[pt] Em terrenos acidentados é crítico para robôs móveis manter uma adequada tração nas rodas, pois um excessivo deslizamento das mesmas pode fazer o robô capotar ou desviar da rota desejada. Também, se uma força excessiva é aplicada sobre uma região do terreno, pode levar o mesmo a ceder deixando as rodas presas. Para se evitar os problemas acima citados e ainda otimizar o consumo de energia em terrenos planos, a presente dissertação desenvolveu um controle de tração para terrenos acidentados com o intuito de aplicá- lo ao Robô Ambiental Híbrido (RAH) da Petrobrás. O RAH é um robô móvel anfíbio que está em fase de desenvolvimento no Laboratório de Robótica do CENPES (Petrobras), que poderá ser comandado por um operador ou se deslocar autonomamente. Esse robô faz parte do projeto Cognitus, braço tecnológico do projeto Piatam (Potenciais Impactos e Riscos Ambientais da Indústria de Óleo e Gás na Amazônia), e será aplicado na monitoração e coleta de dados do meio ambiente de dois gasodutos da Petrobrás na região Amazônica, o gasoduto Urucu (AM)- Porto Velho (RO) e o gasoduto Coari (AM) - Manaus (AM). A técnica de controle de tração de veículos robóticos em terrenos acidentados desenvolvida visa controlar a velocidade ao mesmo tempo em que garante a estabilidade dinâmica, não deslizamento das rodas, evita a saturação dos motores, e em certas condições ainda permite minimizar a potência requerida através do conhecimento dos ângulos de contato entre as rodas e o terreno. Foram feitas duas modelagens independentes, uma considerando a suspensão do robô flexível e a outra considerando o veículo robótico como um corpo rígido, sendo ambas para o caso plano (2D).Foram realizadas simulações em terrenos suaves e acidentados, as quais comprovaram a eficácia das técnicas de controle propostas. / [en] Abstract Silva, Alexandre F. Barral Silva; Meggiolaro, Marco Antonio. Traction Control to Mobile Robotic Systems in Rough Terrain. Rio de Janeiro, 2004. 194 p. MSc. Thesis - Departamento de Engenharia Mecânica, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro. In rough terrain it is critical for mobile robots to maintain adequate wheel traction, because excessive sliding could cause the robot to roll over or deviate from its intended path. Also, if an excessive force is applied onto the terrain, the soil may fail and trap the robot wheels. To avoid these problems, and also minimize the power consumption on even terrain, the present work develops a rough terrain traction control to be applied to the Hybrid Environmental Robot (HER) from Petrobras. The HER is an amphibious mobile robot developed by the Robotics Laboratory from CENPES (Petrobras). It can be commanded by an operator or autonomously. This robot is part of the Cognitus Project, technological branch of the Piatam project (Potential Impacts and Environmental Risks of the Oil and Gas Industry in the Amazon). It will be used for monitoring and environmental data collecting along two gas pipelines in the Amazon region, the Urucu (AM) - Porto Velho (RO) and the Coari (AM) - Manaus (AM). The developed traction control of robotic vehicles in rough terrain aims to control the speed at the same time that it guarantees dynamic stability, no slip of the wheels, prevents motor saturation, and under certain conditions it may also allow for the minimization of the required power. This control needs the knowledge of the current state of the robot, including the contact angles between its wheels and the terrain. Two independent 2D models have been proposed, one including the suspension compliance and one considering the robotic vehicle as a rigid body. Simulations have been performed in even and rough terrains, proving the effectiveness of the proposed control techniques.

[pt] Superfícies superanfifóbicas poliméricas tem atraído grande interesse dentro da comunidade científica e da indústria por conseguirem combinar todas as características vantajosas dos polímeros, com propriedades de superfície únicas, como repelência à líquidos e autolimpeza. Uma variedade de polímeros possui potencial de uso em aplicações que requerem superfícies superanfifóbicas, dentre eles a poliamida (PA). Embora a repelência a água possa ser facilmente atingida, a produção de materiais repelentes a óleo é mais difícil por conta de sua baixa tensão superficial. Como qualquer avanço em pesquisa e inovação, o desenvolvimento de superfícies superanfifóbicas poliméricas requer sua caracterização. Uma maneira rápida de caracterizar a superfície superanfifóbica é por meio da medição do ângulo de contato por análise da forma da gota. Apesar dos progressos na computação e nos dispositivos ópticos, o uso de métodos ópticos para uma avaliação acurada, robusta e profunda das propriedades interfaciais ainda é restrito. Assim, o presente trabalho teve duas frentes de desenvolvimento: (i) construir um sistema de análise da forma da gota acessível, versátil e confiável para a avaliação de propriedades superficiais, e (ii) modificar a superfície da poliamida de modo que se obtenha uma superfície superanfifóbica por um método de fabricação/modificação simples e industrialmente viável. Em relação a primeira frente de trabalho, uma solução gratuita e completa para a investigação de gotas, chamada ZeDrop, foi criada. Em relação a segunda frente de trabalho, uma superfície anfifóbica na PA 6 foi alcançada por meio da combinação de uma rugosidade adequada, obtida pela aplicação de um revestimento formado por nanopartículas e ligante polimérico, e de uma baixa energia de superfície, resultante da ativação da superfície por UVO previamente a sua fluorosilanização. / [en] Polymeric superamphiphobic surfaces have attracted great interest within the scientific community and industry because they combine all the advantageous characteristics of polymers with unique surface properties, such as liquid repellency and self-cleaning. A variety of polymers have potential for use in applications that require superamphiphobic surfaces, among them polyamide (PA). Although water repellency can be easily achieved, the production of oil-repellent materials is more difficult due to oil low surface tension. Just like any advance in research and development, progress in polymeric superamphiphobic surfaces requires characterization. A fast way to characterize superamphiphobicity is measuring the contact angle of a drop shape in touch with the surface. Despite advances in computing and optical devices, the use of optical methods for an accurate, robust and in-depth evaluation of interfacial properties is still limited. Thus, the present work had two development fronts: (i) build an accessible, versatile and reliable droplet shape analysis system for the evaluation of surface properties, and (ii) modify the polyamide surface to reach superamphiphobicity by a simple and industrially viable fabrication/modification method. Regarding the first work front, a free and complete solution for drop research, called ZeDrop, was created. Regarding the second work front, an amphiphobic surface on PA 6 was achieved by combining an adequate roughness, obtained by the application of a coating formed by nanoparticles and polymeric binder, and a low surface energy, resulting from the activation of the surface by UVO prior to its fluorosilanization.

[pt] Neste trabalho, foram estudadas filmes poliméricos densos formadas por acetato de celulose (AcC) e polihidroxialkanoato de cadeia média PHAmcl, com diferentes concentrações relativas de cada polímero. Os filmes de PHAmcl/DAC foram preparadas a partir de soluções poliméricas, diluídas em dimetil cetona, na qual se realiza uma mistura com agitação contínua. Foram preparadas as amostras: AcC puro, PHAmcl puro e seis misturas com concentrações variando de 2 porcento a 12 porcento (m/v) de PHAmcl em AcC. Medidas de calorimetria diferencial exploratória e análise dinâmica mecânica foram realizadas a fim de se conhecer a miscibilidade das blendas formadas A composição química das superfícies desses filmes foi caracterizada utilizando a técnica de espectroscopia de fotoelétrons induzida por raios-X (XPS). A morfologia e as propriedades mecânicas das amostras foram estudadas com o auxílio da microscopia de força atômica (AFM). Observou-se nas misturas um enriquecimento na superfície de PHAmcl e uma alteração da morfologia para toda a superfície com a incorporação de PHAmcl. Foi observada uma diminuição na dureza com o aumento a concentração de PHAmcl no filmes. Os filmes apresentaram miscibilidade até 10 porcento PHAmcl/90porcentoAcC em volume. / [en] In this work, the study of thick films formed by cellulose acetate and medium chain length polyhydroxyalkanotes with different molar concentration of PHB is presented. The films were prepared by polymeric solutions diluted in dimethil ketone with continued agitation. The solvent evaporation occurs on a glass plate in controlled atmosphere of 300 C. Eight samples were prepared: pure AcC and PHAmcl and mixtures with PHAmcl bulk concentrations in the range of 2 to 12 percent (w/v). Differential scanning calorimetry and dynamic mechanical analysis measurements were performed in order to know the samples miscibility. The surface chemical composition of the samples was characterized by X- ray photoelectron spectroscopy (XPS). The morphology and mechanical properties were studied by atomic force microscopy (AFM). PHAmcl surface enrichment and morphology modification of the films were observed on the whole surface with the increasing of PHAmcl. A decrease in the films hardness was observed for increasing PHAmcl bulk concentration. The films were found to be miscible until 10percentPHAmcl/90percentAcC bulk concentration.