Made available in DSpace on 2014-06-11T19:34:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-29Bitstream added on 2014-06-13T18:45:49Z : No. of bitstreams: 1 matias_nt_dr_guara.pdf: 4859441 bytes, checksum: 5c81ac53778dd42a275d512e6b4f8798 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A utilização de autômatos tem se tornado um dos objetivos da indústria brasileira e, para tanto, faz-se necessário um estudo detalhado sobre a instalação e o uso dos robôs, considerando os aspectos ergonômicos e de segurança como parâmetros relevantes para as inserções desses equipamentos nas linhas de produção. Parte da região do Vale do Paraíba, delimitada pelos municípios de Porto Real, no estado do Rio de Janeiro e Taubaté, no estado de São Paulo, foi escolhida como alvo de estudo, por reunir considerável número de indústrias com características de produção e transformação automotiva. É mister comentar que o setor automotivo e de autopeças é reconhecido mundialmente como um dos principais na implantação de robôs em suas linhas de produção. Além do aspecto técnico, a região é relevante por sua localização geográfica e seu desenvolvimento econômico. O método empregado para conhecer a realidade da célula robótica foi a Apreciação Ergonômica do Sistema Homem-Tarefa-Máquina – SHTM, capaz de orientar os estudos. Para quantificar e qualificar os impactos sobre o componente humano foram utilizadas as seguintes ferramentas: Índice de Intensidade de Moore e Garg (1995) e a Avaliação Rápida dos Membros Superiores – RULA de McAtamney e Corlett (1993). O método e as ferramentas destacaram vários problemas explícitos de prejuízo aos operadores, como as: inadequações posturais, sobrecargas, freqüência e ritmos de execução de tarefas acima do limite adequado, excesso de deslocamentos, entre outros fatores. Tais constatações reforçam a suspeita sobre a ocorrência de falhas provenientes da ausência de estudos ergonômicos na instalação das células robóticas. O estudo também identificou problemas durante o processo de manutenção do autômato na célula robótica, momento em que, geralmente... / The automats has become an important Brazilian industry objective, in that way it is necessary do specific studies about the actual installation and use on industrial robots considering ergonomic and safe parameters that organize this equipment at the production lines. A part of the Vale do Paraíba region limited by two cities, Porto Real, Rio de Janeiro state and Taubaté, São Paulo state was chosen for this study for presents an automotive industry production favorable to receive automated machine like a robot. Economical development and good geographic position are main aspects to this region reinforce the proposal. Ergonomic Appreciation of the Man-Task-System-Machine – MTSM was the method used to study the choose system. To qualify and quantify the impact related to the man, during his work, was applied two different instruments: Index of Intensity - Moore and Garg (1995) and the Rapid Upper Limb Assessement - RULA - McAtamney and Corlett (1993). The results of Ergonomic Appreciation detach some inadequacies as: chemical contamination, postural deviation, over lift, rhythm and frequency above the limit, excess of movements and others disturbs may cause problems to the operators. The presence of such kind of ergonomic problems reinforces the suspicion about cells robotics installation that may be failing by the absence of ergonomic studies. This study also permitted to notice some industry easiness some accident aspects that occur specially with automat during a cell robot installation process, moment that a different professional teams works together creating a new relationship. It can be said that the human being valorization, the study of the real work and the harmonization between the ergonomics and the several sciences commonly used by the industries they are fundamental to control the risk characteristic... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-03-06Bitstream added on 2014-11-10T11:57:44Z : No. of bitstreams: 1 000784225.pdf: 760734 bytes, checksum: c70c8782d6352b14ba371a32c3549c66 (MD5) / O sistema de cultivo in vitro de embriões apresenta menor eficiência em relação ao in vivo, sendo caracterizado por menores taxas de desenvolvimento e de adesão, além de uma menor tolerância à certas alterações que provocam estresse, como agentes físicos, químicos, térmicos, osmóticos, oxidativos, radioativos, entre outros. De acordo com a intensidade do estresse, pode-se estimular uma resposta celular favorecendo o desenvolvimento embrionário, adquirindo maior tolerância através de aceleração no metabolismo, proliferação e crescimento celular. O objetivo do presente trabalho foi analisar o efeito do estresse óptico em diferentes momentos ao longo do cultivo e conhecer as possíveis aplicações, a partir do estresse subletal e da bioestimulação promovida pela irradiação com diodo emissor de luz (LED). Com isto, os resultados demonstraram que em alguns estágios do desenvolvimento embrionário, tal como em blastocistos, o uso do estresse óptico pode ser benéfico ao embrião, protegendo-o de eventos como a apoptose. Os principais resultados demonstram que na produção de blastocistos houve aumento na produção dos mesmos nos grupos irradiados, apesar de não haver diferença estatística (Controle 23,2; IRD3inf 31,3; IRD6Infra 33,3). O estímulo por LED prévio à vitrificação mostrou que a irradiação por infravermelho em D3 pode estimular o aumento, em média, do numero de células (Controle: 91,9; IRD3inf: 112,8). Em relação às células apoptóticas, grupos irradiados com luz infravermelha mostraram menos número de células envolvidas neste processo (Controle: 11,6; IRD6inf: 6,6; IRFIVinf: 7,8), e a irradiação por luz vermelha pareceu aumentar a apoptose (IRD3verm: 15,6; IRD6verm: 16,1). Em relação à taxa de reexpansão, o a irradiação por luz vermelha teve efeito sobre o grupo irradiado em D3, mostrando uma diminuição significativa para o mesmo (Controle: 70,5 IRD3 verm; 39,3). De ... / The in vitro embryo culture system has lower efficiency compared to in vivo, because the in vitro system is characterized by lower rates of development, deployment, and a lower tolerance to certain changes that cause stress, such as physical, chemical, thermal, osmotic, oxidative and radioactive among others. According to the stress intensity it is possible to stimulate a cellular response promoting embryonic development and acquiring greater tolerance by the acceleration of metabolism, cell proliferation and growth. The objective of this study was to analyze the effect of the optical stress at different periods throughout the embryo development and understand the possible applications for this stimulation, from sublethal stress and biostimulation promoted by irradiation with lasers. Therefore, the results showed that optical stress can be beneficial to the embryos at certain stages of their development, such as blastocysts stage, protecting them from apoptosis. The main results show that an increase in blastocysts production for infrared irradiated groups, although there was no statistical difference (control 23.2; IRD3inf 31.3; IRD6Inf 33.3). The infrared LED stimulus prior to vitrification showed a higher number of cells for embryos in D3 (control: 91.9; IRD3inf: 112.8). Also, infrared irradiation appeared to decrease the number of apoptotics cells, when compared to controls (control: 11.6; IRD6inf: 6.6; IRFIVinf: 7.8), and red light irradiation appeared to increase apoptosis (IRD3verm: 15.6; IRD6verm: 16.1). Regarding re-expansion rate, the red light irradiation in D3 is related a significant decrease in the rate (control: 70.5; IRD3verm: 39.3). According to the results, irradiation with infrared light effect is shown in blastocyst production, which is economically important to embryos IVP. Moreover, the apoptosis analysis showed that the association between the techniques applied in this study are important for the in ...

A transfecção gênica tem sido eficientemente realizada a partir de diferentes formulações de lipídios catiônicos e neutros. Este trabalho teve como objetivo verificar a viabilidade de uma teoria que propõem utilizar moléculas anfifílicas como neutralizadoras da carga do DNA para a transfecção gênica in vitro. Foram realizadas transfecções utilizando o surfactante brometo de dodeciltrimetil amônio (DOTAB) ou o lipídio catiônico brometo de dimetildioctadecil amônio (DDAB) com o pCH110 (plasmídeo que expressa a enzima β-galactosidase) nas formas linear e circular. Em paralelo, foram realizadas transfecções com Lipofectamine (lipossomo formado por DOSPA e DOPE) com o mesmo plasmídeo. O DDAB, que é mais hidrofóbico, apresentou-se mais eficiente e menos tóxico que o DOTAB. O DDAB transfectou com semelhante eficiência o pCH110 circular e linear em células de linhagem VERO, diferente de Lipofectamine que não transfectou o pCH110 linear na quantidade utilizada para o circular. Foi necessário utilizar Lipofectamine em um volume cinco vezes superior para formar o complexo com o DNA linear em relação ao plasmídeo circular. Através da eletroforese em gel de agarose, verificou-se que o DDAB não alterou a estrutura dos plasmídeos linear e circular na proporção em que foram utilizados para transfectar. Na Microscopia de Força Atômica, verificou-se diferentes estruturas formadas entre o DDAB e o plasmídeo circular, onde predominaram esferas de 50-100 nm, sendo possivelmente DNA na forma toroidal. Embora não tenha sido identificado o mecanismo de transfecção, este sistema mostrou-se simples, econômico e eficiente para transfectar células de linhagem, utilizando-se tanto plasmídeo linear como circular.

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, da Universidade do extremo Sul Catarinense, UNESC, para obtenção do título de Mestre em Ciências da Saúde. / O envelhecimento é uma deterioração progressiva de todos os mecanismos homeostáticos acompanhada por declínio cognitivo. Tal fato assume grande importância uma vez que, ao longo das últimas décadas, o aumento da expectativa de vida e, da população idosa representa um aumento na incidência e na prevalência das demências. Recentes avanços da biologia em modelos animais, associados com estudos moleculares e celulares do cérebro, estão começando a elucidar tais mecanismos e seus potenciais papéis no declínio cognitivo. O extrato de Ginkgo biloba (EGb), é muito utilizado para demência e comprometimento cognitivo, principalmente relacionados ao envelhecimento, e parece atuar modificando as vias de sinalização do BDNF, NGF e GDNF. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da administração diária de EGb na função cognitiva em animais jovens e, em processo de envelhecimento. Foram utilizados ratos Wistar machos adultos com 2, 6, 16 e 24 meses de vida. Os animais foram submetidos à avaliação comportamental de habituação ao campo aberto ou esquiva inibitória 24h após o último tratamento. Após, os animais que foram submetidos ao campo aberto sofreram eutanásia e as estruturas cerebrais (hipocampo e córtex pré-frontal) foram retiradas para análises dos níveis de BDNF, NGF e GDNF. Os resultados mostram que os animais com 2 e 6 meses reconheceram o ambiente novo após a segunda exposição ao campo aberto, ou seja, não apresentaram dano na memória de habituação. Porém, animais com 16 e 24 meses apresentaram dano na memória de habituação. Este efeito foi revertido com a administração de EGb durante 30 dias em animais com 24 meses de idade, mas não com 16 meses. Os animais submetidos à tarefa de esquiva inibitória tiveram um perfil semelhante. Além disso, foi observado que houve aumento dos níveis de BDNF no córtex pré-frontal de ratos com 6 e 24 meses de idade e tratados com EGb. No hipocampo, apenas houve aumento dos níveis de BDNF em ratos com 24 meses e tratados com EGb. Os resultados também mostram que houve aumento dos níveis de NGF no córtex pré-frontal de ratos com 16 meses de idade tratados com água ou EGb. No hipocampo, apenas houve aumento dos níveis de NGF em ratos com 6 meses e tratados com EGb. Adicionalmente, foi observado aumento dos níveis de GDNF no córtex pré-frontal de ratos com 6 meses de idade tratados com água. Também houve aumento dos níveis de GDNF no córtex pré-frontal de animais com 16 meses e tratados com água ou EGb. No hipocampo, não houve alteração dos níveis de GDNF em nenhum dos grupos experimentais. Os resultados desse estudo indicam que o EGb reverteu o dano cognitivo induzido pelo envelhecimento em ratos com 24 meses de idade e este efeito pode ser explicado, pelo menos em parte, pelo aumento dos níveis de BDNF no córtex pré-frontal e hipocampo desses ratos. Em animais jovens o EGb não induziu dano cognitivo.

Este estudo investigou se o tratamento com glicocorticoide durante a gestação altera o metabolismo energético, hormonal e molecular materno, a função das ilhotas pancreáticas e mudanças correlativas sobre miRNAs. Foram utilizadas 80 ratas dividas em dois grupos de 40 animais, sendo um grupo destinado para envelhecimento até um ano após o desmame da prole, e o seguinte grupo destinado para experimentação no 20º dia de gestação, ambos dispostos em: CTL - controle, CTL-Dex - controle tratadas com dexametasona por 6 dias, P - prenhes e P-Dex - prenhes tratadas com dexametasona do 14º-19º dia de gestação. A expressão de miRNA das ilhotas foram analisadas em larga escala. Os genes alvos foram rastreados em banco de dados e confirmados. Por fim, investigou-se o mecanismo de modulação da homeostasia glicêmica. Inúmeras modificações resultaram da terapia com DEXA na gestação concluindo que a associação do tratamento ao período gravídico modula positivamente membros da família miRNA-29 ocasionando um desequilíbrio na homeostasia glicêmica por meio de falha na maquinaria exocitótica em longo prazo, desencadeado pela modulação negativa de progesterona e seu receptor promovendo prejuízo no processo de remodelação da ilhota pancreática na fase final da gestação. / This study investigated whether treatment with glucocorticoids during pregnancy alters the energetic, hormonal and molecular maternal metabolism, function of pancreatic islets and correlative changes of miRNAs. Were used 80 rats divided into two groups of 40 animals, one group designed to aging up one year after weaning, and the next group destined to experimentation at 20th day of gestation, both arranged: CTL - control, CTL-Dex - control treated with dexamethasone for 6 days, P - pregnant rats and P-Dex - pregnant rats treated with dexamethasone from 14th to 19th day of pregnancy. Pancreatic islets were collected for large-scale analysis of miRNA expression. The target genes were screened and confirmed by qPCR. Finally it was investigated the mechanism of modulation of glucose homeostasis through qPCR and Western Blot. We can be observed numerous changes resulting from therapy with DEXA in pregnancy concluded that the association of treatment to the pregnancy period modulates members of the miRNA-29 family causing an imbalance in glucose homeostasis through long-term failure in exocytotic machinery, triggered by the downregulation of the progesterone and its receptor promoting injury in the pancreatic islet remodeling process in late pregnancy.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-01-13Bitstream added on 2014-06-13T18:57:52Z : No. of bitstreams: 1 martins_ap_me_bauru.pdf: 1632375 bytes, checksum: 705fa3aa72b24009e5708a255111bd95 (MD5) / Os trabalhadores em marcenarias, de maneira geral, estão expostos a diversos riscos para a sua integridade física e psicológica. Existe um elevado risco de acidentes, podendo levar ao afastamento do trabalhador por períodos de tempo consideráveis, o que, além de prejudicar o funcionário, implica em prejuízos para as empresas, ocasionados pela indisponibilidade de mão-de-obra qualificada para substituir o acidentado, interferindo, assim, nos prazos de entrega dos produtos e levando conseqüentemente ao afastamento da clientela. O objetivo desta pesquisa é identificar os inconvenientes relacionados às posturas adotadas pelos operadores da atividade da célula de produção responsável pelo corte de painéis de madeira, descrevendo os sintomas músculo-esqueléticos correlacionados, através da aplicação da análise ergonômica, propondo melhorias baseadas nos resultados desta análise, quantificando-as. Como metodologia utilizou-se a aplicação do protocolo avaliação ergonômica, contendo o diagrama de desconforto de CORLLET & BISHOP, a realização da análise ergonômica da atividade e a aplicação do método OWAS. Como resultado dos métodos aplicados verificou-se os pontos necessários para a aplicação da ergonomia corretiva, bem como os resultados oriundos das implantações das melhorias efetuadas / The workers in carpentry, in general, are exposed to various risks to their physical and psychological integrity. There is a high risk of accidents, leading to the expulsion of the worker for considerable periods, which, in addition to harming the official, results in losses for businesses, caused by the unavailability of labor-qualified to replace the bumpy, interfering, so in the time of delivery and consequently leading to the expulsion of customers. The objective of this research is identifying the problems related to the posture adopted by operators of the activity of the cell responsible for the production of wood cutting boards, describing the skeletal muscle-related symptoms by applying ergonomic analysis and propose improvements based on the results of this analysis , quantifying them. Methodology was used as the application of ergonomic assessment protocol, containing the diagram of discomfort of CORLLET & BISHOP, the analysis of ergonomic activity and the method Owas. As a result of the methods it was found the points necessary for the implementation of corrective ergonomics as well as the results from the deployment of the improvements made

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-04-27Bitstream added on 2014-06-13T20:08:24Z : No. of bitstreams: 1 sanches_maa_me_ilha.pdf: 1862589 bytes, checksum: e3625c1d280204f136503179cec091dd (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Este trabalho descreve um sistema eletrônico implementado com o objetivo de monitorar os esforços exercidos pelos membros superiores e inferiores de pacientes. O sistema é constituído por transdutores, circuitos de condicionamento de sinais, circuito de comunicação e um software para a aquisição de dados, além da visualização em um microcomputador. São descritos dois tipos de transdutores, construídos com extensômetros metálicos, um para conexão em muletas e o outro projetado para ser inserido em palmilhas. Os fundamentos teóricos necessários para o projeto destes transdutores são apresentados, bem como os esquemas dos circuitos implementados. É descrita a metodologia utilizada para a determinação das características estáticas e dinâmicas dos transdutores. Estes apresentaram respostas lineares, excelente repetibilidade, e faixa dinâmica que atende às finalidades do projeto. Foi desenvolvido um software com interface gráfica contendo várias telas que possibilitam diferentes análises e armazenamento de informações. Utilizando o sistema, foram realizadas, com êxito, medições de forças exercidas pelos membros inferiores e superiores de pacientes normais e hemiplégicos. / This work describes the development of a computer-based system able for monitoring forces acting on patients’ upper and lower limbs. The system consists of insoles and crutches instrumented with load cells, signal conditioning circuits, data acquisition system, and a computer. The results of the static and dynamic measurements can be presented in the screen of a computer through graphs and tables, and stored in a data base, to follow-up the development of a patient treatment. The program was developed in Visual Basic, and the communication uses the USB port. All transducers presented linear response, small hysteresis, excellent repeatability and resolution. Static and dynamic measurements performed with the transducers are presented as well as the visualization of the forces exerted on the plantar area and upper limbs of healthy and hemiplegic patients.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-07-07Bitstream added on 2014-06-13T19:28:08Z : No. of bitstreams: 1 balestero_jpr_me_ilha.pdf: 1530452 bytes, checksum: 2f4b0b27a64698bd0dbc3bf2a5590ae7 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho apresenta um novo conversor PWM CC-CC buck não isolado. O conversor é gerado a partir de uma célula de comutação de três estados, composta basicamente por dois interruptores ativos, dois passivos e dois indutores acoplados. Neste conversor apenas metade da potência da carga é processada pelos interruptores ativos, reduzindo assim a corrente de pico sobre estes à metade do valor da corrente de pico de saída, tornando-o importante para aplicações em potências mais elevadas. O volume dos elementos reativos (indutores e capacitores) é reduzido, pois, pela característica do conversor, a freqüência da ondulação da corrente e da tensão de saída é o dobro da freqüência de operação dos interruptores. Para uma menor freqüência de operação, diminuem-se as perdas na comutação. Devido à topologia do conversor, as perdas totais são distribuídas entre todos semicondutores, facilitando a dissipação de calor. Outra vantagem é possuir uma menor faixa de operação na região de descontinuidade em comparação com o conversor buck clássico, ou seja, a faixa de operação no modo de condução contínua é ampliada. É detalhada a abordagem através de análises qualitativa e quantitativa do emprego da célula de comutação de três estados no conversor buck, operando em toda faixa de variação da razão cíclica (0 .D .1). Além de toda a análise matemática e desenvolvimento através de simulação digital, um protótipo de 1kW foi implementado e testado em laboratório. Os principais resultados experimentais estão apresentados e discutidos neste trabalho. / This work presents a new PWM DC-to-DC non-isolated buck converter. The converter is generated using the three-state switching cell, comprised of two active switches, two diodes and two coupled inductors. In this converter only part of the load energy is processed by the active switches, reducing the peak current in these switches to half of the value to the peak of the load current. This feature permits to operate this topology in larger power levels. The volume of the power reactive elements (inductors and capacitors) is also decreased since the ripple frequency on the output is twice the switching frequency. For a lower operating frequency, the switching losses are decreased. Due to the topology of the converter, the total losses are distributed among all semiconductors, facilitating the dissipation of heat. Another advantage of this converter is the smaller region to operate in discontinuous conduction mode when compared to conventional buck converter or, in other words, the operation range in continuous conduction mode is enlarged. The theoretical approach is detailed through qualitative and quantitative analyses of the employment of the three states switching cell in the buck converter, operating in the entire every variation range of the duty cycle (0 < D < 1). Besides the mathematical analysis and development through digital simulation, a prototype of 1kW was implemented and tested at laboratory. The main experimental results are introduced and discussed in this work.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2079.pdf: 5520930 bytes, checksum: b9ac124f0da83256f7486d60ad494ac6 (MD5) Previous issue date: 2008-09-16 / Financiadora de Estudos e Projetos / Fuel cells are considered the most promising way for generating electrical energy in a near future. The economic fuel cells viability is directly related to the reduction of its operating temperature which is related to the properties of the electrolyte. In this work ceramic nanopowders of Ce0.8Y0.2O1.9 e Ce0.8Gd0.2O1.9 obtained by chemical synthesis were sintered through two-step sintering to obtain dense bodies with submicormetric grain size, in order to improve the grain boundary electrical conductivity of ceria-based electrolytes. Grain and grian boundary conductivities are dependent on grain size besides sintering schedule. The formation of secondary phases indicates that the improvement in grain boundary conductivity is related to the microdomains dynamics in microstructure. Ga2O3 addition was not effective in the densification of Ce0.8Y0.2O1.9 e Ce0.8Gd0.2O1.9 ceramics and it was deleterious to grain boundary conductivity, although it improved grain conductivity comparing to Ga2O3 free samples. An alternative to improve the electrical conductivity of ceria-based electrolytes is the formation of nanometric doped ceria amorphous carbonate composites. The composites were characterized and the components were set in different arrangements to evaluate the existence of interfacial effedt between the phases. The electrical characterization of these sets does not indicate the existence of this interfacial effect. / As pilhas a combustível são apontadas como uma das mais promissoras formas de geração de energia elétrica para um futuro próximo. A viabilidade econômica das pilhas está diretamente condicionada à redução da sua temperatura de operação e esta está relacionada às propriedades do eletrólito. Com o objetivo de melhorar a condutividade elétrica do contorno de grão de eletrólitos cerâmicos baseados em céria, no presente trabalho pós cerâmicos nanométricos das composições Ce0,8Y0,2O1,9 e Ce0,8Gd0,2O1,9, obtidos por síntese química, foram sinterizados pelo processo em duas etapas para obtenção de corpos densos com tamanho de grão na faixa submicrométrica. A condutividade do grão e do contorno de grão mostraram não só dependência do tamanho de grão, mas também relação com o caminho de sinterização. A formação de fases secundárias indica que a melhoria na condutividade do contorno de grão observada está relacionada com a formação de microdomínios na estrutura. O uso de Ga2O3 como aditivo de sinterização não se mostrou efetivo na densificação de Ce0,8Y0,2O1,9 e Ce0,8Gd0,2O1,9 e se mostrou prejudicial à condutividade do contorno de grão, embora tenha melhorado a condutividade do grão em relação às amostras não aditivadas. Uma forma alternativa de melhorar a condutividade de eletrólitos baseados em céria é a formação de compósito céria dopada nanométrica carbonato amorfo. Os compósitos foram caracterizados micro e estruturalmente e foram montados conjuntos com os componentes em diferentes configurações para avaliação do efeito de interface entre as fases. A caracterização elétrica dos componentes em separado e dos conjuntos montados não indica existência de efeito interfacial.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5211.pdf: 7028059 bytes, checksum: 2b71fd3d4f3fed6da55ab40a9fca68e0 (MD5) Previous issue date: 2013-04-11 / Universidade Federal de Sao Carlos / Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs) are clean and efficient energy conversion devices, considered as one of the key enabling technologies for future hydrogen economy and for stationary power generation. However novel materials are needed for reducing the working temperature which limits the economic viability of fuel cells due to long-term stability problems. Ceria-based electrolytes, due to their high ionic conductivity with respect to traditional zirconia-based electrolytes, are amongst the most promising oxide-ion conductors to be used in intermediate temperature SOFCs operating at 500-700 ºC with high efficiency. The major difficulty in using ceria as electrolyte is related to Ce+4 to Ce+3 reductions, which occurs at low oxygen partial pressure and at high temperature (this is the electrolyte condition at the anode region). Another drawback in using ceria solid solutions is the poor sinterability which requires high temperatures (1400-1600 ºC) to achieve high densification (> 95%), makes the manufacturing process costly. Several approaches in research have been done to reduce the device working temperature and also the electrolyte sintering temperature. In the present work, the concomitant use of sintering aids (Co and Zn) and nanopowders was investigated. Besides this, three distinct processing routes were adopted and afterwards sintered by a two-step process. The sinterability, microstructure, electrical conductivity and electrolyte domain of Co or Zn-doped Ce0.8Gd0.2O1.9 samples were evaluated against the performance of undoped powders. Cobalt or zinc additions were effective as sintering aid allowing peak sintering temperatures about 950 °C to reach densifications in excess of 93%, showing no evidence for the presence of secondary phases. The electrical properties and microstructure were dependent of processing route, additives and sintering profile. The total conductivity at 800 °C of pressed samples sintered at 1200 °C-1000 °C/10h with 0,4 mol% Zn (6.7x10-2 S/cm) and 2 mol% Co (7.4x10-2 S/cm) were similar to undoped samples (7.2x10-2 S/cm), showing that Zn and Co had a positive effect on densification without compromising the electrical conductivity and electrolyte domain. / Pilha a combustível de óxido sólido (PaCOS) é um eficiente dispositivo de conversão de energia e tem sido considerada uma das principais tecnologias para inserção da economia de hidrogênio e para a geração de energia estacionária. Entretanto, devido à alta temperatura de operação deste dispositivo, o que o inviabiliza economicamente devido a problemas de estabilidade em longo prazo, faz com que haja uma intensa busca por novos materiais para reduzir a temperatura de operação. Eletrólitos sólidos de céria, devido à sua elevada condutividade iônica com relação aos eletrólitos de zircônia, estão entre os óxidos condutores iônicos mais promissores para PaCOS de temperatura intermediária, operando a 500-700 ºC com alta eficiência. Entretanto, a maior dificuldade em se utilizar céria está relacionada com a redução de Ce4+ em Ce3+ que ocorre em altas temperaturas e baixas pressões parciais de oxigênio (região do anodo à qual o eletrólito é submetido). Outra desvantagem na utilização de soluções sólidas de céria é a baixa sinterabilidade que requer altas temperaturas (1400-1600 ºC) para atingir elevadas densificações (> 95%) onerando o processo de fabricação. Vários enfoques têm sido dados às pesquisas visando diminuir a temperatura de operação do dispositivo e também da temperatura de sinterização dos eletrólitos. No presente trabalho o enfoque foi diminuir a temperatura de sinterização utilizando nanopós processados de diferentes maneiras associado ao uso de aditivos de sinterização (Co e Zn). Foram avaliadas a sinterabilidade, microestrutura, condutividade elétrica e domínio eletrolítico de amostras de Ce0,8Gd0,2O1,9 puro e com Co ou Zn. Os aditivos de sinterização foram eficazes permitindo temperaturas de pico de sinterização de 950 °C com densificações acima de 93% e sem evidência de presença de fases secundárias. As propriedades elétricas e microestruturais foram dependentes do tipo de processamento, aditivos e perfil de sinterização. A condutividade total a 800 °C de amostras sinterizadas a 1200 ºC-1000 ºC/10h com 0,4% mol de Zn (6,7x10-2 S/cm) e 2% mol de Co (7,4x10-2 S/cm) foram similares a de amostras não dopadas (7,2x10-2 S/cm), indicando que Zn e Co teve um efeito positivo sobre a densificação sem comprometer a condutividade elétrica e o domínio eletrolítico.