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dc.creatorPiazzetta, Gabriela Reis-
dc.date.accessioned2026-02-04T18:29:34Z-
dc.date.available2028-01-07-
dc.date.available2026-02-04T18:29:34Z-
dc.date.issued2025-10-24-
dc.identifier.citationPIAZZETTA, Gabriela Reis. Comportamento tribológico do disco de corte de microtuneladora: uma análise multiescala. 2026. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39329-
dc.description.abstractThe increasing demand for infrastructure projects has driven the use of Trenchless Methods (NDM), which enable the execution of underground interventions with minimal surface impact. Among these methods, microtunneling stands out, where excavation is carried out by Microtunnel Boring Machines (mTBMs) equipped with disc cutters. These tools, manufactured from H13 tool steel, undergo continuous wear throughout the rock excavation process, requiring frequent replacements. The costs associated with the acquisition and replacement of these discs represent a significant portion of project budgets, justifying the study of their wear behavior. Historically, wear prediction tests for drilling tools have been developed without a structured connection to tribology, traditionally analyzed from the perspective of rock abrasiveness. Although various methods have been created to measure this property, the lack of a tribological approach compromises their representativeness, resulting in tests that provide only qualitative data or are disconnected from real excavation conditions. This work proposes a systemic and multiscale approach to investigate the wear and failure mechanisms of Microtunnel Boring Machine (mTBM) disc cutters. Initially, field-worn discs were analyzed in detail using macro and microscopic techniques, microhardness, and X-ray diffractometry, aiming to characterize their failure modes and material removal mechanisms. Complementarily, a new laboratory wear test was developed, employing a universal tribometer configured to simulate the contact and movement between disc cutters and rocks. The objective is to precisely quantify friction and the wear rate, overcoming the limitations of conventional tests. The results are presented in three scientific papers: the first details the characterization of failure modes; the second focuses on the validation of the laboratory method for measuring wear; and the third presents the newly proposed tribological test.pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação de Apoio à Educação, Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (FUNTEF-PR)pt_BR
dc.description.sponsorshipUniversidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsembargoedAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/pt_BR
dc.subjectDesgaste mecânico - Testespt_BR
dc.subjectTestes não-destrutivospt_BR
dc.subjectMicrotúnelpt_BR
dc.subjectFerramentas de cortept_BR
dc.subjectAtritopt_BR
dc.subjectTribologiapt_BR
dc.subjectMicrodurezapt_BR
dc.subjectMáquinas para escavaçãopt_BR
dc.subjectMechanical wear - Testingpt_BR
dc.subjectNon-destructive testingpt_BR
dc.subjectMicrotunnelingpt_BR
dc.subjectCutting toolspt_BR
dc.subjectFrictionpt_BR
dc.subjectTribologypt_BR
dc.subjectMicrohardnesspt_BR
dc.subjectExcavating machinerypt_BR
dc.titleComportamento tribológico do disco de corte de microtuneladora: uma análise multiescalapt_BR
dc.title.alternativeTribological behavior of the microtunneling cutting disc: a multiscale analysispt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.description.resumoA crescente demanda por obras de infraestrutura tem impulsionado o uso de Métodos Não Destrutivos (MND), que permitem a execução de intervenções subterrâneas com menor impacto na superfície. Entre esses métodos, destacam-se os microtúneis, cuja escavação é realizada por microtuneladoras equipadas com discos de corte. Essas ferramentas, fabricadas em aço ferramenta H13, sofrem desgaste contínuo ao longo do processo de escavação em rochas, exigindo substituições frequentes. Os custos associados à aquisição e reposição dos discos representam uma parcela significativa do orçamento das obras, o que justifica o estudo do desgaste dessas peças. Historicamente, os ensaios de previsão de desgaste de ferramentas de perfuração foram desenvolvidos sem uma conexão estruturada com a tribologia, sendo tradicionalmente analisados sob a ótica da abrasividade das rochas. Embora diversos métodos tenham sido criados para medir essa propriedade, a falta de uma abordagem tribológica compromete sua representatividade, resultando em ensaios que fornecem apenas dados qualitativos ou desconectados das condições reais de escavação. Este trabalho propõe uma abordagem sistêmica e multiescala para investigar os mecanismos de desgaste e falha de discos de corte de MicroTunnel Boring Machines (mTBM). Inicialmente, discos desgastados em campo foram analisados detalhadamente por meio de técnicas macro e microscópicas, microdureza e Difratometria de Raios-X, visando caracterizar seus modos de falha e mecanismos de remoção de material. Complementarmente, um novo ensaio de desgaste em laboratório foi desenvolvido, utilizando um tribômetro universal configurado para simular o contato e o movimento entre discos de corte e rochas. O objetivo é quantificar com precisão o atrito e a taxa de desgaste, superando as limitações dos ensaios convencionais. Os resultados são apresentados em três artigos científicos: o primeiro detalha a caracterização dos modos de falha; o segundo foca na validação do método laboratorial para medição do desgaste; e o terceiro apresenta o novo ensaio tribológico proposto.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0001-8585-8441pt_BR
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/4080632471616011pt_BR
dc.contributor.advisor1Pintaúde, Giuseppe-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0001-8215-4481pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/1793127692371314pt_BR
dc.contributor.referee1Silva, Carlos Henrique da-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-2897-4347pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttps://lattes.cnpq.br/6218847264452522pt_BR
dc.contributor.referee2Pintaúde, Giuseppe-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-8215-4481pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttps://lattes.cnpq.br/1793127692371314pt_BR
dc.contributor.referee3Vale, João Luiz do-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0003-4827-2278pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttps://lattes.cnpq.br/7658042992367037pt_BR
dc.contributor.referee4Mello, Jose Daniel Biasoli de-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0001-8912-2132pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/1696467778255755pt_BR
dc.contributor.referee5Moraes, Marcia Marie Maru de-
dc.contributor.referee5IDhttps://orcid.org/0000-0002-6670-0494pt_BR
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/4587111539046369pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiaispt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApt_BR
dc.subject.capesEngenharia Mecânicapt_BR
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