Submitted by RAPHAEL MAZZINE BARBOSA DE OLIVEIRA (mazzine.r@gmail.com) on 2018-08-31T12:54:04Z No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_RMAZZINE.pdf: 2481284 bytes, checksum: e17b453dc770c4f6b899c9c0a5de342a (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Carolina Gonçalves Bet null (abet@iq.unesp.br) on 2018-09-05T12:38:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveira_rmb_me_araiq_int.pdf: 2195098 bytes, checksum: 013fbe713d5edbed6ff4d629e660b906 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-05T12:38:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveira_rmb_me_araiq_int.pdf: 2195098 bytes, checksum: 013fbe713d5edbed6ff4d629e660b906 (MD5) Previous issue date: 2018-08-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Desde a primeira descrição de biossensor reportada por Clark e Lyons em 1962, houve um extenso trabalho no desenvolvimento e aprimoramento de novas técnicas de biossensoriamento para detecção de biomarcadores com relevância médica. Destaca-se nesse processo o estudo de superfície de eletrodos, pois esse influencia diretamente em aspectos como; sensibilidade, estabilidade e qualidade do sinal. Portanto, este projeto consiste em avaliar comparativamente três superfícies de eletrodos baseadas em nanoestruturas contendo nanopartículas de azul da Prússia, funcionando com sonda redox do sistema, e materiais carbonáceos (como óxido de grafeno e nanotubos de carbono) para aplicação em biossensores. Foram avaliados aspectos como composição, características capacitivas redox e estabilidade de sinal. A técnica de análise utilizada é a espectroscopia de capacitância eletroquímica (ECE) que apresenta vantagens como não usar amplificadores de sinal (sondas redox) em solução, configuração esta, importante para métodos de diagnóstico point-of-care. Das superfícies analisadas, a composta por nanopartículas de azul da Prússia e óxido de grafeno (PBNP+GO) apresentou os melhores parâmetros de estabilidade e compatibilidade com os aspectos teóricos da técnica de ECE, sendo então selecionada para realização de testes de biossensoriamento que, através da funcionalização da superfície com anticorpos Anti-IL-6, detectaram seletivamente a presença do biomarcador IL-6. / Since the first description of biosensor reported by Clark and Lyons in 1962, numerous works related to the development and enhancement of novel medical biosensing techniques have been published. In that context, it must be highlighted the study of electrode surfaces as it has direct influence in aspects like; sensitivity, stability and signal quality. Therefore, this project aims to evaluate three electrode surfaces based on nanostructures with Prussian blue nanoparticles, as redox probe, and carbonaceous materials (like graphene oxide and carbon nanotubes) and their application in biosensors. It was evaluated aspects like composition, redox capacitive characteristics and signal stability. The electrochemical capacitance spectroscopy technique (ECE) was used as it offers several advantages like no need of signal amplifiers (redox probes) in solution and, then, making this technique more adequate for point-of-care diagnosis. Among the analysed surfaces, the one composed by Prussian blue nanoparticles and graphene oxide (PBNP+GO) was identified as the best surface in terms of stability and compatibility to the theoretical aspects of ECE. Therefore, that structure was selected to further biosensing essays, by functionalizing the surface with Anti-IL-6 antibodies, that indicated the selective detection of the IL-6 biomarker. / 1583843

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-04-26T13:55:49Z No. of bitstreams: 1 ALAN GONÇALVES PAULO E SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf: 4036442 bytes, checksum: 66c4a790f1155d8ce09ccc484d739542 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-26T13:55:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALAN GONÇALVES PAULO E SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf: 4036442 bytes, checksum: 66c4a790f1155d8ce09ccc484d739542 (MD5) Previous issue date: 2016-02-04 / Capes / A necessidade de controle ou supressão das vibrações surgiu devido aos seus efeitos danosos causados as pessoas, estruturas e elementos de máquinas. Com o passar dos anos, várias técnicas de controle foram criadas e se desenvolvem à medida que a tecnologia avança. Hoje, a utilização de materiais funcionais ou inteligentes, já é utilizada em larga escala em aplicações práticas e nas pesquisas acadêmicas dos maiores centros de tecnologia do mundo. Neste trabalho, temos como objetivo, realizar o controle de vibrações de uma estrutura com dois graus de liberdade do tipo pórtico, utilizando transdutores piezoelétricos associados a circuitos do tipo shunt de capacitância negativa com resistência elétrica em série. Para tal, utilizamos um circuito eletroeletrônico com componentes passivos (resistores, capacitores, indutores) associados a transdutores piezoelétricos QP10W, para produzirmos o circuito shunt de capacitância negativa, implementado através de Conversores de Impedância Negativa (NIC), utilizando amplificadores operacionais. As amplitudes de resposta do sistema nos domínios do tempo e frequência foram analisadas em vibração livre e em vibração forçada, utilizando os resistores que obtiveram o melhor desempenho na dissipação de energia da estrutura, que foram os de 100 Ω e de 150 kΩ. Obtivemos uma redução de 9,01 dB para o primeiro pico de frequência e de 6,95 dB para o segundo pico, em vibração livre. Para o caso de vibração forçada, obtivemos uma redução de 1,5 dB para o primeiro pico de frequência e de 2,19 dB para o segundo pico de frequência, cumprindo assim o objetivo do trabalho pretendido. / The need for control or suppression of vibrations arose due to its harmful effects caused at people, structures and machine elements. With the passage of years, various control techniques were created and develop as technology advance. Today, the use of functional or smart materials is already used on a large scale in practical applications and in academic research of the world's largest technology centers. In this work, our goal is to perform vibration control of a structure with two degrees of freedom portico type using piezoelectric transducers associated with the negative capacitance shunt circuits with electric resistance in series. To do this, we use an electroelectronics circuit with passive components (resistors, capacitors, inductors) associated with piezoelectric transducers QP10W, to produce the negative capacitance shunt circuit, implemented through Negative Impedance Converters (NIC) using operational amplifiers. Response amplitudes of the system in the domains of time and frequency were analyzed in free vibration and forced vibration using the resistors that had the best performance in energy dissipation structure, which were the 100 Ω and 150 kΩ. We obtained a reduction of 9.01 dB for the first peak frequency and 6.95 dB for the second peak in vibration free. In the case of forced vibration, we obtained a reduction of 1.5 dB for the first peak frequency and 2.19 dB for the second peak frequency, thus fulfilling the purpose of the intended work.

Introdução: A comprovação da eficiência de formulações hidratantes deve ser criteriosa e analisada com métodos adequados. Objetivo: O objetivo principal do trabalho foi avaliar in vivo a eficácia hidratante de formulações contendo diferentes componentes ativos por capacitância elétrica e perda de água transepidérmica. Compararam-se os desempenhos entre Corneometer® e Moisturemeter® e entre o Vapometer® e Tewlmeter®. Verificou-se o comportamento in vitro das alterações causadas pelas substâncias hidratantes, em modelo de estrato córneo alternativo. Material e Métodos: Os compostos ativos selecionados (4% p/p) para incorporação nos géis à base de carbômero foram: uréia, extrato vegetal de Imperata cylindrica; complexo contendo fatores de hidratação natural; e os derivados do açúcar, sacarídeo isomerato e a mistura de xilitilglicosídeo e anidroxilitilglicosídeo. A avaliação in vivo da eficácia hidratante teve o delineamento experimental baseado no projeto fatorial ANOVA three way. Os tempos estudados foram: após a aplicação e 30, 60, 120; 240 e 360 minutos. O estudo de estabilidade acelerada das formulações envolveu condições drásticas de armazenamento (temperatura, umidade e luminosidade) durante 90 dias. Na avaliação in vitro do comportamento das substâncias hidratantes utilizou-se a espectroscopia Raman com transformada de Fourier (FT-Raman) e Calorimetria exploratória diferencial (DSC). Resultados: A análise estatística da capacitânia elétrica obtida por Corneometer® e do Moisturemeter® mostraram que houve diferenças significativas entre os géis e o tempo de aplicação. Com relação às medidas de perda de água transepidérmica, os resultados obtidos por Vapometer® e Tewlmeter® não apresentaram concordância. As bandas encontradas nos espectros FT-Raman mostraram que os ativos hidratantes não provocaram alterações na estrutura conformacional do estrato córneo alternativo. A análise da calorimetria (DSC) mostrou que o gel de uréia aumentou o conteúdo hídrico da membrana. Conclusão: Os géis contendo 4% (p/p) de uréia e de 4% (p/p) de derivado de açúcar apresentaram melhor eficácia hidratante in vivo, capacitância elétrica quando analisado por Corneometer® e Moisturemeter®. Em relação à perda de água transepidérmica, o gel base sem ativo obteve o melhor resultado. Com relação às medidas de capacitância, o Corneometer® e o Moisturemeter® mostraram-se estaticamente semelhantes. Comparando-se as medidas de perda de água transepidérmica, a análise estatística indicou que o Vapometer® tem precisão inferior comparada com o Tewlmeter®. A avaliação do comportamento in vitro das substâncias hidratantes sugeriram que as mesmas são seguras. / Introduction: Hydration of the corneal layer varies according to the amount of water present; the transportation of water from the lower layers; evaporation speed and quantity and composition of epicutaneous emulsion. Proof of moisturizer formula efficiency must be prudent and analyzed using appropriate methods. Objective: The studys main objective was to assess the in vivo efficacy of moisturizer formulas with different active components by means of electrical capacitance and transepidermal water loss. The accelerated stability of the referred to formulas was also observed and assessed. Performances between Corneometer® and Moisturemeter® and between Vapometer® and Tewlmeter® were compared. In vitro behavior of alterations caused by moisturizing substances was verified in an alternative corneal stratum model. Material and Methods: The active compounds selected (4% p/p) for use in carbomer-based gels were: urea, Imperata cylindrica vegetal extract; a complex with natural moisturizing factors; sugar byproducts, saccharide isomerate and the mix of xylitol glucoside and anhydro xylitol glicoside. In vivo assessment of moisturizing efficacy of the formulas by means of electrical capacitance and transepidermal water loss was designed based in ANOVA three way factorial design. The gels were applied on both arms of volunteers aged 20 to 30 and a control application (base gel) and an untreated area were used. Study times were: after application and at 30, 60, 120; 240 and 360 minutes. The accelerated stability study of the formulations involved drastic storage conditions (temperature, humidity, luminosity) over 90 days. For the in vitro assessment of moisturizing substance behavior, Raman spectroscopy was used with Fourier Transform (FT-Raman) and differential scanning calorimetry (DSC). Results: Statistical analysis of electrical capacitance using Corneometer® and Moisturemeter® revealed significant differences between the gels and application time. With regard to transepidermal water loss measures, the results obtained from Vapometer® and Tewlmeter® did not reveal concordance. The bands found in the FT-Raman spectrum revealed that the active moisturizers did not cause changes in the alternative cornea stratum conformation structure. Calorimetry (DSC) analysis showed the urea gel increased membrane water content. Conclusion: Gels containing 4% (p/p) urea and 4% (p/p) of sugar byproduct had the best in vivo moisturizing efficacy, electrical capacitance when analyzed with Corneometer® and Moisturemeter®. In relation to transepidermal water loss, the base gel without active ingredients had the best result in both Vapometer® and Tewlmeter®. The formulas were stable for a period of three months in the studied storage conditions. In relation to capacitance measures, Corneometer® and Moisturemeter® proved to be statistically similar. When comparing transepidermal water loss measures, statistical analysis indicated that Vapometer® is not as precise as Tewlmeter®. In vitro assessment of behavior of moisturizing substances suggested they are safe.

Sensores capacitivos são amplamente utilizados em vários sistemas de medida, tanto na indústria como em laboratórios de pesquisa. Estes dispositivos medem variadas grandezas físicas, como deslocamento, força, pressão, densidade e concentração de substâncias em escoamentos bifásicos, entre outros. Sua aplicação vêm sendo utilizada há algum tempo de forma relativamente elementar, necessitando ainda de estudos específicos para entender a fundo o fenômeno de transferência de carga. A sonda proposta neste trabalho visa melhorar a aquisição do sinal capacitivo e obter uma medida precisa de fração volumétrica em condições bifásicas e trifásicas. Portanto, é necessário um circuito transdutor que transmita de forma precisa a capacitância registrada entre os eletrodos dos sensores até uma central de aquisição. Neste trabalho buscamos desenvolver um modelo de sonda para medir frações volumétricas in situ. Para tanto, apresentamos as etapas de calibração dos sensores, através de válvulas de fechamento rápido, e validamos a técnica sob determinadas condições e variados padrões de escoamento. Dois sensores de geometrias distintas (anéis e hélices) foram utilizados na composição da sonda capacitiva não intrusiva. Propõe-se a solução do sistema linear para medição direta de fração volumétrica em escoamento trifásico. / Capacitive sensors are widely employed in many measurement systems in both industry and laboratory activities. These devices measure several physical quantities such as displacement, forces, pressure, density and concentration of substances in two-phase flows. Their application in industry is still insipient, in part because specific studies are still necessary to properly understand the phenomenon of charge transfer. The goal of this research is the development of a non-intrusive double-sensor probe to on-line measurement of in-situ volumetric fractions in two and three-phase flows. Therefore, we present the calibration work, through quick-closing valves, and validation techniques under certain conditions and for different flows patterns. A transducer circuit to transmit the capacitance sign accurately from the sensors to the central acquisition was developed. Two sensors with different geometries (rings and helix) comprise the double-sensor capacitive probe. Finally, we propose the solution of a linear system for the direct measurement of in-situ volumetric fraction in three-phase flow.

Submitted by Andrea Pereira (andrea.pereira@unipampa.edu.br) on 2017-05-11T13:43:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Ana Paula Jardim Roquete - AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES CAPACITIVAS DE RECOBRIMENTOS DE SOL-GEL APLICADOS SOBRE ALUMÍNIO ANODIZADO (1).pdf: 2361567 bytes, checksum: 81ac2b44fc68ae0dcd2c6e987e3b4598 (MD5) / Approved for entry into archive by Andrea Pereira (andrea.pereira@unipampa.edu.br) on 2017-05-11T13:43:20Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Ana Paula Jardim Roquete - AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES CAPACITIVAS DE RECOBRIMENTOS DE SOL-GEL APLICADOS SOBRE ALUMÍNIO ANODIZADO (1).pdf: 2361567 bytes, checksum: 81ac2b44fc68ae0dcd2c6e987e3b4598 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-11T13:43:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Ana Paula Jardim Roquete - AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES CAPACITIVAS DE RECOBRIMENTOS DE SOL-GEL APLICADOS SOBRE ALUMÍNIO ANODIZADO (1).pdf: 2361567 bytes, checksum: 81ac2b44fc68ae0dcd2c6e987e3b4598 (MD5) Previous issue date: 2015-03-27 / O desenvolvimento da indústria de eletrônicos junto à miniaturização dos seus dispositivos gera uma demanda de novos sistemas de armazenamento de energia, como os capacitores. Na busca por esses novos sistemas, o estudo de materiais para uso como capacitores tem papel fundamental. O presente trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de um recobrimento com propriedades capacitivas em liga de alumínio, tendo como pré-tratamento o processo de anodização, o qual devido à rugosidade formada sobre a amostra pode auxiliar na aderência do recobrimento. Os recobrimentos foram produzidos a partir do processo sol-gel, o qual forma recobrimentos finos de forma consideravelmente simples e econômica. As amostras de alumínio, obtidas de latas de refrigerante, foram lixadas, para a retirada de seus recobrimentos interno e externo, após passaram por um tratamento superficial, por meio do processo de anodização, o qual foi realizado em três diferentes tempos (15, 20 e 30 minutos). Este tratamento superficial foi avaliado pela técnica de Polarização Potenciostática (PP), indicando as melhores condições de anodização para a deposição de sol-gel. A capacitância para este tratamento superficial foi avaliada por meio de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) ao longo de um período de seis dias em solução de NaCl 3% p/v em pH 2,7. Ambas as análises identificaram a anodização de 15 min como a melhor condição para a realização do tratamento. Amostras com e sem anodização foram então recobertas por oito composições diferentes de sol-gel, e a partir das avaliações de capacitância de cada recobrimento por EIE foi determinada a melhor composição para a adição de um novo óxido, o óxido de rutênio (RuO2), com o objetivo de aumentar a capacitância do recobrimento. As amostras com a última composição foram avaliadas por EIE, determinando a capacitância do recobrimento, Cronocoulometria, para identificação do comportamento quanto ao carregamento, Difração de Raios-X (DRX) e Microscopia de Força Atômica (MFA), avaliando a superfície das amostras. Obteve-se com as medidas de EIE uma menor capacitância para as amostras recobertas com o último sol-gel em relação às amostras anodizadas, porém por Cronocoulometria foi possível verificar carregamento e descarregamento da superfície, o que indicou um comportamento dielétrico do sol-gel, pois manteve a carga de carregamento após a imposição de um potencial contrário ao aplicado. As análises de DRX e MFA comprovaram a ação da anodização devido à presença de pseudo-boemita e rugosidade da amostra, e a indicação de uma região amorfa para amostras com sol-gel, as quais apresentaram superfícies mais planas. / The development of the electronics industry with the miniaturization of devices creates a demand for new energy storage systems, such as capacitors. In the search for these new systems, the study of materials for use as capacitors has a fundamental role. This work aims at the development of a coating with capacitive properties on aluminum alloy, using as pretreatment the anodizing process, which roughness formed on the sample can assist in coating adhesion. Coatings were produced from the sol-gel process, which forms thin coatings in a simple and economical way. The aluminum samples obtained from soft drinks cans were sanded for the removal of its internal and external coatings after undergone a surface treatment by means of anodizing process, which was conducted at three different times (15, 20, and 30 minutes). This surface treatment was evaluated by the technique of Pontentiostatic Polarization (PP), indicating the best conditions of anodizing process for the deposition of solgel. The capacitance for this surface treatment was assessed using Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) over a period of six days in 3,0 % NaCl solution at pH 2.7. Both analyzes identified the anodizing 15 min as the best condition for the treatment. Samples with and without anodization were then coated with eight different sol-gel compositions, and from the capacitance ratings of each coating was determined by EIA the best composition for adding a new oxide, ruthenium oxide (RuO2), in order to increase the capacitance of the coating. Samples with this final composition was evaluated by EIA, determining the capacitance of the coating, chronocoulometry, to identify the behavior and loading, X-ray Diffraction (XRD) and Atomic Force Microscopy (AFM) evaluating the sample surface. EIS measurements indicating a smaller capacitance for samples coated with the sol-gel in relation to the anodized samples, however chronocoulometry was verified by loading and unloading surface, which indicated a dielectric behavior of the sol-gel, cause it kept the charging load on the establishment of a potential opposite to that applied. The analysis of XRD and AFM confirmed the anodizing action due to the presence of pseudo-boehmite and roughness of the sample, and the appointment of an amorphous region for samples with sol-gel, which had more flat surfaces.

Esta dissertação tem por objetivo reportar dados relativos às características elétricas e microestruturais de eletrodos aplicadas em dispositivos armazenadores de energia, especificamente supercapacitores constituídos por eletrodos de carvão ativado. Os parâmetros elétricos estudados foram a resistência em série equivalente obtida pelo método da interrupção de corrente (ESR(Inst)) (sendo que a sigla ESR é oriunda do termo inglês Equivalent Series Resistance), a resistência em paralelo equivalente (EPR(Dep)) obtida pelo método do valor dependente (sendo que a sigla EPR é oriunda do termo inglês Equivalent Parallel Resistance) e a capacitância (C(DC)) obtida pelo método da corrente contínua (sendo que a sigla DC oriunda do termo inglês Direct Current). Tais parâmetros foram escolhidos devido ao impacto que causam no tempo de vida útil, na capacidade de armazenamento de cargas elétricas, na velocidade de carga e descarga, na perda por efeito termoiônico nos processos de carga e descarga e na perda de cargas armazenadas devido à autodescarga em supercapacitores. Os dados microestruturais reportam por meio de imagens a homogeneidade da porosidade e por meio de valores correlacionados a composição química e eventuais contaminações presentes nos eletrodos. Os dados e valores coletados possuem a intenção de servir como referência comparativa de qualidade e apontar qual parâmetro afeta mais a qualidade do supercapacitor. Para tanto foram realizados testes a fim de coletar valores de C(DC), ESR(Inst) e EPR(Dep) após a exposição de supercapacitores de 1F/5,5V a temperaturas de 50ºC, 75ºC, 100ºC e 125ºC por 672 horas, sendo os dados coletados ao inicio dos testes, à temperatura ambiente, e posteriormente a cada 168 horas. Feitos os experimentos concluiu-se que o parâmetro que sofreu maior deterioração com o acréscimo de energia térmica foi a EPR(Dep), em seguida a C(DC), que de fato pouco sofreu alteração e a ESR(Inst), em que a mudança dentro do erro de medição foi imperceptível. / This paper aims to report information on electrical and microstructural characteristics of electrodes applied at devices that store energy, specifically supercapacitors made of activated carbon electrodes. The studied electrical parameters were the equivalent series resistance obtained by the method of the instantaneous value of the voltage drop (ESR(Inst)), where the acronym ESR has the meaning Equivalent Series Resistance, the equivalent parallel resistance (EPR(Dep)) obtained by the method of dependent value, where the acronym EPR has the meaning Equivalent Parallel Resistance, and the capacitance (C(DC)) obtained by the method of direct current. These parameters were chosen because of the impact they have on lifetime, the storage capacity of electric charge, the speed of loading and unloading, the loss thermionic effect on the charge and discharge processes and loss of stored charge due to self-discharge in supercapacitors. The data given by microstructural images of the homogeneity and porosity values correlated by the chemical composition and possible contaminations present in the electrodes. The collected data and values are intended to serve as a comparative reference point and quality parameter which most affects the quality of the supercapacitor. For both tests were carried out in order to collect values of C(DC), ESR(Inst) and EPR(Dep) after supercapacitors of the 1F/5.5V are exposure at temperatures of 50, 75, 100 and 125°C for 672 hours, and the data collected at the beginning of the tests (room temperature) and subsequently every 168 hours. Made experiments it was concluded that the parameter further deterioration suffered with the increase of thermal energy is EPR(Dep), then C(DC), which in fact little changed and ESR(Inst), in which the change in the measurement error was are noticeable.

Esta dissertação tem por objetivo reportar dados relativos às características elétricas e microestruturais de eletrodos aplicadas em dispositivos armazenadores de energia, especificamente supercapacitores constituídos por eletrodos de carvão ativado. Os parâmetros elétricos estudados foram a resistência em série equivalente obtida pelo método da interrupção de corrente (ESR(Inst)) (sendo que a sigla ESR é oriunda do termo inglês Equivalent Series Resistance), a resistência em paralelo equivalente (EPR(Dep)) obtida pelo método do valor dependente (sendo que a sigla EPR é oriunda do termo inglês Equivalent Parallel Resistance) e a capacitância (C(DC)) obtida pelo método da corrente contínua (sendo que a sigla DC oriunda do termo inglês Direct Current). Tais parâmetros foram escolhidos devido ao impacto que causam no tempo de vida útil, na capacidade de armazenamento de cargas elétricas, na velocidade de carga e descarga, na perda por efeito termoiônico nos processos de carga e descarga e na perda de cargas armazenadas devido à autodescarga em supercapacitores. Os dados microestruturais reportam por meio de imagens a homogeneidade da porosidade e por meio de valores correlacionados a composição química e eventuais contaminações presentes nos eletrodos. Os dados e valores coletados possuem a intenção de servir como referência comparativa de qualidade e apontar qual parâmetro afeta mais a qualidade do supercapacitor. Para tanto foram realizados testes a fim de coletar valores de C(DC), ESR(Inst) e EPR(Dep) após a exposição de supercapacitores de 1F/5,5V a temperaturas de 50ºC, 75ºC, 100ºC e 125ºC por 672 horas, sendo os dados coletados ao inicio dos testes, à temperatura ambiente, e posteriormente a cada 168 horas. Feitos os experimentos concluiu-se que o parâmetro que sofreu maior deterioração com o acréscimo de energia térmica foi a EPR(Dep), em seguida a C(DC), que de fato pouco sofreu alteração e a ESR(Inst), em que a mudança dentro do erro de medição foi imperceptível. / This paper aims to report information on electrical and microstructural characteristics of electrodes applied at devices that store energy, specifically supercapacitors made of activated carbon electrodes. The studied electrical parameters were the equivalent series resistance obtained by the method of the instantaneous value of the voltage drop (ESR(Inst)), where the acronym ESR has the meaning Equivalent Series Resistance, the equivalent parallel resistance (EPR(Dep)) obtained by the method of dependent value, where the acronym EPR has the meaning Equivalent Parallel Resistance, and the capacitance (C(DC)) obtained by the method of direct current. These parameters were chosen because of the impact they have on lifetime, the storage capacity of electric charge, the speed of loading and unloading, the loss thermionic effect on the charge and discharge processes and loss of stored charge due to self-discharge in supercapacitors. The data given by microstructural images of the homogeneity and porosity values correlated by the chemical composition and possible contaminations present in the electrodes. The collected data and values are intended to serve as a comparative reference point and quality parameter which most affects the quality of the supercapacitor. For both tests were carried out in order to collect values of C(DC), ESR(Inst) and EPR(Dep) after supercapacitors of the 1F/5.5V are exposure at temperatures of 50, 75, 100 and 125°C for 672 hours, and the data collected at the beginning of the tests (room temperature) and subsequently every 168 hours. Made experiments it was concluded that the parameter further deterioration suffered with the increase of thermal energy is EPR(Dep), then C(DC), which in fact little changed and ESR(Inst), in which the change in the measurement error was are noticeable.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents the analysis and implementation of a connection between two power converters, applied to street lighting with LEDs. This connection is called optimized cascade. The main idea of this connection is the reduction of the processed energy by the second converter, increasing this way the system efficiency. Besides that, the electrolytic capacitor is eliminated, aiming the life-span increase of the converter. To do that, the capacitance is reduced, causing a low frequency ripple, which is compensated by the second converter. This way, it is possible to unify high eficiency with long life-span on this converter. Such characteristics are considered fundamentals on LED driver. To prove the idea, two prototypes were built, one based on feedback control scheme and the other on a feedback plus feedforward control scheme. Both had shown good results, however the feedback plus feedforward controller proved to be more effiective on the active compensation of the low frequency ripple. In the end, a comparison between the two most used topologies on LED driver with the optimized cascade was performed. The results had shown a possible application range, advantages e limitations of this idea. / Este trabalho apresenta a análise e implementação de uma conexão entre dois conversores de potência, com aplicação para iluminação pública com LEDs. Essa conexão foi chamada de cascata otimizada. A principal ideia dessa conexãoo é a minimização da energia processada pelo segundo conversor, aumentando assim a eficiência do sistema. Além disso, o capacitor eletrolítico é eliminado desta topologia com o intuito de aumentar a vida útil do sistema. Para tal, a capacitância é reduzida, sendo a ondulação de baixa frequência, proveniente de tal redução, compensada ativamente pelo segundo conversor. Com isso, é possível unir alta eficiência e durabilidade, características consideradas fundamentais em um driver para LEDs. Para provar a ideia, dois protótipos foram desenvolvidos, um baseado em controle feedback e o outro baseado na união de um controle feedback com feedforward. Ambos mostraram bons resultados, o entanto o controle feedback mais o feedforward mostrou-se mais eficaz na compensação ativa da ondulação de barramento. Por fim, uma comparação entre as duas topologias mais utilizadas em drivers para LED e a cascata otimizada foi realizada. Os resultados obtidos mostraram sua possível faixa de aplicação, bem como vantagens e limitações.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents the research and development of a connection method for static converters, called Optimized Cascade, which aims to reduce the redundant power processing in multiple stage topologies for LED driving. An initial analysis of possible solutions available on the literature is conducted, where different kinds of solutions are demonstrated, their characteristics and how they can be classified. Afterward, an analysis of the general characteristics of the optimized cascade is presented, as well as the method employed to reduce the bus capacitance value. This reduction aims to replace the electrolytic capacitor for alternative technologies, in order to increase the lifespan of the LED driver. One of the inovations of this work is the proposal of a project methodology, focusing the conversion efficiency and the capacitance reduction. Besides that, a mathematical model of the optimized cascade was derived, so as to establish the impact of the bus voltage ripple on the LED current. From this model, it has been possible to determine parameters for choosing the best operating mode for the second stage and the estimation of capacitance reduction-. Also, some controllers were analyzed to control the PC stage, on which the resonant controller has been proposed for demanding projects, regarding the capacitance value and LED current ripple. Finally, two prototypes were mounted and tested, where an efficiency of thereabout 90% was get with a power factor of 0; 99, along with total compliance with the power quality parameters and flicker. In both prototypes film capacitors were employed, contributing to enhance the lifespan of the converter, making it compatible with LED lifespan. / Este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento de um método de conexão de conversores, chamado Cascata Otimizada, o qual visa reduzir o processamento redundante de energia em topologias de múltiplos estágios para acionamento de LEDs. Uma análise preliminar das soluções disponíveis atualmente na literatura acadêmica é realizada, na qual são demonstrados diferentes tipos de soluções, suas características e como podem ser classificadas. Em seguida, uma análise das características gerais da cascata otimizada é apresentada, bem como o método empregado para redução da capacitância de barramento. Tal redução visa a substituição de capacitores eletrolíticos por tecnologias alternativas, com o intuito do aumento da vida útil do driver. Uma das inovações deste trabalho é a proposição uma metodologia de projeto, com foco na eficiência e na redução da capacitância. Além disso, também foi elaborado um modelo matemático, de forma a determinar o impacto da ondulação da tensão no barramento sobre a corrente nos LEDs. A partir desse modelo, foi possível estabelecer parâmetros para a escolha do melhor modo de operação para o segundo estágio e estimação da redução do capacitor de barramento. Também foram analisados diversos controladores para o segundo estágio, sendo proposto o uso do controle ressonante para projetos mais exigentes com respeito ao valor do capacitor de barramento e da ondulação na corrente de saída. Por fim, dois protótipos foram montados e testados, obtendo uma eficiência de aproximadamente 90%, fator de potência de 0;99 e total observância aos parâmetros de qualidade de energia e flicker. Em ambos os protótipos foram empregados capacitores de filme, o que contribui para elevar a vida útil do conversor, compatibilizando-a com a vida útil da carga LED.

Made available in DSpace on 2015-05-08T15:00:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 2338507 bytes, checksum: 6275f329bc4f4dc275a86cd47c9ba994 (MD5) Previous issue date: 2009-04-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This thesis aims to computationally simulate the electronic transducer for a parallel electrical capacitance tomography, can generate a voltage level used for image reconstruction of the adsorption phenomenon occurred in the adsorptive bed. This simulation was performed using a computer program like SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) for the purpose of defining the parameters for its construction, dedicated to the application of the adsorptive bed bench in a glass case studies of the adsorptive process. This technique uses capacitive sensors coupled to an electronic transducer that will generate a voltage signal associated with the distribution of dielectric permittivity of the medium. The simulation is developed to simulate the main circuit, a differentiator, fitted with high frequency OPA 2690. The simulated model is a simple circuit with a transmitter and a receiver. The results show the technical feasibility of the project being proposed for future work to implement a prototype of the electronic transducer of electrical capacitance tomography applied to the study of the adsorption process. / Esta dissertação tem como objetivo simular computacionalmente o transdutor eletrônico para um tomógrafo capacitivo elétrico paralelo capaz de gerar um nível de tensão utilizado para a reconstrução da imagem do fenômeno de adsorção ocorrido no leito adsortivo. Esta simulação foi realizada em um programa computacional do tipo SPICE (Programa de Simulação com Ênfase em Circuito Integrado) com a finalidade de definir os parâmetros para a sua construção, voltado para a aplicação no leito adsortivo de uma bancada em vidro para estudos do processo adsortivo. Esta técnica utiliza sensores capacitivos acoplados a um transdutor eletrônico que vão gerar um sinal de tensão associado à distribuição da permissividade dielétrica do meio. A simulação desenvolvida consiste em simular o circuito principal, um diferenciador, montado com OPA 2690 de alta freqüência. Simulou-se de um modelo de circuito simples, com um transmissor e um receptor. Os resultados apresentados mostram a viabilidade técnica do projeto, sendo proposto para trabalhos futuros a implementação de um protótipo do transdutor eletrônico do tomógrafo capacitivo elétrico aplicado ao estudo do processo de adsorção.