Devido ao alto custo dos estudos referentes à análise dos efeitos causados pelo aquecimento em elementos estruturais integrantes de uma estrutura completa, em função da complexidade de instalações e equipamentos necessários para ensaios experimentais desse gênero, esse tipo de pesquisa ainda é escasso no Brasil e no mundo. Uma alternativa consiste no uso de simulações computacionais, que permitem analisar o suposto comportamento do fogo durante um incêndio, testar hipóteses acerca das causas e estimar fluxos de temperatura e particulados. Porém, dada a incerteza acerca da precisão e acurácia dessas ferramentas de simulação para representar situações reais, sua validade é muitas vezes questionada. Cabe, portanto, analisar a eficiência das mesmas através do uso de estudos de caso, contexto no qual se enquadra o presente trabalho. No mesmo se buscou reproduzir, usando uma das ferramentas de simulação computacional mais modernas, o software “Fire Dynamics Simulator”, do NIST, um incêndio ocorrido em uma estrutura real. O caso escolhido foi o incêndio no Shopping Total, em Porto Alegre-RS, em função da disponibilidade de dados acerca de danos e estimativas de temperaturas atingidas em diferentes locais, derivados de uma inspeção detalhada efetuada após o sinistro, com o objetivo de reconstruir a dinâmica do mesmo e identificar os elementos deteriorados. O trabalho discute as dificuldades envolvidas no processo de geração de um modelo capaz de representar adequadamente o incêndio. Após a reprodução da arquitetura da estrutura, foi necessário testar vários cenários, usando formas distintas de ignição e representação da carga de incêndio e ajustando as propriedades dos materiais de forma a reproduzir as características reais do sinistro. Após o ajuste da dinâmica de incêndio, se efetuou um estudo comparativo das curvas de temperatura atuantes em alguns elementos de interesse, estimadas pela simulação, e indícios obtidos por ensaios de amostras coletadas após o incêndio. Os resultados obtidos indicam que as ferramentas de simulação são promissoras, mas que é necessário investir na formação de bancos de dados mais amplos e precisos sobre as características dos materiais encontrados nas edificações, para poder fornecer aos programas informações sobre comportamento de ignição e propriedades em temperatura ambiente e sob aquecimento. Ficou evidente que a introdução de estratégias para consideração do fenômeno de deterioração brusca dos materiais por spalling é fundamental para que se possa reproduzir a dinâmica de alguns incêndios reais. Com os ajustes e adaptações efetuados foi possível ter uma boa aproximação do comportamento registrado na estrutura real através da simulação numérica. Esta pesquisa foi desenvolvida junto ao Centro Nacional de Supercomputação da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. / Due to the high cost of studies concerning the analysis of the effects caused by heating in structural members of a complete structure, arising from the complexity of facilities and equipment required for experimental tests of this kind, this kind of research is still scarce in Brazil and worldwide. As an alternative it is possible to use computational simulations that enable fire behavior analysis during a fire as well as testing different hypothesis for their causes and estimated temperature and particulate flows. However, there is still a lot of uncertainty about the performance of such simulation tools to represent real situations, and their validity is often questionable. Thus, it is necessary to analyze their efficiency through the use of case studies, context in which this study fits. This study attempted to represent, using one of the most modern tools of computer simulation, the software "Fire Dynamics Simulator, " NIST, a fire occurred in an real structure. The case chosen was the real fire that occurred at the Shopping Total, in Porto Alegre, RS, due to availability of data about damage and estimates of temperatures reached in different locations, obtained from a detailed inspection that was conducted in the building after the fire occurrence, in order to reconstruct the dynamics of the fire and identify the damaged elements. This dissertation discusses the difficulties involved in the generation of a model capable of adequately representing the fire. After reproducing the building structure, it was necessary to test several fire scenes using different forms of ignition and representation of the fire load and adjusting the material properties to reproduce the real fire characteristics. After adjusting the dynamics of the fire, was then conducted a comparative study of the temperature curves acting on the targeted structural elements, estimated by simulation, and evidence obtained by testing samples collected after the fire. The results indicated that the simulation tools are promising, but it is necessary to invest in the formation of larger databases and precise about the characteristics of the materials found in buildings in order to provide information to programs about ignition behavior and properties at room temperature and under heating. It was evident that the introduction of strategies for consideration by the sharp deterioration of materials by spalling is essential to reproduce the dynamics of some real fires. With the adjustments and adaptations made was possible to have a good approximation of the real structural behavior recorded by numerical simulation. This research was developed at the National Center of Supercomputing from the Federal University of Rio Grande do Sul.

A avaliação de uma estrutura danificada por incêndios usualmente inicia por observações visuais do concreto, incluindo sua mudança de cor. A mudança de cor observada no concreto exposto a altas temperaturas persiste após seu resfriamento, constituindo-se em uma ferramenta importante para uma avaliação preliminar do nível de deterioração do concreto, pois essas mudanças podem ser relacionadas com as temperaturas as quais o mesmo foi exposto. Com o objetivo de avaliar as mudanças de cor e a degradação térmica de concretos potencialmente encontrados em estruturas no estado, foram estudados concretos de resistência convencional, moldados com materiais usualmente empregados no RS. Foram utilizadas três relações água/cimento, empregando-se o cimento CPIV, agregado graúdo granítico e basáltico. Os espécimes moldados foram submetidos às temperaturas de 200°C, 400°C, 600°C e 900°C, utilizando-se como base uma taxa de aquecimento baseada na curva padrão “Temperatura-Tempo”. Após o aquecimento, os espécimes foram resfriados lentamente, no interior do forno, e bruscamente, com aspersão de água. A degradação térmica do concreto foi avaliada através de ensaios de resistência à compressão, módulo de elasticidade e ultra-som. Para a avaliação das mudanças de cor foi utilizada metodologia colorimétrica, método mais consistente do que uma avaliação visual subjetiva. Observou-se queda de resistência à compressão e do módulo de elasticidade do concreto, conforme o aumento da temperatura de exposição. O ensaio de ultra-som mostrou-se bastante efetivo para detectar micro-fissuração do concreto, apresentando fatores de redução da velocidade de propagação mais semelhantes aos fatores de redução do módulo de elasticidade do que da resistência à compressão, mostrando a sensibilidade e potencialidade do método. As maiores diferenças colorimétricas foram obtidas nos concretos expostos às temperaturas mais altas, acima de 600°C, cujos níveis de percepção podem ser classificados como facilmente distinguíveis e muito grandes, o que pôde ser confirmado pela análise visual dos concretos, na qual foi observado o surgimento de uma cor amarelada. Considera-se, portanto, viável a identificação dos níveis de temperatura de exposição do concreto através das diferenças colorimétricas, especialmente para altas temperaturas de exposição, e, portanto, de maior interesse, já que levam a níveis de degradação mais acentuados. / The assessment of fire damaged concrete structures usually starts with visual observation of concrete, including his color change. The observed color change in high temperatures exposed concrete remains after cooling, consisting in a important tool for a preliminar assessment of concrete deterioration degree, therefore this changes could be related with the exposed temperatures. With the objective of assessing the color changes and thermal degradation of concretes potentially finding out in state’s structures, it was studied in this work normal-strength concretes made with materials usually finding in RS state. The concretes were made with three w/c ratio, with Pozzolanic cement (CPIV), granitic e basaltic coarse aggregate. The molded specimens were subjected to temperatures of 200°C, 400°C, 600°C e 900°C, with utilization of the standard fire curve (ISO 834). After heating, the specimens were allowed to a slow cool in the furnace, and quickly with water spread. The concrete thermal degradation was assessed with compressive strength test, elasticity modulus and pulse velocity measurements. The color changes was assessed by colorimetric methodology, a more consistent method than a subjective visual assessment. It was observed concrete loss of compressive strength and elasticity modulus with de increment of the exposure temperature. The pulse velocity test showed itself as a very effective for detecting concrete micro-cracks, showing reducing factors, as exposure temperature, more likely the elasticity modulus reducing factors than the compressive strength, indicating method sensibility and potentiality. The larger colorimetric differences were obtained on concretes exposed at higher temperatures, above 600°C, witch perceptions levels can be confirmed by concretes visual analyses, where was observed the appeared of a buff color. Can be consider, thus, viable to make the identification of concrete exposed temperatures levels through colorimetric differences, specially for higher exposure temperatures, end, thus, of major interest, since they conduce to more accentuated degradation levels.

O processamento com pulsos de laser é uma técnica que possibilita o aquecimento de amostras a milhares de kelvins com extrema rapidez. Esta técnica, aliada ao confinamento de amostras submetidas a altas pressões, em urna configuração que possibilita o resfriamento ultrarrápido da amostra, permite explorar formas metaestáveis que possam se formar em condições extremas de pressão e temperatura. Lenz et al. mostraram que o processamento com pulsos de laser de filmes de carbono amorfo depositados sobre substrato de cobre, sob certas condições de pressão e temperatura, resultava na formação de um material com um espectro Raman bem definido. Apesar da semelhança do espectro Raman da espécie produzida nestes processamentos com o do poliacetileno, não foi identificada a fonte de hidrogênio para que esta fase pudesse se formar. Adicionalmente os processamentos com pulsos de laser geravam temperaturas muito acima do limite de estabilidade conhecidos para o poliacetileno. Essas questões levaram à suposição de que a espécie formada não seria poliacetileno, mas uma fase carbonácea desconhecida. Neste trabalho são apresentadas evidências que permitem a identificação positiva do poliacetileno como principal produto decorrente do processamento com pulsos de laser de filmes de carbono amorfo sobre substrato de cobre em ambiente confinado. O arranjo experimental, inicialmente desenvolvido por Lenz et al.. foi aperfeiçoado de modo a permitir um controle preciso dos parâmetros de processamento, bem como dos contaminantes, principalmente de umidade. presentes rias amostras e ria célula de pressão. O dispositivo experimental permitiu determinar a temperatura durante o processamento ajustando-se uma curva de Planck ao espectro da radiação térmica emitida pela amostra. Esse procedimento foi validado por meio da medida da temperatura de fusão da platina e do tungstênio. Este dispositivo permitiu processar com pulsos de laser amostras confinadas sob pressões e temperaturas de até 3 GPa e 5500 K, respectivamente. Por meio dele foi possível demonstrar a formação de poliacetileno entre 0,6 GPa e 1,1 GPa, e 1400 K a 2600 K. Além disso, observou-se urna forte dependência da formação de poliacetileno com a umidade presente no substrato. A contaminação com água foi identificada como principal fonte de hidrogênio necessária para a formação de poliacetileno. Experimentos realizados utilizando-se diferentes precursores orgânicos mostraram a influência da proporção C:H sobre os produtos do processamento com pulsos de laser. O confinamento de filmes finos no interior da célula de alta pressão com bigornas de safira proporcionou as condições para se obter taxas de resfriamento superiores a 1011 K/s. Estas taxas ultrarrápidas reduzem o tempo disponível para a difusão do hidrogênio para fora do sistema, o que torna possível explorar a produção e a estabilidade de espécies ricas em hidrogênio formadas no gás quente e denso confinado sob pressão gerado por pulsos de laser. Isto permitiu demonstrar experimentalmente que cadeias de poliacetileno são estáveis a alta temperatura, em um ambiente rico em hidrogênio, contrariando estudos anteriores. / Processing with laser pulses is a technique that allows heating of samples to thousands of kelvins extremely quickly. The pulsed laser heating of confined samples followed by ultrafast cooling constitutes an interesting route to explore the production of new phases and compounds. Indeed, in some cases the ultrafast cooling allows retaining at ambient conditions species that were produced under extreme conditions. Lenz et al. showed that processing with laser pulses of amorphous carbon films deposited on copper substrate under certain conditions of pressure and temperature resulted in the forrnation of a material with a fingerprint Raman spectra. Despite the similarity of the Raman spectrum of the species produced in this process with that of polyacetylene, the source of hydrogen for the production of this phase was not identified. In addition, the processing with laser pulses generates temperatures well above the stability limit of polyacetylene. These arguments led to the assumption that the species formed would not be polyacetylene, but an unknown carbonaceous phase. In this work, further evidentes are presented that allow a positive identification of polyacetylene as the main product of pulsed laser heating of carbon films in a confined environment in the presence of hydrogen. The experimental setup. first developed by Lenz et al. has been improved to allows a precise control of processing parameters, and contaminants, especially humidity, present in samples and pressure cell. The experimental setup allowed us to determine peak temperature, in situ, by fitting a Planck curve to the measured spectrum of thermal radiation emitted by the sample. The procedure for the measurement of peak temperature was validated by measuring the melting point of platinum and tungsten. This device allowed processing samples with laser pulses confined under pressures and temperatures of up to 3 GPa and 5500 K, respectively. It was possible to demonstrate the formation of polyacetylene between 0.6 GPa and 1.1 GPa and between 1400 K to 2600 K. In addition, we observed a strong dependente of the formation of polyacetylene with humidity present in the substrate. The water contamination was identified as the rnain source of hydrogen required for the formation of poliacetylene. Experiments carried out using different organic precursors showed that the products depend on the ratio C:H. The confinement of thin film samples inside the high-pressure cell provided quenching rates estimated to be around 1011 K/s. This fast cooling considerably reduces the time available for hydrogen diffusion out of the system, thus making it possible to quench hydrogen rich species formed in the hot, dense gas confined under high pressure and generated by the high power density, nanosecond laser pulse. This allowed to demonstrate experimentally that polyacetylene chains are stable at high temperature in a hydrogen rich environment, contrarily to previous studies.

O óxido de zircônio (ZrO2) é um material cerâmico amplamente estudado devido as suas propriedades mecânicas e elétricas, que permitem diversas aplicações. Com o advento da nanotecnologia, tem sido realizadas pesquisas envolvendo a melhora de tais propriedades a partir da produção de compósitos nanoestruturados. A utilização de nanotubos de carbono (NTC) como reforço em matrizes cerâmicas é uma possibilidade interessante devido as suas características como elevado módulo elástico e morfologia. Entretanto, estudos que envolvem a síntese de compósitos de ZrO2 com NTC pelo método sol-gel ainda são bastante escassos. Com o objetivo de preencher esta lacuna, neste trabalho, produzimos e caracterizamos um material híbrido constituído por nanotubos de carbono de múltiplas paredes (NTCMPs) incorporados em matrizes cerâmicas de ZrO2, utilizando o método sol-gel para a produção dos pós e a técnica de alta pressão/alta temperatura, para a produção dos compactos. Inicialmente, foi definida uma síntese sol-gel para a ZrO2, a partir da literatura. Para a produção do material híbrido, foi necessário dispersar os NTC em meio aquoso e devido ao caráter hidrofóbico destes, a sua dispersão apresentou uma dificuldade adicional à síntese. Por isto, neste trabalho, também desenvolvemos uma síntese sol-gel na qual utilizamos surfactantes que atuam como agentes dispersantes dos NTCMPs, permitindo a obtenção de compósitos híbridos homogêneos com quantidades de NTCMPs, que variam de 0,003 a 5 % em massa. A secagem do gel ocorreu em temperatura ambiente durante uma semana. Os pós obtidos foram tratados em temperaturas de 300 oC e 500 oC por 2 h, com o intuito de eliminar os componentes orgânicos da síntese. A compactação dos pós foi realizada com a utilização de câmaras de alta pressão do tipo toroidal acopladas a uma prensa hidráulica de 1000 tonf. Dois procedimentos diferentes foram utilizados: aplicação de 7,7 GPa por 5 min em temperatura ambiente (TA) e aplicação de 6,0 GPa em 500 oC por 10 min. Tanto os pós, como os compactos foram analisados por DRX, FTIR, MET e MEV. No caso dos compactos medimos ainda densidade (picnometria), dureza e tenacidade à fratura utilizando um microdurômetro Vickers. Os pós calcinados em 500 oC cristalizaram na fase tetragonal, com tamanho médio de grão de 21 ± 3 nm. Para estas amostras cristalinas, as imagens de MET sugerem uma interação mais efetiva entre os NTCMPs e a matriz de ZrO2. Para os compactos obtidos em 7,7 GPa em TA, a densidade da ZrO2 pura tetragonal foi de 4,8 ± 0,08 g/cm3 e para a ZrO2 contendo 5% de NTCMPs foi de 5,24 ± 0,1 g/cm3, enquanto que para a dureza Vickers os valores foram de 2,41 ± 0,59 GPa e de 4,19 ± 0,52 GPa, respectivamente. No caso dos compactos obtidos em 6,0 GPa e temperatura de 500 oC por 10 min, os valores medidos para a densidade, microdureza Vickers e tenacidade à fratura da ZrO2 pura foram de 5,25 ± 0,05 g/cm3, 8,04 ± 0,59 GPa e 1,95 ± 0,6 MPa.m1/2, respectivamente. Enquanto que para o híbrido contendo 5 % de NTCMPs, os valores foram de 5,37 ± 0,10 g/cm3, 9,08 ± 0,30 GPa e 3,81 ± 0,37 MPa.m1/2, respectivamente. Entretanto, os melhores valores estão associados à amostra com 3 % de NTCMPs e que são 5,85 ± 0,08 g/cm3, 9,18 ± 0,36 GPa e 4,08 ± 0,38 MPa.m1/2, para a densidade, dureza e tenacidade à fratura, respectivamente. / Zirconium oxide (ZrO2) is a ceramic material widely studied because of their electrical and mechanical properties, which allow several applications. With the advent of nanotechnology, research has been carried out involving the improvement of such properties with the production of nanostructured composites. The use of carbon nanotubes (CNTs) as reinforcement in ceramic matrices is an interesting possibility, because of its features such as high elastic modulus and morphology. However, studies involving the synthesis of ZrO2 composites with CNTs by sol-gel method are still scarce. Aiming to fill this gap, in this work, we produce and characterize a hybrid material consisting of multiwall carbon nanotubes (MWCNTs) embedded in ZrO2 ceramic matrices using the sol-gel method, for the powders production, and the high-pressure/hightemperature technique to obtain the compacts. Initially, a synthesis of ZrO2 solgel was set from the literature. For the production of the hybrid material, it was necessary to disperse the CNTs in aqueous medium and due to their hydrophobic character, we had additional problems to perform the sol-gel synthesis. Therefore, in this work we had also to develop a ZrO2 sol-gel synthesis in which we use surfactants that act as dispersants for the MWCNTs. With this new procedure, it was possible to obtain homogeneous hybrid composites, where the MWCNTs concentration range from 0.003 to 5% by weight. The gel was dried at room temperature for one week and the obtained powders were treated at temperatures between 300 ° C and 500 ° C for 2 h in order to eliminate the organic components of the synthesis. The powder compaction was performed using a toroidal-type high-pressure chamber set in a 1000 tonf hydraulic press. Two different procedures were performed: application of 7.7 GPa for 5 min at room temperature (RT) and applying 6.0 GPa at 500 ° C for 10 min. Both powders and compacts were analyzed by XRD, FTIR, TEM and SEM. For the compacts it was also measured density (pycnometry), hardness and fracture toughness using a microdurometer Vickers. The powders calcined at 500 oC crystallized in the tetragonal phase with average grain size of 21 ± 3 nm. For these crystalline samples, the TEM images suggest a more effective interaction between the MWCNTs and the ZrO2 matrix. For the compacts obtained at 7.7 GPa in RT, the density of pure tetragonal ZrO2 was 4.8 ± 0.08 g/cm3 , and for the ZrO2 containing 5% of MWCNTs it was 5.24 ± 0,1 g/cm3. The Vickers microhardness values were 2.41 ± 0.59 GPa and 4.19 ± 0.52 GPa, respectively,. For the compacts obtained at 6.0 GPa and temperature of 500 ° C for 10 min, the values measured for density, Vickers hardness and fracture toughness of pure ZrO2 were, respectively, 5.25 ± 0.05 g/cm3, 8.04 ± 0.59 and 1.95 ± 0.6 GPa MPa.m1/2. While for the hybrid containing 5% of MWCNTs, the values measured were 5.37 ± 0.10 g/cm3, 9.08 ± 0.30 GPa and 3.81 ± 0.37 GPa MPa.m1/2, respectively. However, the best values are associated with the sample with 3% of MWCNTs, which are 5.85 ± 0.08 g/cm3, 9.18 ± 0.36 GPa and 4.08 ± 0.38 GPa MPa.m1/2, for density, hardness and fracture toughness, respectively.

Neste trabalho foram estudadas as condições de estabilidade e de eventuais transformações de fases em diferentes materiais carbonáceos processados em altas pressões e altas temperaturas. Além disso, foi explorada a possibilidade de produção de compactos de diamante policristalino sem o uso de fases metálicas como ligante. Diferentes materiais de partida (pó de diamante, açúcar, mistura de pó de diamante e açúcar -10 % em peso, e mistura de pó de diamante e negro de fumo - 10% em peso) foram processados a 7,7 GPa, durante 15 min a diferentes temperaturas (900°C, 1200°C, 1500°C e 1700°C), mas sempre na região de estabilidade termodinâmica do diamante. As amostras foram analisadas por espectroscopia Raman e difração de raios X. As amostras de diamante compactaram bem a altas temperaturas sem mostrar grafitização, mas mostraram indícios de formação de uma fase desordenada de C com hibridização sp3. Os compactos de negro de fumo e diamante são extremamente frágeis e foi identificada a formação de estruturas grafíticas. A amostra de açúcar sofreu um grafitização acentuada a temperaturas elevadas, que levou a obtenção de grafite bem cristalizado. Os compactos obtidos com a mistura de açúcar e diamante são bastante homogêneos e possuem boa resistência mecânica. Para a amostra tratada a 1700°C, além de ser obtida uma fase diamante muito bem cristalizada, também são observados indícios de formação de uma fase desordenada de C com hibridização sp3. A origem do comportamento observado para as amostras com açúcar deve estar ligada à liberação de H2O associada à pirólise da sacarose, o que parece acelerar significativamente a cinética de cristalização de fases do carbono. A possível fase desordenada, obtida para amostras com pó de diamante processadas em altas temperaturas, pode desempenhar um papel importante como fase ligante para produção de compactos de diamante policristalino.

Orientador: Luiz Antonio Daniel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-13T10:52:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_MarcosRobertoda_D.pdf: 15666426 bytes, checksum: f8b5a6abbcda2efe03c044093545315f (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Várias técnicas vêm sendo empregadas nos sistemas de produção agrícola para alcançar os objetivos focados na sustentabilidade. Táticas ou ferramentas de manejo são adotadas a fim de propiciar maior produtividade, menor impacto sobre os recursos naturais e melhor desenvolvimento humano. O controle de plantas daninhas nestes sistemas tem demandado constantes estudos para melhoria de desempenho onde várias práticas são adotadas, dentre elas o controle biológico, químico e físico. No caso do controle físico podem ser considerados, além do método mecânico, os métodos que utilizam altas temperaturas, denominados flamejamento. O flamejamento tem como objetivo a exposição das plantas daninhas ao calor, por um espaço de tempo, suficiente para evaporar a água presente nas células das plantas. Com isso as células se rompem e a movimentação de água fica comprometida, causando assim o seu murchamento e morte. O método no passado foi muito utilizado no exterior, principalmente nos EUA e na Europa, e atualmente a sua aplicação ressurge entre os produtores desses países que de alguma forma não utilizam ou diminuíram o uso de defensivos, seja por filosofia ou por necessidade. No Brasil os flamejadores praticamente inexistem e não se encontram registros sobre a sua utilização ou fabricantes desse tipo de equipamento. Este trabalho teve como objetivo principal avaliar a eficiência do uso de dois diferentes protótipos experimentais de flamejadores no controle de plantas daninhas. O estudo foi desenvolvido no Centro de Engenharia e Automação de Jundiaí do IAC onde foi adaptada uma estrutura existente para ensaios com semeadoras. Durante o desenvolvimento do plano de pesquisa foram realizados vários ensaios para caracterização funcional dos queimadores de chama direta e infravermelho. Posteriormente, foram construídos dois modelos experimentais de flamejadores, um de chama direta e outro de chama indireta (infravermelho) baseados nos resultados obtidos na fase de caracterização. Foram utilizadas quatro espécies de plantas daninhas consideradas de importância econômica para determinar a eficiência dos flamejadores. Os ensaios permitiram obter inúmeras informações acerca do funcionamento dos flamejadores em diferentes condições e testar vários procedimentos. Foi também realizada uma análise da influência do calor sobre as espécies vegetais em função dos tratamentos adotados. As plantas expostas ao flamejamento apresentaram um melhor controle quando as velocidades de deslocamento foram menores (2 e 3 km h-1), enquanto que em velocidades maiores (4 e 5 km h -1) as plantas sofreram injúrias o suficiente para o controle ser considerado satisfatório. As temperaturas a que foram expostas as plantas (135 a 409 ºC) em todos os tratamentos foram acima do recomendado na literatura como letais e prejudiciais ao desenvolvimento dos organismos vegetais. As espécies capim-braquiária e capim-colonião apresentaram maior resistência ao calor e as espécies corda-de-viola e picão-preto praticamente não apresentaram resistência. Conclui-se, de acordo com os resultados, que o controle de plantas daninhas com flamejadores é uma tecnologia aplicável às condições brasileiras, porém outros trabalhos precisam ser realizados como estudar a aplicação do calor nas plantas daninhas em diferentes estádios e densidade populacional; estudar a resistência de outras espécies ao calor; estudar outros tipos de queimadores; realizar estudos de dose-resposta; aplicar o flamejamento em condições reais (no campo) para avaliar o efeito sobre a população de plantas daninhas, sobre as plantas cultivadas e sobre o solo. / Abstract: In agricultural production systems have been employed various techniques to achieve the goals focused on sustainability. Tactics or tools of management are adopted in order to provide greater productivity, lower impact on natural resources and better human development. The control of weeds in these systems has sued constant studies for improving performance where several practices are adopted, among them the control biological, chemical and physical. In the case of physical control may be considered in addition to the mechanical method, which use high temperatures, called flaming. The flaming aims to expose the weeds to heat, for a time, enough to evaporate the water present in the cells of plants. With so rupture the cells and movement of water is compromised, thereby shriveling it and causing his death. In the past the method has been widely used abroad, mainly in the U.S. and Europe, and currently its application resurfaces among the producers of those countries that do not use in any way or reduced the use of defensive, either by philosophy or by necessity. In Brazil the flame practically does not exist and are not records on its use or manufacturers of such equipment. This study aimed to evaluate the efficiency of the primary use of two different experimental flaming prototypes in controlling weeds. The study was conducted at the Center for Engineering and Automation Jundiaí IAC which an existing structure was adapted for testing with seeders to work with flaming. During the development of the research was conducted several tests in order to determinate the functional characterization of a direct flame burners and infrared. Later, two experimental flaming models were constructed, one direct and another one indirect (infrared), based on the results obtained at the characterization. We used four species of weeds considered of economic importance in determining the efficiency of the flaming. The tests led to numerous details about the operation of flaming in different conditions and test several procedures. It was also carried out an analysis of the influence of heat on the plant species on the basis of adopted treatments. Plants exposed to flame had a better control when the speed of displacement were lower (2 e 3 km h-1), while in higher speeds (4 e 5 km h -1) plants injuries were considered satisfactory enough for its control. The temperatures at which the plants were exposed (135 to 409 º C) in all treatments were above the recommended in the literature as lethal and harmful to the development of plants. The species of grass braquiária and grass coloniao showed more resistance to heat and the species corda-de-viola and pick black hardly showed resistance. According to the results, it conclude that the control of weeds with flaming is a technology applicable to Brazilian conditions, but other studies must be conducted to study the application of heat in the weeds at various stages and population density; studying resistance to heat from other species; studying other types of burners; carry out studies of dose-response; apply the flaming in real conditions (at field) to evaluate the effect on the population of weeds on the cultivated plants and on the ground. / Doutorado / Agua e Solo / Doutor em Engenharia Agrícola

Currently the development of ferritic alloys Cr-Mo more resistant to corrosion at high temperatures has been much in demand. An alloy widely used in the petrochemical industry is the 9Cr-1Mo alloy. The objective of this work is to study the effect of molybdenum content in the formation of deleterious phases and corrosion resistance alloys model Fe-Cr-Mo making a comparison with the commercial alloy 9Cr-1Mo. We used a program to determine the thermodynamic solubilization temperatures and banding of deleterious phases at temperatures 450-650  C. It was found that the condition solubilized in the model alloys had a ferritic structure. The addition of molybdenum promotes the emergence of intermetallic phases, increasing the presence of the same temperature range. The analysis by different techniques show that the precipitates formed in 9Cr-1Mo alloy are the type M23C6. We observed the formation of a harmful phase rich in molybdenum, the alloys model from the temperature of 450  C. The phase found was characterized as the μ phase. The studied alloys tend to form a passivation film, but which are not stable. The 9Cr-1Mo alloy showed the worst corrosion resistance condition in relation to the model alloys. Molybdenum contents of more than 5% by weight, enable increased formation of deleterious phases and does not promote improvements in corrosion resistance. Key words: Molybdenum, potentiodynamic polarization, P9, μ phase / Atualmente o desenvolvimento de ligas ferrÃticas Cr-Mo mais resistentes à corrosÃo em altas temperaturas tem sido muito solicitado. Uma liga muito utilizada na indÃstria petroquÃmica à a liga 9Cr-1Mo. O objetivo deste trabalho à estudar o efeito do teor de molibdÃnio na formaÃÃo de fases deletÃrias e na resistÃncia à corrosÃo em ligas modelo Fe-Cr-Mo fazendo um comparativo com a liga comercial 9Cr-1Mo. Utilizou-se um programa termodinÃmico para determinar as temperaturas de solubilizaÃÃo e as faixas de formaÃÃo das fases deletÃrias nas temperaturas de 450 a 650 ÂC. Constatou-se que na condiÃÃo solubilizada as ligas modelo apresentavam uma estrutura ferrÃtica. A adiÃÃo de molibdÃnio favorece ao surgimento de fases intermetÃlicas, elevando a faixa de temperatura de existÃncia das mesmas. As anÃlises de por diferentes tÃcnicas mostram que a os precipitados formados na liga 9Cr-1Mo sÃo do tipo M23C6. Observou-se a formaÃÃo de uma fase deletÃria, rica em molibdÃnio, nas ligas modelo a partir da temperatura de 450 ÂC. A fase encontrada foi caracterizada como sendo a fase Â. As ligas estudadas tendem a formar um filme de passivaÃÃo, mas que nÃo sÃo estÃveis. A liga 9Cr-1Mo apresentou a pior condiÃÃo de resistÃncia à corrosÃo em relaÃÃo Ãs ligas modelo. Teores de molibdÃnio superiores a 5%, em massa, possibilitam uma maior formaÃÃo de fases deletÃrias e nÃo promove melhorias na resistÃncia a corrosÃo. Palavras chaves: MolibdÃnio, PolarizaÃÃo potenciodinÃmica, P9, fase Â.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-04-18T12:11:58Z No. of bitstreams: 1 thaisrossilopessoares.pdf: 4963413 bytes, checksum: 4bda9f5f51bc1fdb665a92c88b066713 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-04-20T11:51:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 thaisrossilopessoares.pdf: 4963413 bytes, checksum: 4bda9f5f51bc1fdb665a92c88b066713 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-20T11:51:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 thaisrossilopessoares.pdf: 4963413 bytes, checksum: 4bda9f5f51bc1fdb665a92c88b066713 (MD5) Previous issue date: 2018-02-26 / O concreto é um dos materiais mais utilizados na construção civil. As três razões principais que justificam tamanha utilização são: a ótima resistência à água, a plasticidade do material quando fresco que facilita a sua moldagem e o preço e acessibilidade na maioria dos canteiros de obras. O concreto é um material heterogêneo e poroso cujo comportamento é extremamente complexo e cujas características não são totalmente compreendidas. Quando sujeito a condições ambientais extremas, como é o caso da exposição a temperaturas elevadas, esse material está suscetível a alterações físicas e químicas que podem influenciar no seu desempenho estrutural. Portanto, a previsão do comportamento deste material é complicada, pois o concreto, quando submetido a carregamentos térmicos, sofre alterações na sua estrutura porosa e nas propriedades do meio que podem influenciar seu desempenho macroestrutural térmico e mecânico. Dada a relevância do tema em estudo, o objetivo do presente trabalho é aprimorar o modelo em estudo, através da realização de análises paramétricas e da comparação entre os resultados obtidos e informações disponíveis na literatura. Especial atenção será dada aos resultados da saturação, uma vez que trabalhos anteriores denotaram a ocorrência de alguma discrepância relacionada a esta grandeza. O modelo estudado é um modelo termohídrico que descreve o comportamento do concreto submetido a carregamentos térmicos. Sua formulação matemática foi desenvolvida a partir do estudo acoplado das transferências de calor e massa no interior do concreto, quando exposto a altas temperaturas. O concreto é descrito como um sistema multifásico cujos vazios do esqueleto sólido são preenchidos com água no estado líquido e vapor de água. Quando exposto a temperaturas mais elevadas que a ambiente, diversos fenômenos, tais como condução de calor, difusão de vapor e fluxo de água no estado líquido, desidratação e evaporação são considerados. Esse modelo é discretizado utilizando o método das diferenças finitas e o método dos elementos finitos, e em seguida implementado no programa livre de cálculo por elementos finitos, o Cast3M – programa desenvolvido pelo DMT-CEA (Département de Mécanique et Technologie du Commissariat à l’ Énergie Atomique). A sua aplicação gera resultados numéricos de temperatura, saturação e pressão de vapor, os quais são utilizados para avaliar o desempenho do modelo. / Concrete is one of the most used material in construction. The three main reasons for such are: its excellent water resistance; its plastic consistency when fresh, which facilitates molding; its price and accessibility at most construction sites. Concrete is a heterogeneous and porous material whose behavior is extremely complex and whose characteristics are not fully understood. When subjected to extreme environmental conditions, such as exposure to high temperatures, this material is susceptible to physical and chemical changes that may influence its structural performance. Therefore, the prediction of this material behavior is complicated, since the concrete, when submitted to thermal loads, undergoes changes in its porous structure and in the properties of the medium, which may influence its macro-structural thermal and mechanical performance. Given the relevance of the subject under study, the objective of the present research is to improve the studied model by performing parametric analyzes and comparations with the results obtained with the information available in the literature. Special attention will be given to the saturation results, since previous work has indicated the occurrence of some discrepancy related to its magnitude. The model studied, is a thermohydric model that describes the behavior of the concrete submitted to thermal loads. Its mathematical formulation was developed applying the coupled study of heat and mass transfers in the interior of the concrete when exposed to high temperatures. The concrete is described as a multiphase system whose voids of the solid skeleton are filled with liquid water and water vapor. When exposed to higher temperatures than the environmental ones, several phenomena, such as heat, vapor diffusion and water flow in the liquid state, dehydration and evaporation are considered. The model is discretized using the finite difference method and the finite element method, and then implemented in the free finite element calculation program, Cast3M - a program developed by DMT-CEA (Département de Mécanique et Technologie du Commissariat à l’Energy Atomique). Its application generates numerical results of temperature, saturation and vapor pressure, which are used to evaluate the performance of the material.

Ingeniero Civil / En la actualidad, el Gobierno de Chile está realizando esfuerzos para generar cambios en los materiales utilizados en la construcción, enfocados en aumentar la utilización de madera como material en las construcciones de uso no industrial. Por lo anterior este trabajo busca aportar a solucionar una de las problemáticas que limitan el uso de la madera. A nivel nacional existen requisitos normativos obligatorios de resistencia al fuego para elementos divisorios presentes en la OGUC, que son abordados principalmente de dos maneras: - Eligiendo elementos del Listado Oficial de Comportamiento al Fuego de Elementos y Componentes de la Construcción, MINVU, - Certificando la resistencia al fuego del elemento divisorio en una de las instituciones acreditadas. Lo anterior implica que si se desea utilizar una solución constructiva divisoria con entramado de madera, que no se encuentre en el listado del MINVU, se tenga que incurrir en gastos y tiempos extras, para que el elemento divisorio cuente con el respaldo correspondiente, que permita cumplir con las exigencias de la normativa vigente respecto a la resistencia al fuego. Este trabajo tiene como objetivo aportar a solucionar la problemática anterior, realizando un estudio a los resultados de la mayor cantidad posible de ensayos de resistencia al fuego realizados en Chile, a estructuras divisorias horizontales y verticales con entramado de madera. Para esto se realiza una revisión de la normativa nacional de resistencia al fuego, junto con un estudio de los documentos internacionales que permitan la estimación de la resistencia al fuego mediante el cálculo, que sean aplicables a los materiales aislantes de las estructuras divisorias con marco de madera nacionales. Este trabajo concluye en términos generales dos cosas importantes:- Los materiales aislantes más utilizados (OSB, yeso-cartón, fibrocemento, lana mineral y de vidrio) y las características de los entramados de madera (escuadría 50x75[mm] aprox.), - Que los métodos de cálculo internacionales para estimar la resistencia al fuego, son adaptables a las características de las estructuras nacionales, logrando buenos resultados y manteniendo la seguridad. Esta última conclusión implica la necesidad de realizar estudios experimentales y teóricos, para la correcta adaptación de una metodología de cálculo a nivel nacional, que permita estimar la resistencia al fuego.

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