Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T04:26:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 197324.pdf: 1722331 bytes, checksum: 1682fc57407fb9bfd38761760801bcc1 (MD5) / A regulamentação nacional e internacional sobre limitação da exposição à radiação eletromagnética não resolve a polêmica sobre efeito biológico da radiação de radiofreqüência, por outro lado tem havido muita discussão, pesquisa e indicativos de que mesmo em níveis abaixo dos limites estabelecidos nas normas existe risco biológico dessa radiação. Muitas cidades brasileiras têm legislado sobre limitação a campos eletromagnéticos, muitas vezes sem justificativa plausível. Em 02 de Julho de 2002, o Conselho Diretor da Agência Nacional de Telecomunicações, ANATEL, aprovou a Resolução no 303, sobre a limitação da exposição à radiação eletromagnética, o que começa a resolver parte da discussão. Como contribuição ao equacionamento da polêmica, o presente estudo revisa a literatura e pesquisas sobre os efeitos biológicos da radiação eletromagnética, analisa a elaboração das normas e as definições de seus limites, bem como realiza medição do campo eletromagnético em um ambiente urbano típico brasileiro, uma cidade de médio porte - Florianópolis; contribuindo, não para a solução do problema, mas para seu sensato encaminhamento. Por fim, conclui ser necessária a observância aos limites das regulamentações, pela avaliação in loco dos níveis de campo eletromagnético, através do permanente monitoramento, bem como que a continuidade da pesquisa sobre efeitos biológicos, deixe o plano das especulações, para definições mais precisas e viáveis para a sociedade tecnológica.

Orientador: Maria Aparecida Neves [Unesp] Jardini / Resumo: A utilização de estimulação biofísica através da modalidade de campo eletromagnético pulsado (CEMP) para o tratamento de diversas condições no tecido ósseo tem despertado o interesse científico há décadas. Entretanto, a grande variedade nos parâmetros e protocolos utilizados e a divergência de resultados na literatura dificultam o estabelecimento de uma metodologia que seja eficaz no contexto da terapia com implantes osseointegrados. Dessa forma, torna-se importante avaliar o efeito de diferentes tempos de aplicação do CEMP padronizado em diferentes momentos no processo de osseointegração de implantes de titânio inseridos em tíbias de ratos. Para isso, foram utilizados 60 animais (Rattus norvegicus, variação albinus, Wistar), randomizados em três grupos experimentais: controle, teste A (GTA) submetidos por 3 horas de CEMP, e teste B (GTB) com 1 hora de CEMP, sendo que, a exposição ocorreu em 5 dias semanalmente durante o período experimental. Todos os animais receberam implantes em ambas as tíbias, e a aplicação do CEMP ocorreu apenas nos grupos teste com parâmetros fixos de ± 1 mT, 15 Hz, com 25 ciclos repetidos por 200 microssegundos. Após a eutanásia as peças foram separadas e preparadas para o teste mecânico, análises histomorfométricas, microtomografia computadorizada (µCT) e ensaios biológicos in vitro. Os dados foram tabulados e a análise de variância ANOVA foi aplicada, com nível de significância de 5%. Os resultados obtidos revelaram que, GTB apresentou melhores resu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The use of biophysical stimulation through the pulsed electromagnetic field modality (PEMF) for the treatment of various conditions in bone tissue has aroused scientific interest for decades. However, the wide variety of parameters and protocols used and the divergence of results in the literature make it difficult to establish a methodology that is effective in the context of therapy with osseointegrated implants. Thus, it is important to evaluate the effect of different application times of the standardized PEMF at different times in the osseointegration process of titanium implants inserted in tibiae of rats. For this, 60 animals (Rattus norvegicus, variation albinus, Wistar) were used, randomized in three experimental groups: control, test A (GTA) submitted for 3 hours of CEMP, and test B (GTB) with 1 hour of PEMF, and the exposure occurred in 5 days weekly during the trial period. All animals received implants in both tibiae, and the application of PEMF only occurred in the test groups with fixed parameters ± 1 mT, 15 Hz, with 25 cycles repeated for 200 microseconds. After euthanasia, the pieces were separated and prepared for mechanical testing, histomorphometric analysis, computed microtomography (µCT) and in vitro biological tests. Data were tabulated and ANOVA analysis of variance was applied, with a significance level of 5%. The results obtained revealed that, GTB presented better results in comparison to GTA in the removal torque tests in 07 days; in bone volume an... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Resumo: Neste trabalho é apresentada a modelagem analítica baseada nas equações de Maxwell e a modelagem numérica baseada no Método da Simulação de Cargas (MSC) e no Método dos Elementos Finitos (MEF) empregados no cálculo do campo eletromagnético quase-estático em linhas de transmissão. O método dos elementos finitos consiste numa adaptação do método residual de Galerkin. Ele é atualmente considerado um método matemático para a solução de equações diferenciais parciais, entre as quais se inclui a Equação de Poisson, Equação de Laplace, Equação de Helmholtz, Navier-Stokes, etc. Esse é um método de aproximação de problemas contínuos em domínios fechados onde o contínuo se divide em um número finito de partes, ou elementos, cujo comportamento se especifica mediante um número finito de parâmetros associados a certos pontos característicos denominados nós. Os nós são os pontos de união de cada elemento com seus adjacentes. A solução do sistema completo segue as regras dos problemas discretos. O sistema completo se forma pela associação dos N elementos. As incógnitas do problema deixam de ser funções matemáticas e passam a ser o valor dessas funções nos n nós. O comportamento no interior de cada um dos N elementos passa a ser definido a partir do comportamento dos n nós, mediante adequadas funções de interpolação ou funções de forma. A precisão do método depende da forma do elemento da malha bidimensional, ou seja, se ele é triangular ou quadrilateral, por exemplo. Além disso, a quantidade de pontos de integração e conseqüentemente a base polinomial do elemento finito, podem ser explorados para aumentar a precisão dos resultados. A base do método dos elementos finitos são as funções de mapeamento, e suas derivadas. No método de Galerkin as funções de mapeamento são igualadas às funções de forma originando os elementos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this research is presented a mathematical modeling based on Maxwell's equations and numerical modeling based on Charge Simulation Method (CSM) and the Finite Element Method (FEM) for calculating the quasi-static electromagnetic field in transmission lines. The finite element method is an adaptation of Galerkin residual method. It's currently considered a mathematical method for solving partial differential equations, among which includes the Poisson equation, Laplace equation, Helmholtz equation, Navier-Stokes, etc. This is an approximation method of continuing problems in closed domains where the continuous is divided into a finite number of parts or elements whose behavior is specified by a finite number of parameters associated with certain characteristic points called nodes. The nodes are union points of each element with its adjacent. The solution of the entire system follows the rules of the discrete problems. The complete system is formed by the association of N elements. The unknowns of the problem, mathematical functions, become the value of these functions on n nodes. The behavior within each of elements N is now defined from the behavior of n nodes, using appropriate interpolation functions or shape functions. The method precision depends on the shape of two-dimensional mesh element, i.e., if it is triangular or quadrilateral. Moreover, the number of integration points and therefore the polynomial finite element basis, can be exploited to increase the accuracy of the results. The basis of the finite element method are the mapping functions and their derivatives. In the Galerkin method the mapping functions are matched to the shape functions form the isoparametric. Finally, from above definitions, simply refer to the tables of numerical integration, showing how the elements are integrated, and use them in the rest of the numerical modeling / Orientador: Luiz Fernando Bovolato / Coorientador: Carlos Alberto Tenório de Carvalho Júnior / Banca: Afonso José do Prado / Banca: Sérgio Kurokawa / Banca: Olivio Carlos Nascimento Souto / Banca: Wander Gonçalves da Silva / Doutor

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T07:19:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T19:07:13Z : No. of bitstreams: 1 98176.pdf: 3656990 bytes, checksum: 5a1e65cda15472783e3abfadc1d8a1a8 (MD5) / O campo elétrico em um ponto no espaço é de intensidade e direção variável conforme altere o valor do potencial escalar da linha de transmissão, com alimentação senoidal. O valor eficaz do campo elétrico é de intensidade única ao longo do tempo e fornece o valor máximo. Para se calcular o valor possuem representação de número complexo, com uma parte real e outra imaginária. Apresenta-se o cálculo do campo elétrico eficaz em 2D gerado por linhas de transmissão através do comum método de simulação de cargas e do, não tão comum, método de elementos finitos utilizando o potencial escalar elétrico complexo e da densidade de corrente elétrica em casos 2D e axissimétricos utilizando o método de elementos físicos. Apresentação dos efeitos sobre seres vivos dos campos elétricos e magnéticos. Valores de campo elétrico calculados através dos dois métodos são comparados com valores medidos, comcluindo-se pela eficácia do método de elementos finitos utilizando o potencial escalar elétrico complexo. O cálculo da densidade de corrente elétrica é continuidade do cálculo do campo elétrico, facilmente obtido no método de elementos finitos. Com o cálculo da corrente em 2D, nota-se que pessoas mais sensíveis poderiam perceber diretamente a existência do campo elétrico pela intensidade de corrente induzida. Da revisão bibliográfica dos efeitos dos campos elétricos e magnéticos sobre seres humanos, evidencia-se a incerteza em relação às conseqüências dos mesmos, apesar de que em crianças ocorre leucemia.

[pt] As ferramentas de perfilagem eletromagnética para poços e túneis têm sido objeto de interesse da engenharia por muitas décadas devido às suas aplicações para a exploração de petróleo. A fim de obter uma avaliação precisa de uma formação geofísica, uma ampla variedade de métodos de eletromagnetismo computacional foi desenvolvida. O alto custo em termos de recursos computacionais para o procedimento da discretização espacial é um ponto negativo desses métodos tradicionais. Esta pesquisa tem como objetivo explorar novas abordagens semianalíticas para analisar a propagação de campos eletromagnéticos em meios anisotrópicos compreendendo camadas planares. Apresentaremos uma formulação matemática para os campos eletromagnéticos de uma fonte solenoidal em termos de um somatório de autofunções modais. O método proposto permite a análise de cenários geofísicos análogos aos do Pré-Sal brasileiro, onde rochas carbonáticas de alta condutividade são predominantes. Além disso, o efeito das formações do pré e pós-sal nas ondas eletromagnéticas pode ser facilmente incorporadas no nosso modelo. Apresentaremos resultados numéricos de validação, que demonstram o potencial da abordagem proposta neste trabalho para modelar sensores geofísicos de forma computacionalmente robusta e eficiente. / [en] Electromagnetic well-logging tools have been subject of interest for many decades due to their applications in oil exploration. In order to obtain accurate formation evaluation, a wide variety of numerical methods have been developed on Computational Electromagnetics. The high cost in terms of computational time and resources of these methods for the spatial discretization procedure is a negative point of these traditional methods. In this work, we will explore new semi-analytical approaches to analyze the propagation of electromagnetic fields in anisotropic media comprising planar layers. We will present a mathematical formulation for the electromagnetic fields due to a solenoid source in terms of a sum of modal eigenfunctions. The proposed method allows the analysis of geophysical scenarios similar to those of the Brazilian Pre-Salt, where high conductivity carbonate rocks are predominant. In addition, the effect of pre- and post-salt formations on electromagnetic waves can be easily incorporated into our model. We will present numerical validation results, which demonstrate the potential of the approach proposed in this work to model geophysical sensors in a computationally robust and efficient way.