disponíveis de circuitos magnéticos de ímãs permanentes (que geram o campo magnético necessário para o efeito magnetocalórico) e de regeneradores magnéticos ativos (onde ocorrem as interações termo-hidráulicas). Como primeiro resultado, um modelo analítico para o campo magnético gerado entre dois ímãs cilíndricos concêntricos e infinitos (baseado em trabalhos anteriores da literatura) é apresentado, e as expressões obtidas podem ser aplicadas em métodos de otimização e combinadas com modelos para regeneradores magnéticos ativos. Acredita-se que esta geometria possa gerar campos magnéticos altos o suficiente para provocar o efeito magnetocalórico desejado, e que o estudo cuidadoso dos regeneradores possa diminuir as trocas residuais de calor que tendem a consumir a capacidade de refrigeração. Os resultados obtidos na tese aqui proposta serão de grande utilidade em um projeto global de um refrigerador magnético, que está sendo executado por pesquisadores e estudantes no grupo de pesquisa do presente autor.

Interesses de pesquisa

  • Refrigeração Magnética
  • Termodinâmica de Sistemas Magnéticos
  • Termodinâmica de misturas
  • Regeneradores térmicos

Habilidades

  • Unix: uso de terminais and shells (incluindo em Windows)
  • Programação em Python:
    • Computação numérica com NumPy/pandas
    • Criação de gráficos em matplotlib
    • Computação matemática simbólica com SymPy
    • Computação científica interativa com Jupyter
  • Escrita de documentos científicos em LaTeX
  • Outra habilidades computacionais:
    • MATLAB
    • Mathematica
  • Experiência com projeto/montagem de bancadas experimentais de sistemas térmicos
  • Experiência em simulação numérica em Elementos Finitos (COMSOL) e Volumes Finitos (Ansys)

Confira meu GitHub para exemplos de minhas habilidades computacionais.

Idiomas

  • Inglês (leitura, escrita, fala, audição)
  • German (leitura, fala, audição)

Experiências internationais

  • 2009-2011: Estudante de intercâmbio Erasmus Mundus na Universidade do Porto, Porto, Portugal
  • 2011-2012: Estágio Obrigatório no Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Karlsruhe (Alemanha)
    • Atividades: criação de rotinas de simulação de sistemas de refrigeração usando Visual Basic for Applications

Publicações

Veja minhas publicações aqui

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