Este trabalho propõe um procedimento para qualificar sistemas fotovoltaicos conectados à rede, o qual possui dois focos principais: o comissionamento e a caracterização da produção de energia. Também resume alguns aspectos normativos relacionados aos sistemas fotovoltaicos, apresenta os principais parâmetros de desempenho utilizados para caracterizar um sistema fotovoltaico, propõe uma metodologia para calcular a energia injetada na rede, a qual incorpora modelos matemáticos e procedimentos de medição, tanto novos quanto convencionais, e aplica essa metodologia em um estudo de caso de um sistema fotovoltaico real. / This work proposes a procedure for qualifying grid-connected photovoltaic systems, which has two main focuses: the commissioning and the characterization of energy production. The work also summarizes some regulatory aspects related to photovoltaic systems, presents the main parameters used to characterize the performance of a photovoltaic system, proposes a methodology to calculate the energy injected into the grid, which incorporates both new and conventional mathematical models and measurement procedures, and applies this methodology to a case of study of a real photovoltaic system.

Nanoemulsões catiônicas têm sido recentemente propostas como sistemas carreadores de DNA. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a influência de diferentes fosfolipídeos sobre propriedades dos complexos formados entre nanoemulsões e pDNA (pTracerTMCMV2). Em uma primeira etapa, nanoemulsões catiônicas constituídas de triglicerídeos de cadeia média, estearilamina, lecitina de gema de ovo ou fosfolipídeos isolados (DSPC, DOPC, DSPE ou DOPE), glicerol e água foram preparadas através do procedimento de emulsificação espontânea. Independente do tipo de fosfolipídeo empregado, esse procedimento conduziu à obtenção de nanoemulsões catiônicas monodispersas com diâmetro de gotícula e potencial zeta de cerca de 250 nm e +50 mV, respectivamente. A complexação do pDNA com as nanoemulsões catiônicas, avaliada através do retardamento de migração do pDNA em gel de agarose por eletroforese, foi total quando o complexo apresenta uma relação de cargas [+/-] ≥ 1,0. Nestas condições, os complexos formados foram protegidos da degradação pela enzima DNase I. Em uma segunda etapa, a citotoxicidade das nanoemulsões e dos complexos com o pDNA sobre células Hep G2 foi avaliada, através do ensaio de MTT. Os resultados obtidos demonstraram que a adição de quantidades crescentes das nanoemulsões, conduz a uma toxicidade progressiva sobre as células, independente do pH do meio. Dentre as formulações estudadas, aquelas estabilizadas pelos fosfolipídeos DSPC e DSPE, de elevada temperatura de transição de fases, foram marcadamente menos tóxicas, em comparação com as formulações obtidas com lecitina, DOPC e DOPE. Essa mesma tendência foi detectada para os complexos formados com o pDNA. Em uma última etapa, foi realizado um estudo preliminar de transferência gênica em células Hep G2, utilizando a técnica de PCR em tempo real. Dentre as diferentes formulações testadas, a maior quantidade de DNA de GFP detectada parece ser para a formulação obtida com o fosfolipídeo DSPC, ilustrando as potencialidades de uso das nanoemulsões desenvolvidas como reagentes de transfecção de pDNA em células Hep G2. Em conclusão, o conjunto dos resultados obtidos demonstra o efeito dos fosfolipídeos empregados sobre propriedades físico-químicas, complexação, estabilidade, citotoxicidade e transfecção de nanoemulsões catiônicas como sistemas carreadores de pDNA. / Cationic nanoemulsions have been recently considered as potential delivery systems for DNA. The aim of the present work was to evaluate the influence of different phospholipids on the properties of complexes formed between nanoemulsions and pDNA (pTracerTM-CMV2). First, cationic nanoemulsions composed of medium chain triglycerides, stearlyamine, egg lecithin or isolated phospholipids (DSPC, DOPC, DSPE or DOPE), glycerol and water were prepared through spontaneous emulsification process. Independently of the type of phospholipid used this procedure results in monodisperses cationic nanoemulsions with droplet size and zeta potential of about 250 nm and +50 mV, respectively. The complexation of pDNA with cationic nanoemulsions, analyzed by agarose gel retardation assay was total when the complex possesses a charge relation [+/-] ≥ 1.0. In these conditions the complexes were protected from enzymatic degradation by DNase I. After that, the cytotoxicity of the nanoemulsion and the complexes with pDNA in Hep G2 cells was evaluated through MTT assay. The results showed that the addition of increasing amount of nanoemulsion leads to a progressive toxicity on the cells independently of the media’s pH. Among the studied formulations the ones stabilized with the phospholipids DSPC and DSPE, that have elevated phase transition temperatures, were much less cytotoxic in comparison with the formulations obtained with lecithin, DOPC and DOPE. This same trend was detected for the complexes formed with pDNA. Finally a preliminary study of gene transfer to Hep G2 cells was performed using real-time PCR technique. Among the different formulations tested, the major quantity of reporter DNA detected seems to be for the formulation obtained with the DSPC phospholipid. This shows the potentialities of the use of nanoemulsions as transfection reagents of pDNA in Hep G2 cells. In conclusion, the overall results show the effect of the phospholipids on physicochemical properties, complexation, stability, cytotoxicity and transfection of cationic nanoemulsions as delivery systems for pDNA.

Seguindo a linha de pesquisa de novos materiais geotécnicos, na busca por soluções técnicas a partir do uso de materiais alternativos, o presente estudo avaliou sob enfoque geotécnico o comportamento do resíduo de uma fábrica recicladora de papel localizada no estado do Rio Grande do Sul, Brasil. O objetivo do trabalho consistiu em caracterizar o resíduo e identificar suas propriedades no que se refere ao seu desempenho mecânico e hidráulico, a partir de um programa de ensaios de laboratório. O resíduo in natura possui uma umidade de 256 %, sendo composto de matéria orgânica (de 40 a 45 %), cargas minerais (principalmente caulinita e calcita) e água. As análises para a determinação dos parâmetros de deformabilidade, resistência e condutividade hidráulica foram feitas utilizando-se como variável os valores de umidade de aproximadamente 190, 160 e 130 %. Os parâmetros de compressibilidade unidimensional das amostras do resíduo não apresentaram variabilidade significativa com a variação da umidade de moldagem, obtendo-se valores médios elevados para os índices de compressão (Cc) e descarregamento (Cd) e para os coeficientes de adensamento (Cv), indicativos da alta compressibilidade característica do material. Para a determinação dos parâmetros de resistência do material foram realizados ensaios triaxiais nãodrenados. O ângulo de atrito interno obtido foi de ф’= 53,5°. Durante os ensaios triaxiais foram realizadas medições da condutividade hidráulica antes da fase de cisalhamento das amostras. Os coeficientes de condutividade hidráulica, medidos na fase pré-cisalhamento, atingiram valores da ordem de 10-9 m/s. A capacidade de atingir baixos valores de condutividade hidráulica é uma característica relevante do comportamento deste material e indica a possibilidade de ser utilizado como um material geotécnico alternativo em substituição aos materiais convencionais utilizados em coberturas impermeáveis de aterros (cover liners). / Following the line of research of new geotechnical materials, aiming new technical solutions using alternative materials, the present research evaluated, under geotechnical understanding, the behavior of the waste sludge from a paper recycling plant in Rio Grande do Sul, Brazil. The objective of this research aimed the characterization and the identification of the waste properties – mechanical and hydraulic performance, through laboratory tests. The natural waste has 256% of water content, and is composed by organic matter (ranging from 40 to 45 %), mineral charges (mainly Kaolinite and Calcite) and water. The tests for the determination of deformability, strength and hydraulic conductivity parameters were carried out under 190%, 160% and 130 % of water content. The one-dimensional compressibility parameters of the waste sludge did not show a significant variability with the variation of the molding water content, where the average values were high for the compression (Cc) and swelling (Cd) coefficients as well as for the consolidation coefficient (Cv), which can be considered as an indicative of high compressibility (characteristic of the material). For the determination of the strength parameters of the material, it was carried out undrained triaxial tests. The internal friction angle was ф’= 53,5°. During the triaxial tests, measurements of hydraulic conductivity were performed, previously shearing. The hydraulic conductivity coefficients measured during the pre-shearing phase, reached values around 10-9 m/s. The capacity for reaching low values of hydraulic conductivity is a considerable characteristic of the behavior of this material, what shows the possibility of its use as an alternative geotechnical material substituting the conventional materials used as cover liners

O perfil de consumo de energia elétrica dos consumidores necessita ser conhecido em detalhe para muitos estudos, sejam eles técnicos ou comerciais. Esse conhecimento pode ser alcançado através da obtenção das curvas de carga de todos os clientes da empresa, porém, devido ao grande número de medidores necessários, essa prática é inviável. A alternativa utilizada atualmente nas revisões tarifárias do sistema elétrico brasileiro emprega a teoria de amostragem associada a técnicas de análise de dados. Após a obtenção das informações, são calculadas as tipologias de carga que representam cada cliente ou transformador, através de etapas de caracterização da carga. Os resultados obtidos permitem uma análise mais precisa do mercado de energia elétrica e, principalmente, o conhecimento da forma como cada classe de consumidores utiliza a rede. Este trabalho envolve parte do estudo mencionado sobre a análise dos dados coletados nas campanhas de medição, propondo e avaliando metodologias alternativas para duas etapas do processo de caracterização de tipologias de carga, a seleção de curvas típicas e a classificação de dados, adequadas às necessidades das revisões tarifárias e com base em métodos heurísticos e nas práticas do setor. Após o desenvolvimento e implementação das metodologias, foram realizados testes entre os processos propostos, comparando e avaliando suas particularidades para duas situações: a semelhança entre as tipologias encontradas para os transformadores e consumidores de um mesmo nível de tensão e o impacto nos custos marginais de capacidade. A análise das comparações realizadas permitiu a identificação dos impactos e características das metodologias desenvolvidas, para cada etapa estudada. / Knowing the way consumers use the energy is necessary for many studies, either commercial or technical. This knowledge can be reached by obtaining the load curves from all the customers of the company. However, given the great number of measurers necessary, this practice is not viable. The alternative used currently in tariff review in the Brazilian electrical system is based on the sampling theory associated with data analysis techniques. After obtaining the information, the load typologies that represent each transformer or customer are calculated through stages of load characterization. The results obtained allow a more precise analysis of the electric energy market and, specially, the knowledge of how each consumer class uses the electricity network. This research involves part of the previously mentioned study on the analysis of the data collected in the measurement campaigns, considering and evaluating alternative methodologies for two stages of the load typologies characterization process, the election of typical curves and the data classification, adjusted to the necessities of the tariff revisions and on the basis of heuristical methods and electricity sector practices. After the development and implementation of the methodologies, tests have been carried between the considered processes, comparing and evaluating their particularitities for two situations: the similarity between the typologies found for transformers and consumers on the same tension level and the impact in the marginal capacity costs. The analysis of the comparisons carried through allowed the identification of the impacts and characteristics of the developed methodologies, for each studied stage.

A doença de Chagas, também chamada de tripanossomíase americana é a terceira doença parasítica mais presente no mundo, perdendo apenas para malária e esquistossomose. As terapias existentes atualmente para essa tripanossomíase são insatisfatórias e pouca atenção tem sido dada para o desenvolvimento de novos fármacos. Os medicamentos utilizados atualmente apresentam boa atividade apenas na fase inicial da doença e geram efeitos colaterais severos nos pacientes. <br /> As hidrazonas representam uma classe de compostos imínicos de grande versatilidade estrutural e importante atividade biológica em diversos níveis, sendo observados resultados de atividade tripanocida interessantes de hidrazonas coordenadas a rutênio. Por outro lado, complexos com oxovanádio coordenado a derivados de quinoxalinas apresentam melhores atividades do que os ligantes na forma livre e que complexos formados por essas quinoxalinas com outros metais. <br /> Esse trabalho buscou unir as propriedades biológicas das hidrazonas e vanádio de forma a obter complexos com boa atividade tripanocida. Foram sintetizados dois ligantes hidrazonas derivados da 2-tiofenofenohidrazida, e através dos mesmos foram desenvolvidos dez novos complexos de oxovanádio (V). Os produtos foram caracterizados por ponto de fusão, análise elementar, espectroscopia na região do infravermelho e do UV-Vis., ressonância magnética nuclear (RMN 1H) e difração de raios X em monocristal, sendo obtidos três classes de complexos. Duas classe são formadas por complexos com ligantes mistos, na forma [VO(L)(OR)] com R=metil, etil, n-propil e L=hidrazona, e na forma [VO(L)(mal)] com L=hidrazona e mal= pirona maltol. Outra classe obtida é formada por binucleares de oxovanádio na forma [(VOL)2(&mu;-O)] com L=hidrazona e os centros de vanádio ligados por uma ponte &mu;-oxo. As estruturas obtidas para os complexos mistos com os alcóxidos e para os dímeros apresentam geometria piramidal quadrática distorcida, enquanto que os complexos mistos com maltol apresentam geométrica octaédrica distorcida. <br /> Ensaios in vitro contra cepas de T. cruzi mostraram resultados interessantes (SI iguais ou maiores que 10) para que continue a exploração dos tipos de complexos formados e novos ensaios biológicos devem ser realizados para verificar o mecanismo de ação e a atividade in vivo desses compostos, com intuito de obter um novo fármaco antichagásico baseado em vanádio no futuro. / Chagas disease, also called American trypanosomiasis is the third most present parasitic disease in the world. The existing therapies for this trypanosomiasis are unsatisfactory and a little attention has been given to the development of new drugs. The drugs currently used exhibit good activity only in the early phase of the disease and generate severe side effects in patients. <br /> Hydrazones represent a class of iminic compounds with good structural variability and important biological activity at various levels, and interesting results of trypanocidal activity are observed for hydrazones coordinated to ruthenium. On the other hand, complexes with oxovanadium coordinated to quinoxaline derivatives have better activities than the free ligands and complexes with other metals coordinated to that quinoxalines. <br /> This study aimed to unite the biological properties of hydrazones and vanadium to obtain complexes with good trypanocidal activity. Two hydrazones ligands derived from 2- tiofenofenohidrazida were synthesized, and through that ligands, ten new complexes of oxovanadium (V) were developed. The products were characterized by melting point, elemental analysis, infrared and UV - Vis. spectroscopies, nuclear magnetic resonance (1H NMR) and single crystals x-ray diffraction. Three classes of complexes were obtained. Two of them are formed by complexes with mixed ligands, one at [VO(L)(OR) ] form, with R = methyl , ethyl , n- propyl and L = hydrazone , and the other one with the [VO(L)(mal)] empirical form, with L = hydrazone and mal = pyrone maltol. Another class consists of binuclear oxovanadium complexes obtained at [(VOL)2(&mu;-O)] form, with L = hydrazone and the vanadium centers connected by a &mu;-oxo bridge. The structures obtained for the mixed complexes with the alkoxides and dimers have quadratic distorted pyramidal geometry, while the mixed maltol complexes have distorted octahedral geometry. <br /> In vitro assays against T. cruzi strains showed interesting results (SI equal to or greater than 10) to continue the exploration of the types of complexes formed and new biological tests must be conducted to verify the mechanism of action and in vivo activity of these compounds, in order to obtain a new vanadium-based antichagasic drug in the future.

Atualmente, os procedimentos normalizados para determinar os parâmetros transitórios e subtransitórios dos geradores hidrelétricos impõem dificuldades de execução. Assim, em muitos casos, esses ensaios não são realizados e, consequentemente, os respectivos geradores hidrelétricos ficam carentes de uma comprovação em campo de suas características transitórias e subtransitórias. Para preencher essa lacuna, o presente trabalho apresenta uma metodologia para execução do ensaio por rejeição de carga como forma de viabilizar a caracterização de grandes e médios geradores hidrelétricos dentro de determinadas condições e faixa de aplicação. / Currently, the standards procedures to determine the hydro generators transient and subtransient parameters impose several execution difficulties. Therefore, in several cases those tests cannot be conducted and consequently the respective hydro generators miss a field measurement of its transient and subtransient characteristics. In order to fill this gap, the present work presents a method to execute the load rejection test for determination of medium and large hydro generator parameters.

Superligas à base de níquel vêm sendo extensivamente utilizadas em diversas aplicações nas indústrias devido ao excelente comportamento mecânico e anticorrosivo. No entanto, essas ligas possuem certas particularidades que levam à necessidade de desenvolvimento de técnicas de inspeção e caracterização metalúrgica, como forma de garantir a integridade estrutural dos componentes fabricados com essas ligas. Neste trabalho, a técnica de correntes parasitas foi aplicada à superligas à base de níquel com duas propostas distintas: 1) Em um primeiro momento foi realizado o estudo da evolução microestrutural da liga Inconel 718 durante o processo de envelhecimento através da combinação do ensaio por correntes parasitas, análise de difração de raios-X, análise metalográfica, medidas de dureza e tamanho de grão. As medidas foram realizadas em amostras submetidas a diferentes ciclos de tratamentos térmicos variando entre 620-1035°C. Os resultados mostraram que as diferentes microestruturas do Inconel 718 têm efeitos distintos na condutividade elétrica quando medidos através da técnica de correntes parasitas. A influência da microestrutura na condutividade pode ser mostrada sendo devido à competição de dois efeitos sobre o espalhamento de elétrons: a purificação da matriz e a morfologia, distribuição e tamanho dos precipitados. A combinação dos valores de dureza e condutividade elétrica provou ser uma forma rápida e prática de determinar o nível de envelhecimento da liga; 2) Em um segundo momento foi desenvolvido um processo de otimização de sensores através de modelagem por elementos finitos (MEF). Através de uma metodologia de otimização, os parâmetros de construção e operação de um sensor foram otimizados para inspeção de defeitos superficiais e subsuperficiais esperados em materiais cladeados com Inconel 625. O sensor com a geometria ótima foi construído e testado a fim de verificar a eficiência do processo de otimização. Uma ótima correlação entre os resultados numéricos e experimentais foi encontrada e o sensor ótimo se mostrou eficiente na inspeção de pequenos defeitos superficiais e subsuperficiais na liga Inconel 625 quando operado nas frequências apropriadas. / Nickel-based superalloys have been extensively used in various industries due to its unique mechanical and corrosion behavior. However, these alloys show particular characteristics which lead to the need for specific inspection and metallurgical characterization techniques in order to ensure the structural integrity of components manufactured from these alloys. In this work , the eddy current technique was applied to nickel-base superalloys with two aims: 1 ) Firstly, the microstructural evolution of Inconel 718 during aging processes has been studied through a combination of eddy current testing, X-ray diffraction analysis, metallography, hardness and grain size measurements. Measurements were carried out in samples subjected to different heat treatment cycles between 620-1035°C. Results show that different microstructures of Inconel 718 have a distinguishable effect on electrical conductivity when this is measured through an appropriately sensitive technique (i.e. eddy current testing). The influence of microstructure on conductivity could be shown to be due to the competition between two effects on the scattering of electrons: matrix purification and precipitate size, distribution and morphology. A combination of hardness values and electrical properties proved to be a fast and practical way of determining the stage of aging of the alloy; 2) An optimization method of eddy current sensor design was developed through finite element modeling (FEM). Through a methodology of optimization, the construction and operation parameters of the sensor were optimized for inspection of superficial and subsuperficial defect, commonly found in weld overlay Inconel 625 claddings. A prototype of this sensor with the optimum geometry was built and tested on blocks identical to those considered in the models in order to verify the efficiency of the optimization process. A very good agreement between numerical and experimental results was found. Moreover, the optimal sensor was efficient to detect small surface and subsurface defects in Inconel 625 when operated at appropriate frequencies.

O principal objetivo deste trabalho foi apresentar o projeto, o desenvolvimento, a caracterização e a aplicação de um novo dispositivo híbrido gerador de plasma. Este dispositivo consiste em uma tocha de plasma híbrida, a qual é caracterizada pela formação simultânea de dois arcos plasmas, em apenas um dispositivo, que geram um jato de plasma com elevada densidade de energia. Esta tocha é proveniente da união de dois processos geradores de plasma: Plasma Não-Transferido e Propulsor Magnetoplasmadinâmico. A tocha de plasma híbrida desenvolvida no Laboratório de Soldagem & Técnicas Conexas foi submetida aos seguintes testes: testes iniciais de funcionamento para verificar possíveis problemas de projeto e limites de operação da tocha; testes experimentais para caracterização da tocha de plasma híbrida, os quais consistiram em determinar as curvas características de tensão e corrente, o comprimento do jato de plasma, a distribuição de temperatura do jato de plasma expulso para fora da câmara, e a força propulsora resultante do jato de plasma; e testes de aplicação da tocha de plasma híbrida em processos de fabricação, tais como soldagem, corte e endurecimento superficial. Com base nos resultados obtidos para os testes de funcionamento do dispositivo, alguns problemas de isolamento elétrico e térmico foram encontrados e resolvidos. Quanto aos resultados dos testes de caracterização, os parâmetros de funcionamento da tocha de plasma híbrida apresentaram influência significativa sobre as curvas características de tensão e corrente, os comprimentos do jato de plasma, as forças propulsoras resultantes e as distribuições de temperatura. Os resultados obtidos nos testes de aplicação do dispositivo em processos de fabricação foram satisfatórios, isto é, foi possível realizar soldagens, cortes e endurecimento superficial com a tocha de plasma híbrida. Contudo, um novo dispositivo gerador de plasma foi desenvolvido para aplicações em processos de fabricação, porém novos estudos devem ser realizados para encontrar melhores parâmetros e assim conseguir soldagem, corte e endurecimento superficial com excelentes qualidades. / The main objective of this work was to present the project, development, characterization and application to a new hybrid plasma generator device. This device consists of a hybrid plasma torch that is characterized by the simultaneous formation of two plasma arcs in only one device, generating a plasma jet with high energy density. This torch arises from the union of two different plasma processes: Plasma Non-transferred and Magnetoplasmadynamic Thruster. The hybrid plasma torch developed in the Welding & Related Techniques Laboratory was submitted to the following trials: trials of operation to identify possible design problems and operations torch limits; trials to characterization of hybrid plasma torch that determined the characteristics curves of voltage and current, the length, the temperature distribution, and the thruster of the plasma jet; and application trials of hybrid plasma torch in manufacturing process, such as welding, cutting and hardening surface. Based at initial operation trials results with the device, some electrical and thermal insulation problems were found and solved. Concerning the results of the characterization trials, the hybrid plasma torch parameters had a significant influence over the voltage and current curves, the lengths of the plasma jet, the resultant thrusters and the temperature distributions. The results obtained in manufacturing process application trials were satisfactory, i.e. was possible to carry out welding, cutting and hardening surface with the hybrid plasma torch. However, a new plasma generated device was developed for application in manufacturing processes, but further studies should be performed to find the best parameters to acquire excellent qualities of welding, cutting and hardening surface.

As radiações provindas do solo e dos sedimentos constituem um aspecto importante da caracterização geofísica e geoquímica do ambiente. Essas radiações são emitidas por radionuclídeos que podem ser: naturais ou artificiais. Assim, como os radionuclídeos os elementos maiores e traços representam peça fundamental na caracterização química de solos e sedimentos e também estão sujeitos a alterações em suas concentrações devido à atividade antrópica, como a construção de uma represa. O reservatório de Ponte Nova, localizado no estado de São Paulo, é de importância de abastecimento e econômica às populações da região leste da Região Metropolitana de São Paulo. Neste trabalho foram determinadas as concentrações de atividade dos radionuclídeos naturais da série de decaimento do 238U, e da série do 232Th e o radionuclídeo 40K, elementos maiores e traços coletados em perfis de solo e testemunhos de sedimento na área de influência do reservatório de Ponte Nova. As concentrações de atividade dos radionuclídeos apresentaram médias de: 40K com 275,6(54) Bq kg-1, 238U com 49,00(24) Bq kg-1, 226Ra com 43,7(2) Bq kg-1, 210Pb com 91(2) Bq kg-1, 232Th com 99(1) Bq kg-1, 228Th com 84(1) Bq kg-1 e 228Ra com 74,0(7) Bq kg-1, que estão acima da média da UNSCEAR. Os elementos maiores e traços apresentaram médias de: As com 4,75(8) mg kg-1, Ba com 306(3) mg kg-1, Br com 20,7(4) mg kg-1, Ca com 136,8(5) g kg-1, Ce com 151(2) mg kg-1, Co com 7,4(2) mg kg-1, Cr com 30,0(5) mg kg-1, Cs com 2,53(2) mg kg-1, Eu com 628(6) &mu;g kg-1, Fe com 43,7(10) g kg-1, Hf com 10,30(8) mg kg-1, K com 13,1(2) g kg-1, La com 54(1) mg kg-1, Lu com 764(7) &mu;g kg-1, Na com 852(9) mg kg-1, Nd com 33,5(5) mg kg-1, Rb com 43,0(5) mg kg-1, Sb com 0,56(1) mg kg-1, Sc com 12,2(2) mg kg-1, Se com 646(6) &mu;g kg-1, Sm com 6,44(6) mg kg-1, Ta com 1,49(1) mg kg-1, Tb com 650(4) &mu;g kg-1, Th com 24,2(2) mg kg-1, U com 2,53(1) mg kg-1, Yb com 1,86(2) mg kg-1 e Zn com 56(1) mg kg-1. Os parâmetros de qualidade de solo e sedimento também são apresentados. Vários elementos apresentaram fator de enriquecimento alto como Hf, Fe e As; no entanto, apesar do fator de enriquecimento alto, os índices de geoacumulação não indicam nenhuma poluição presente. Para verificar se existia correlações entre as / Radiation coming from soil and sediment are a keystone factor in environmental geochemical and geophysical characterization. These radiation come from natural occuring radionuclides or it can be enriched or made by man. Major and minor element characterization are another imprtant piece in environmental geochemical and geophysical characterization. These elements can undergo proccesses that change their concentrations by major building projects like reservoir and dam building. Ponte Nova reservoir, in São Paulo state - Brazil, is important to the water source to São Paulo Metropolitan Region and to the agrobussiness that supplies São Paulo city. In this work, the activity concentration of 238U and 232Th decay series and 40K were determined, as well as the concentration of major and trace elements in soil profiles and sediment cores collected in the catchment area of Ponte Nova reservoir following lithological data. The following mean activity concentrations were determined: 40K with 275,6(54) Bq kg-1, 238U with 49,00(24) Bq kg-1, 226Ra with 43,7(2) Bq kg-1, 210Pb with 91(2) Bq kg-1, 232Th with 99(1) Bq kg-1, 228Th with 84(1) Bq kg-1 and 228Ra with 74,0(7) Bq kg-1, which are over the UNSCEAR\'s mean. The following major and trace elements mean values are: As with 4,75(8) mg kg-1, Ba with 306(3) mg kg-1, Br with 20,7(4) mg kg-1, Ca with 136,8(5) g kg-1, Ce with 151(2) mg kg-1, Co with 7,4(2) mg kg-1, Cr with 30,0(5) mg kg-1, Cs with 2,53(2) mg kg-1, Eu with 628(6) &mu;g kg-1, Fe with 43,7(10) g kg-1, Hf with 10,30(8) mg kg-1, K with 13,1(2) g kg-1, La with 54(1) mg kg-1, Lu with 764(7) &mu;g kg-1, Na with 852(9) mg kg-1, Nd with 33,5(5) mg kg-1, Rb with 43,0(5) mg kg-1, Sb with 0,56(1) mg kg-1, Sc with 12,2(2) mg kg-1, Se with 646(6) &mu;g kg-1, Sm with 6,44(6) mg kg-1, Ta with 1,49(1) mg kg-1, Tb with 650(4) &mu;g kg-1, Th with 24,2(2) mg kg-1, U with 2,53(1) mg kg-1, Yb with 1,86(2) mg kg-1 and Zn with 56(1) mg kg-1. Soil quality parameters were calculated. Several elements had their enrichment factors high like Hf, Fe and As; however, geoaccumulation indexes did not show pollution associated with that enrichment. Correlation matrix, cluster analysis and principal component analysis were also performed.

Focused ultrasound surgery (FUS) is considered as a promising approach for treating cancer and other conditions and is gaining increasing interest. However, the limited availability of experimental ultrasound array sources and multichannel electronics able to drive them hinder the research into FUS system configurations for patient conditions such as breast cancer. The work in this dissertation explored the development of ultrasound arrays for MRI guided FUS, from the point of view of the potential piezoelectric material of choice. Two materials are of particular interests in this work: Binary (x)Pb(Mg1/3Nb2/3) O3 - (1-x)PbTiO3 (PMN-PT) piezocrystal, and newly specialized FUS material, PZ54 ceramic. A characterization methodology was developed to fully characterize the materials of choice, under ambient and extreme conditions relevant to FUS applications. Practicalities of adopting these materials into FUS were studied by using the characterized materials in designing and fabricating FUS arrays. A spherical, faceted array geometry inspired by the geodesic dome structure was proposed and implemented for the first time. Four bespoke devices, each with 96 individual elements, were implemented using PZ26 ceramic, PZ26 composite, PZ54 composite and PMN-PT composite materials, respectively for comparison. The arrays were connected to commercial electronics afterwards, to explore a prototyping route for connecting FUS devices and modular driving systems. It is concluded that PMN-PT piezocrystal and PZ54 ceramic material can offer excellent performance over conventional piezoelectric ceramics, although PMN-PT piezocrystal is sensitive to extreme conditions. The usable range of PMN-PT is suggested to be limited to 60°C in temperature and 10 MPa in pressure. However, PMN-PT piezocrystal could still be a potential alternative to conventional ceramics in FUS application if assisted with sufficient cooling circulation and bias field. The geodesic array geometry is also concluded to be able to achieve good focusing of ultrasound beam. With optimized phase control through multi-channel electronics, the focusing was improved with focusing gain up to about 30; the steering range of focus was explored within a volume of 5 x 5 x 10 mm3 beyond the array’s geometric focus, side lobes were limited to below the level of -9 dB in acoustic intensity. Larger numbers of individual controllable elements and alternative array designs will be explored in future to investigate application such as breast cancer treatment and potential pre-clinical trials.