Estrutura curricular

Durante a quadrienal da CAPES (2017-2020), a estrutura curricular do PPGCEM foi revisada para melhor atender às necessidades dos alunos. Em 2017, iniciou-se a reformulação da oferta de disciplinas, adotando regime concentrado ou regular e reduzindo a carga horária das optativas para 2 créditos. Criou-se também a disciplina de Redação de Textos Científicos e Tecnológicos para apoiar a elaboração de artigos e relatórios. Em 2018, uma nova estrutura curricular foi aprovada, consolidando uma única área de concentração, “Materiais”, com cinco linhas de pesquisa: Engenharia de Superfícies, Biomateriais, Energias Renováveis, Materiais Compósitos, Materiais Forenses e Ambientais, e Materiais Nanoestruturados.

Em 2023, o regimento foi atualizado para alinhar-se às diretrizes da CAPES. O sistema de créditos manteve 20 créditos para mestrado (10 obrigatórios) e 40 para doutorado (15 obrigatórios). Por fim, o novo regimento reforça a flexibilidade para os discentes cursarem disciplinas em outros programas da UFPel ou instituições, desde que haja aprovação pelo colegiado.

As disciplinas regulares são classificadas em obrigatórias e optativas. As obrigatórias para mestrado e doutorado são: Ciência dos Materiais I, Docência Orientada, Seminários I e II, Redação de Artigos Científicos e Tecnológicos e Elaboração de dissertação/tese. Já as optativas para mestrandos e doutorandos são: Biomateriais, Bioengenharia Aplicada ao Desenvolvimento de Biomateriais, Ciência dos Materiais II, Estatística Aplicada à Engenharia, Filmes Finos, Gerenciamento de Projetos e Empreendedorismo, Materiais Compósitos, Mecânica da Fratura, Nanocomposites, Nanotecnologia, Patologia da Madeira, Processamento de Materiais, Processamento de Materiais I, Processamento de Materiais II, Simulação Computacional de Materiais, Simulação de Materiais, Técnicas Analíticas em Caracterização de Materiais I, Técnicas Analíticas em Caracterização de Materiais II, Técnicas Analíticas em Caracterização de Materiais III, Técnicas Analíticas em Caracterização de Materiais VI, Tecnologia da Madeira, Termodinâmica e Tribologia. Ao final do ano de 2024, após aprovação no colegiado do PPGCEM, na Câmara de Pós-Graduação e no COCEPE, foram criadas duas disciplinas no programa: Elaboração de Dissertação e Tese em Materiais: disciplina voltada para discentes em fase de elaboração de seus documentos finais de mestrado e doutorado. Essa novidade está associada à carga horária de 4 créditos, que será contabilizada nos históricos acadêmicos dos discentes a partir de sua criação. Nanotecnologia e Aplicações Biológicas: disciplina criada para aplicações práticas dentro do Hub Tecnológico. Seu objetivo é inserir os discentes do PPGCEM em técnicas laboratoriais, como cromatografias, análises térmicas e espectroscopia no infravermelho, de forma prática. As disciplinas optativas poderão ser ofertadas em regime concentrado, mediante aprovação do Colegiado.

Lista de disciplinas ofertadas pelo PPGCEM e suas respectivas ementas:

Bioengenharia Aplicada ao Desenvolvimento de Biomateriais

Código: 1118087 – Créditos: 2
Ementa: Engenharia de tecidos, substitutos biológicos, restauração de órgãos. Fatores indutores (fatores de crescimento), células com capacidade de resposta (células-tronco) e um scaffold (matriz polimérica). Mundo microbiano; morfologia de microrganismos; técnica de biologia molecular; aplicações da microbiologia ao desenvolvimento de biomateriais.

Biomateriais

Código: 1118073 – Créditos: 2
Ementa: Biomateriais: classificação e seleção. Biomateriais como substitutos de tecidos moles e tecidos duros. Materiais para aplicações em sistemas cardiovasculares. Modificação da superfície. Recobrimentos bioativos. Técnicas de caracterização de superfícies. Fisiologia do osso. Interação osso-implante. Avaliação e desempenho biológico de materiais (in vitro e in vivo). Matérias-primas naturais. Polímeros biodegradáveis.

Ciência dos Materiais 1

Código: 1110010 – Créditos: 4
Ementa: Introdução à Ciência dos Materiais. Ligações Químicas. Estrutura Atômica. Estrutura dos Sólidos Cristalinos. Imperfeições em Sólidos. Difusão em Sólidos. Propriedades Mecânicas. Diagramas de Fases. Materiais Cerâmicos. Materiais Poliméricos. Materiais Compósitos.

Elaboração de Dissertação e Tese em Materiais

Código: 22000585 – Créditos: 4
Ementa: Orientação no processo de estruturação e redação de dissertações e teses em ciência dos materiais, abordando metodologias de pesquisa, organização do conteúdo, normas científicas e estratégias para redação técnica e revisão de literatura. Discussão de aspectos fundamentais da construção de capítulos, revisão crítica da literatura, elaboração de figuras e tabelas e submissão para defesa e publicação. Aulas incluem práticas de revisão textual e análise de referências relevantes.

Gestão de Projetos e Empreendedorismo

Código: 1118075 – Créditos: 2
Ementa: Fundamentos de gestão de projetos com foco em planejamento, execução e controle. Ferramentas e metodologias para gerenciamento eficiente de recursos e riscos. Conceitos de empreendedorismo, inovação e criação de negócios. Estratégias para o desenvolvimento de startups e projetos tecnológicos no ambiente acadêmico e industrial.

Materiais Compósitos

Código: 1118076 – Créditos: 2
Ementa: Definições, requisitos, benefícios e limitações. Tipos e estruturas de reforço. Tipos de matrizes. Adesão e interface reforço/matriz. Processamento de materiais compósitos. Comportamento térmico e mecânico. Aplicações.

Mecânica da Fratura

Código: 1118077 – Créditos: 1
Ementa: Tensões e deformações. Princípios gerais da Resistência dos Materiais. Esforços solicitantes. Análise de peças submetidas a esforços simples e combinados. Energia de deformação. Propriedades gerais dos materiais. Estudo das principais causas de falhas em materiais. Revisão de estados de tensões atuantes. Fadiga controlada por tensão e deformação. Contagem de ciclos e acúmulo de danos. Mecânica de fratura linear elástica e elasto-plástica. Curvas R, Integral-J, CTOD. Mecânica de fratura aplicada à fadiga e análise de casos práticos.

Nanocomposites

Código: 22000359 – Créditos: 2
Ementa: Introdução a nanomateriais e nanocompósitos para aplicações avançadas em fabricação, transporte, energia, meio ambiente e embalagem. Nanocompósitos na natureza. Dispersão, mistura de nanopartículas e líquidos, teoria da percolação. Fabricação de nanocompósitos poliméricos e modificação de nanopartículas para funcionalidade controlada. Propriedades mecânicas, elétricas, térmicas e de difusão de gás. Nanofibras. Saúde e segurança de nanocompósitos. Tópicos de pesquisa e avaliações de patentes.

Nanotecnologia

Código: 1118078 – Créditos: 2
Ementa: Fundamentos de nanotecnologia, nanomateriais e suas aplicações. Métodos de síntese e caracterização. Propriedades físico-químicas dos nanomateriais. Aplicações em dispositivos eletrônicos, biomateriais, sensores e catálise.

Nanotecnologia e Aplicações Biológicas

Código: 1118079 – Créditos: 2
Ementa: Aplicação de nanomateriais na área da saúde. Nanopartículas para liberação controlada de fármacos. Nanotecnologia aplicada a diagnósticos biomédicos e terapias avançadas.

Patologia da Madeira

Código: 1118080 – Créditos: 2
Ementa: Principais patologias da madeira. Mecanismos de deterioração e proteção da madeira. Tratamentos químicos e físicos para preservação. Aplicações na construção civil e indústria moveleira.

Processamento de Materiais II

Código: 1118081 – Créditos: 2
Ementa: Processamento avançado de materiais metálicos, cerâmicos, poliméricos e compósitos. Técnicas de fabricação e manufatura. Processos térmicos e mecânicos.

Redação de Textos Científicos e Tecnológicos

Código: 1118082 – Créditos: 2
Ementa: Técnicas de escrita acadêmica e científica. Estruturação de artigos, relatórios e patentes. Ética na publicação científica.

Seminários 1

Código: 1118083 – Créditos: 3
Ementa: Apresentação e discussão de pesquisas em andamento na área de ciência e engenharia de materiais.

Seminários 2

Código: 1118084 – Créditos: 3
Ementa: Continuação da disciplina Seminários 1, com aprofundamento na análise crítica de trabalhos científicos.

Simulação Computacional de Materiais

Código: 1118085 – Créditos: 2
Ementa: Métodos de simulação computacional para estudo de materiais. Modelagem molecular, dinâmica molecular e mecânica estatística.

TACM (Técnicas Analíticas de Caracterização em Materiais) I

Código: 1110011 – Créditos: 2
Ementa:
Unidade 1. Técnicas de Caracterização Morfológica: Microscopia óptica; Microscopia eletrônica de varredura; Microscopia eletrônica de transmissão; Microscopia de força atômica

Unidade 2. Técnicas de Caracterização Química e Estrutural: Espectroscopia na região do Ultra-Violeta/Visível; Espectroscopia na região do Infravermelho; Espectroscopia RAMAN; Florescência de raios X; Difração de raios X

TACM (Técnicas Analíticas de Caracterização em Materiais) II

Código: 1110012 – Créditos: 2
Ementa: Ensaio de Tração; Ensaio de flexão, compressão e dobramento; Ensaio de Dureza e impacto; Ensaio de fadiga; Ensaio de fluência; Avaliação.

TACM (Técnicas Analíticas de Caracterização em Materiais) III

Código: 1110013 – Créditos: 2
Ementa: Fundamentos sobre propriedades térmicas; Tipos de técnicas utilizadas em análises térmicas; Metodologia de medições em Termogravimetria; Coleta de dados em termogravimetria

TACM (Técnicas Analíticas de Caracterização em Materiais) IV

Código: 0950055 – Créditos: 2
Ementa: Amostragem e preservação da amostra, amostras representativas, tipos de amostras: amostras compostas, amostras individuais, amostras integradas. Preparação de amostras: Métodos de decomposição de amostras por via úmida, envolvendo sistemas abertos e fechados com aquecimento convencional e micro-ondas; combustão em sistemas abertos via seca e via seca a baixa temperatura e preparação de amostras via fusão.

Tecnologia da Madeira

Código: 1110170 – Créditos: 2
Ementa: Definir conceitos de anatomia da madeira. Estrutura Anatômica da Madeira de Coníferas e Folhosas. Normas técnicas de ensaios físicos e mecânicos da madeira. Propriedades Físicas. Influência das propriedades físicas na utilização da madeira. Propriedades Mecânicas (Ensaios mecânicos com espécies comerciais). Aspectos de qualidade para os principais usos da madeira. Madeiras para produção de painéis, celulose, móveis, energia. Caracterização de defeitos na madeira e Normas de classificação da madeira.

Termodinâmica

Código: 1110171 – Créditos: 2
Ementa: Termodinâmica dos sólidos: Equilíbrio de fases em sistemas sólido-líquido e sólido. Diagramas de equilíbrio estruturas compósitos e ligas. Cinética dos processos de mudança de fase. Reações no estado sólido. Difusão em sólidos. Reações de oxi-redução. Tipos de Interfaces. Solidificação, metais puros e de ligas. Termodinâmica computacional.

Tribologia

Código: 22000325 – Créditos: 2
Ementa: Tornar o aluno capaz de compreender a natureza física do atrito e suas consequências. Compreender a definição de desgaste, seus mecanismos e as formas de controle associadas a esses. Compreender os princípios do projeto para desgaste zero. Entender os diversos tipos de lubrificação e lubrificantes, tornando-o apto a selecionar, especificar e qualificar os principais tipos de lubrificantes empregados na indústria.