Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-03-08T11:29:46Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6016494 bytes, checksum: 9ce93857c70aeae615223a77538b3c2b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-08T11:29:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6016494 bytes, checksum: 9ce93857c70aeae615223a77538b3c2b (MD5) Previous issue date: 2014-12-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Com a realização deste estudo, objetivou-se avaliar o efeito da inversão no sentido do escoamento nas condições hidrodinâmicas em sistemas alagados construídos de escoamento horizontal subsuperficial (SACs-EHSS). Para possibilitar isso, foram instalados seis SACs-EHSS, nas dimensões de 0,6 m x 0,5 m x 2,0 m de altura, largura e comprimento, respectivamente, sem declividade de fundo, preenchidos com mistura de brita número 0 e 1 e mantidos em casa de vegetação, para se efetuar o tratamento de água residuária de suinocultura (ARS). Os SAC-EHSS 1 e SAC-EHSS 4 não foram cultivados com qualquer espécie vegetal, os SAC-EHSS 2 e SAC- EHSS 5 foram cultivados com capim tifton 85 (Cynodon spp.) e os SAC- EHSS 3 e SAC-EHSS 6 cultivados com alternantera (Alternanthera philoxeroides). Nos SACs-EHSS 1, 2 e 3 foram instaladas uma segunda entrada e uma segunda saída, visando possibilitar a inversão. Ao longo do período experimental foram realizados testes para determinar a condutividade hidráulica em meio saturado (Ks), no centro de cada terço, de cada sistema, e, também, cortes das plantas, para quantificação da produtividade de matéria seca. O período de monitoramento foi de 481 dias. Com relação à Ks, os valores analisados referem-se a um período de 813 dias. Em todos os SACs-EHSS foi aplicada, em média, uma taxa de carregamento orgânico de 444 kg ha-1 d-1 e vazão média de 0,020 m3 d-1, aplicada de forma intermitente, sendo o tempo de detenção hidráulica igual a 19,9 h. O monitoramento do avanço do escoamento superficial (ES) foi realizado com auxílio de fitas métricas instaladas nas bordas nos sistemas. A inversão no sentido de escoamento da água residuária foi realizada quando se observou que o ES da água residuária aplicada alcançou 50% do comprimento do SAC-EHSS. Fez-se uma única inversão em cada sistema, em datas distintas. Os SACs-EHSS invertidos foram denominados SACs- EHSS 1I, 2I e 3I. A título de comparação, determinou-se Ks em um SAC preenchido com brita, denominado SAC-EHSS 0. Ao fim do período experimental, foram retiradas amostras do leito dos SACs-EHSS com o objetivo de quantificar e caracterizar os sólidos intersticiais, as distâncias de 0,02, 1,0 e 1,98 m do início do sistema. A análise estatística foi baseada em avaliação descritiva dos fenômenos físicos, químicos e biológicos observados, além das informações fornecidas pelos dados coletados e analisados. A produtividade média de matéria seca foi de 11,07, 10,63 e 11,62 t ha-1 nos SAC-EHSS 2I, SAC-EHSS 5NI e SACs-EHSS 3 / 6, respectivamente. A sequência cronológica de inversão no sentido de escoamento dos sistemas foi: SAC-EHSS 2, SAC-EHSS 1 e SAC-EHSS 3. Ao fim do experimento, esses três SACs-EHSS ficaram totalmente alagados. Em todos os sistemas, Ks diminuiu com o decorrer do tempo de condução do experimento. A variação de Ks, do início para o fim do período avaliado, considerando os 3 Terços, foi de 2.259,5 a 1.035,1 m d-1 no SAC-EHSS 1/1I, de 2.146,4 a 574,8 m d-1 no SAC-EHSS 2/2I, de 1886,7 a 103,2 m d-1 no SAC-EHSS 3/3I, de 3.505,3 a 756,8 m d-1 no SAC-EHSS 4/4NI, de 2.729,0 a 304,4 m d-1 no SAC-EHSS 5/5NI e de 2.495,9 a 169,4 m d-1 no SAC-EHSS 6/6NI. Em média e no geral, a inversão promoveu maior acúmulo de sólidos voláteis totais (SVT) nos interstícios dos SACs-EHSS, principalmente na região 3, onde passou a ser a plicada a ARS após a inversão. Concluiu-se que a utilização de ES à 50% do comprimento dos SACs-EHSS como referencial operacional de momento para se promover a inversão no sentido do escoamento da água residuária não foi um bom critério, já que, embora tenha proporcionado extinção momentânea do ES nos SACs-EHSS, não promoveu aumento de Ks nos SACs-EHSS 1I e 3I, ou apenas aumentou, momentaneamente, o Ks no SAC-EHSS 2I. Verificou-se decisiva participação da pequena fração SVT presente nos interstícios, na colmatação, seja em SACs-EHSS invertidos ou não. Os valores de Ks não apresentaram boa correlação com o grau de colmatação dos SACs-EHSS, em razão da metodologia utilizada para determinação da variável Ks. / The objective of the present study was to evaluate the effect of reversing the direction of flow in the hydrodynamic conditions in horizontal subsurface flow constructed wetland systems (SACs-EHSS). To make this possible six SACs-EHSS were installed with dimensions of 0.6 m x 0.5 m x 2.0 m in height, width and length, respectively, with no bottom slope, filled with pea gravel and maintained in a greenhouse for the treatment of swine wastewater (ARS). SAC-EHSS 1 and SAC-EHSS 4 were not cultivated with any plant species, SAC-EHSS 2 EHSS and SAC-EHSS 5 were planted with tifton 85 (Cynodon spp.), and SAC-EHSS 3 and SAC-EHSS 6 were planted with alternantera (Alternanthera philoxeroides). A second inlet and outlet, to enable reversing the direction of flow, were installed in SAC-EHSS 1, 2 and 3. During the experimental period tests were performed to determine the saturated hydraulic conductivity of media (Ks), in the center of each third of each system and the plants were harvested to quantify the dry material yield. The monitoring period was 481 days. With respect to Ks, the analyzed values refer to a period of 813 days. In all SACs-EHSS an average organic loading rate of 444 kg ha-1 d-1 was applied, an average flow rate of 0.020 m3 d-1 was applied intermittently, and the hydraulic retention time was equal to 19.9 h. The advance of the surface flow was monitorial with the aid of a measuring tape installed along the edges of the systems. Reversal in flow direction of wastewater was performed when it was observed that superficial flow reached 50% of the SAC-EHSS length. A single reversion was done in each system on different dates. The SACs-EHSS reversed were denominated SACs EHSS-1I, 2I and 3I. For the purpose of comparison, Ks in a SAC filled with pea gravel, called SAC-EHSS 0, was determined. At the end of the experimental period, samples from the porous material were taken at distances of 0.02, 1.0 and 1.98 m from the inlet, in order to quantify and characterize the interstitial solids. Statistical analysis was based on descriptive evaluation of physical, chemical and biological phenomena observed in addition to the information provided by the data collected and analyzed. The average dry matter yield was 11.07, 10.63 and 11.62 t ha-1 in the SAC-EHSS 2I, SAC-EHSS 5NI and SACs-EHSS 3 / 6, respectively. The chronological sequence of inversion of flow direction of the systems was: SAC-EHSS 2, SAC-EHSS 1 and SAC-EHSS 3. At the end of the experiment, these 3 SACs-EHSS were completely flooded. In all systems, Ks decreased during the conduction time of the experiment. The variation of Ks, from the beginning to the end of the study period, considering the 3 Thirds, was 2,259.5 to 1,035.1 m d-1 in SAC-EHSS 1 / 1I, 2,146.4 to 574.8 m d-1 in SAC- EHSS 2 / 2I, 1,886.7 to 103.2 m d-1 in SAC-EHSS 3 / 3I, 3,505.3 to 756.8 m d-1 in SAC-EHSS 4 / 4NI, 2,729.0 to 304.4 m d-1 in SAC-EHSS 5 / 5NI and 2,495.9 to 169.4 m d-1 in SAC-EHSS 6 / 6NI. On average and overall, inversion promoted a greater accumulation of volatile solids in the interstices of SACs-EHSS, especially in the last third, which became the point of wastewater application after inversion. It was concluded that the use of surface flow in 50% of the length of the SACs-EHSS as the time to promote flow reversal of the wastewater was not a good option, since, although it provided momentary extinction of surface flow in the SACs-EHSS, it did not increase Ks in SACs-EHSS 1I and 3I, or increased only momentarily the Ks in SAC-EHSS 2I. Participation of small fraction of volatile solids present in the interstices was decisive in clogging, in all the SACs-EHSS, inverted or not. The Ks values did not correlate well with the degree of clogging of the SACs- EHSS, because of the methodology used to measurements the variable Ks. / Não foi encontrado o termo de autorização para publicação eletrônica.

Resumo não disponível

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T18:08:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 326722.pdf: 1481471 bytes, checksum: 841ac21455fe6980c71b9d210031b8fd (MD5) Previous issue date: 2014 / A obtenção de misturas poliméricas que associem as propriedades de polímeros de engenharia e as propriedades físico-químicas de materiais semicondutores tem atraído a atenção de vários grupos de pesquisa devido ao grande potencial em aplicações tecnológicas, tais como: blindagem eletromagnética, dissipação de cargas estáticas, sensores químicos, biosensores e sensores eletromecânicos. Várias estratégias têm sido adotadas para obter materiais com tais propriedades, uma delas muito utilizada é a incorporação de aditivos condutores de eletricidade em matrizes de elastômeros termoplásticos. O negro de fumo condutor (NFC) é um material tradicionalmente utilizado como aditivo condutor para ser incorporado em polímeros isolantes por possuir elevada área superficial e condutividade elétrica da ordem de 1 S.cm-1. Entretanto, o polipirrol (PPy) vem sendo intensamente utilizado como aditivo condutor por possuir estabilidade térmica, condutividade elétrica que pode ser controlada conforme seu estado de oxidação e ser facilmente sintetizado em meio aquoso. Neste trabalho, misturas poliméricas condutoras de eletricidade de poliuretano termoplástico (TPU) com diferentes concentrações em massa de NFC ou PPy foram preparadas por mistura por fusão, em um reômetro de torque. A estrutura e propriedades das misturas foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (SEM-FEG), espectroscopia no infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), análise dinâmico-mecânica e termogravimetria (TG). A estabilidade térmica das misturas obtidas foi modificada com a adição do polipirrol e do negro de fumo, assim como as propriedades viscoelásticas. Foram atingidos valores de condutividade próximos a dos aditivos condutores puros e verificou-se que esses materiais são promissores para o uso em blindagem eletromagnética.<br> / Abstract : There is a great interest in developing conducting polymer blends due to the possibility to combine the engineering polymer properties with the physical and chemical properties of semiconductor materials. These materials have been used for several technological application, such as electromagnetic shielding, static charge dissipation, chemical sensors, biosensors and electromechanical sensors. Many strategies have been employed to obtain materials with such properties, a commonly used technique is the incorporation of conductive additives into thermoplastic elastomer matrix. Among the conductive additives, polypyrrole (PPy) has been studied extensively because of its thermal stability, electrical conductivity which can be controlled by the oxidation state and ease of synthesis in aqueous solution. Futhermore, the conductive carbon black (CB) is another conductive additive to obtain conductive composites due to its high surface area and good electrical conductivity which is around 1 S.cm-1. In this work, electric conductive polymer blends composed of thermoplastic polyurethane (TPU) with different weight concentrations of conductive additives were prepared by melt mixing in a torque rheometer. The additives and composites morphologies were analyzed by scanning electron field emission microscopy (FEG - SEM). The structure and properties of these materials were also evaluated by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), dynamic mechanical analysis and thermogravimetry (TG). The thermal stability of the obtained mixtures as well as viscoelastic properties were modified with the addition of polypyrrole and carbon black into TPU matrix. The electrical conductivity of the composites is quite similar to that found for neat conductive additives. The results obtained in this work reveal that these composites are promising materials for electromagnetic shielding applications.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-11-28T03:22:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348690.pdf: 2266961 bytes, checksum: 6eb9650c51426949dc26b47c6a777afa (MD5) Previous issue date: 2017 / Este trabalho tem como objetivo analisar a formação de poros nas membranas plasmática e nuclear de uma célula biológica isolada, durante a aplicação de campos elétricos com diferentes configurações de duração e amplitude. Neste sistema, a condutividade da solução na qual a célula está imersa também é variável. A principal hipótese que direcionou este trabalho foi a de que as configurações do pulso elétrico e condutividade da solução podem fazer com que a eletroporação seja predominante na região da membrana plasmática ou da membrana nuclear (eletroporação seletiva). Esta técnica pode ser utilizada na obtenção de acesso ao citoplasma e plasma nuclear, tal como num processo de transferência genética, em que há a necessidade de condução de plasmídeos desde o meio externo até o núcleo celular, sem provocar a morte da célula. Para este estudo, foram aplicados modelos matemáticos da eletroporação, a fim de verificar variações de potencial transmembrana, densidade de poros e condutividade elétrica nas membranas, durante a aplicação dos campos elétricos. Os resultados teóricos obtidos comprovaram a hipótese proposta, apontando que a condutividade externa para valores inferiores às do citoplasma e nucleoplasma (aproximadamente 0,1 S/m) torna ainda maior o tempo necessário para o carregamento da membrana plasmática em relação à membrana nuclear. Dessa forma, quando pulsos de curta duração (em torno de 10 ns) e alta intensidade (em torno de 10 kV/cm) são aplicados, a predominância de poros ocorre na membrana nuclear, processo denominado nanoeletroporação. Além disso, este estudo analisou diferentes características dimensionais das células, tais como espessuras das membranas, raios da célula e do núcleo, condutividades do citoplasma e do plasma nuclear, e ainda as permissividades e as capacitâncias das membranas, a fim de fornecer diretrizes para as configurações dos parâmetros do pulso elétrico e condutividade. / Abstract : This work aims to analyze the pore formation in the plasma and nuclear membranes of a single biological cell, during the application of electric fields with different duration and amplitude configurations. In this system, the conductivity of pore solution in which the cell is immersed is also variable. The main hypothesis that guided this work was that the electric pulse settings and solution conductivity can cause electroporation to be predominant either on the plasma membrane region or the nuclear membrane region (selective electroporation). This technique can be used to obtain access to cytoplasm and nuclear plasma, such as in a genetic transfer process, this process requires plasmids conduction from the external environment to the cell nucleus without cause cell death. For this study, mathematical models of electroporation were applied, in order to verify variations of transmembrane potential, pore density and electric conductivity of the membranes during the applications of the electric fields. The obtained theoretical results suggests the proposed hypothesis, when values of external conductivity is lower than values of cytoplasm and nucleoplasm (approximately 0,1 S/m), increases the time required of plasm membrane to load in relation to the nuclear membrane. Therefore, when pulses of short duration (around 10 ns) and high intensity (around 10 kV/cm) are applied, the predominance of pores occurs in the nuclear membrane, a process known as nanoelectroporation. Furthermore, this study analyzed different cell dimensional characteristics, such as membrane thickness, cell and nucleus radius, cytoplasm and nuclear plasma conductivities, and even permittivity and capacitance of the membranes, to provide guidelines for parameter settings of the electrical pulse and conductivity.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:12:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338180.pdf: 5030005 bytes, checksum: da06be5e1485c9be8a514fd4f86d22b7 (MD5) Previous issue date: 2015 / A presente tese versa sobre os efeitos do material dielétrico na operação de Superfícies Seletivas em Frequência (FSS). Em particular, apresenta o modelo obtido a partir de simulações numéricas usando o software Ansys-HFSS e do ajuste de curvas para a permissividade efetiva do dielétrico em superfícies seletivas em frequência. O modelo numérico está baseado na permissividade e na espessura do dielétrico usado como suporte dos elementos da FSS, assim como também do período e de um fator dependente da geometria da FSS. O modelo é desenvolvido para a FSS do tipo loop quadrado e é usado adicionalmente para estudar os efeitos do dielétrico na largura de banda da FSS. Simulações usando o método do circuito equivalente (MCE) que incluem o modelo proposto mostram acurácia aceitável e baixo custo computacional, comparado com as simulações feitas com o Ansys-HFSS. Análises do modelo proposto permitem definir duas novas variáveis que caracterizam o comportamento da permissividade efetiva do dielétrico: constante de estabilização ae e espessura de estabilização test. Perdas ôhmicas e dielétricas nos elementos metálicos e no dielétrico, respectivamente são incluídas no método do circuito equivalente com o intuito de avaliar seus efeitos no desempenho da FSS. O método de otimização estocástico baseado em enxame de partículas (PSO - Particle Swarm Optimization Method) foi usado para sintetizar FSS do tipo loop quadrado através do método do circuito equivalente com requerimentos específicos na frequência de ressonância e na largura de banda. É notável o baixo custo computacional e a acurácia aceitável obtidos com a abordagem proposta. / Abstract : This thesis deals with dielectric effects in FSS operation. In particular, it presents a model, obtained through numerical simulation with Ansys-HFSS and curve fitting, for the dielectric effective permittivity of frequency selective surfaces (FSS). The numerical model is based on the permittivity and thickness of the dielectric layer supporting the FSS elements, as well as on the period and a factor dependent on the FSS geometry. The model is developed for square loop FSS and is also used to study the dielectric effects on the bandwidth of the square loop FSS. Simulations results using the equivalent Circuit Method (ECM) shows acceptable accuracy and low computational cost, compared with Ansys-HFSS commercial simulator. Analysis of the proposed model allows defining new variables that characterize the effective permittivity behavior: stabilization constant ae and stabilization thickness test. Dielectric and ohmic losses in metallic elements and dielectric are include in the ECM to evaluate its effects on the performance of the FSS. Particle Swarm Optimization Method (PSO) was used to synthesize a square loop FSS via the equivalent circuit method with a specific resonant frequency and bandwidth requirement. It is remarkable the low computational cost and acceptable accuracy obtained with the proposed approach.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2013-03-04T18:28:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 304697.pdf: 3936253 bytes, checksum: 966246300a4fba9c8b6fae4e3cb4d9f6 (MD5) / O desenvolvimento de compósitos condutores de eletricidade com propriedades cada vez mais específicas vem impulsionando avanços tecnológicos nas últimas décadas, sobretudo no setor eletro eletrônico. A concentração mínima de aditivos condutores necessária para que o compósito efetivamente conduza eletricidade é chamada de limiar de percolação, e a sua caracterização é essencial para a confecção de compósitos com propriedades ajustadas para aplicações especializadas. No presente trabalho foi feita a previsão do limiar de percolação e da condutividade elétrica dos compósitos utilizando um simulador por método de Monte Carlo programado em Python. A simulação foi feita levando em consideração a geometria do aditivo condutor, sendo que o simulador foi programado para aplicar partículas esféricas ou cilíndricas, em compósitos bidimensionais ou tridimensionais. O tamanho das partículas foi simulado de duas formas: com dimensão constante e com variação das dimensões das partículas (polidispersão). Os resultados da simulação do limiar de percolação foram comparados com resultados encontrados na literatura de compósitos de grafite sintética em polímero de cristal líquido e também com resultados obtidos experimentalmente de compósitos de polipirrol (PPy) particulado ou fibras de sílica amorfa revestidas com PPy em poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF). Os resultados demonstraram que é possível prever os valores de limiar de percolação através do simulador conhecendo os dados de dispersão da geometria do aditivo condutor. Em seguida foram realizadas as simulações de condutividade do compósito assumindo resistência de tunelamento entra as partículas de aditivo condutor e os resultados comparados novamente com os compósitos de grafite e PPy. Os resultados obtidos neste estudo mostraram que o método de Monte Carlo é eficaz para prever a variação de condutividade elétrica e limiar de percolação de sistemas experimentais, contribuindo para a redução da quantidade de amostras preparadas e auxiliando na compreensão dos fenômenos envolvidos na presença de condutividade elétrica em compósitos. / The development of electrically conductive composites with increasingly specific properties has resulted in a boost to technological advances in the last decades, specially in the electric and electronic sectors. The minimal amount of conductive fillers necessary to the composite to effectively conduct electricity is called percolation threshold, and its characterization is essential to the production of composites with properties adjusted to specialized applications. In the present work, the prediction of the percolation threshold and the conductivity of composites was executed through a simulator based on the Monte Carlo method programed in Python. The simulation was performed taking into account a geometry of the conductive filler, as the simulator was coded to apply either spherical or cylindrical particles in two-dimensional or three-dimensional composites. The particle sizes were simulated in two different ways: with constant dimensions or with variable dimensions (polydisperse). The results of the simulated percolation threshold were compared with results found in the literature of synthetic graphite in liquid crystal polymer composites and also with experimental results obtained from polypyrrole (PPy) particles or amorphous silicate fibers coated with PPy (Ppy.FSA) in Poly(vinylidene fluoride) (PVDF) composites. The results demonstrate that it is possible to obtain percolation threshold values through the simulator using the conductive filler's geometric variability data. Next, the composite's conductivity was simulated applying the tunneling resistance concept to the contact between filler particles and the results were again compared to that of graphite and PPy composites. The results obtained in this study demonstrated that the Monte Carlo method is efficient in predicting of the percolation threshold and the variation of electric conductivity of experimental systems, which can allow a decrease in the number of specimens and also contribute to the comprehension of the phenomena involved in the electrical conductivity of composites.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:00:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 321423.pdf: 4114215 bytes, checksum: 29426d238ea097e10d8d5b386204ac3c (MD5) Previous issue date: 2013 / Esta pesquisa analisou a condutividade elétrica como alternativa à obtenção de parâmetros de lixiviação de metais pesados em materiais cimentícios. Utilizaram-se corpos de prova cilíndricos de argamassas produzidas nos moldes recomendados para ensaios de resistência do cimento (NBR 7215:1997). O cimento escolhido foi do Tipo V e o agregado miúdo foi areia padrão. A contaminação das amostras se deu a partir de nitratos de metal pesado, por esta ser uma forma mais solúvel e susceptível à lixiviação. Foram utilizados nitratos de cromo, chumbo e zinco nas dosagens de 250 mg/kg, 500 mg/kg, 750 mg/kg e 1000 mg/kg. Os testes de lixiviação foram realizados de acordo com os procedimentos da norma holandesa NEN 7375:2004, na sua versão mais recente, no qual o extrato utilizado é a água deionizada. Trabalhou-se com tempos de cura variando de 28, 60 e 100 dias, para averiguação dessa influência sobre as taxas de liberação. As medidas da condutividade elétrica da solução lixiviada fazem parte dos procedimentos normalizados e servem para indicação da presença de elementos solubilizados. A condutividade elétrica da amostra monolítica foi tomada nos intervalos da troca do extrato a partir de eletrodos de cobre pressionados nas extremidades do corpo cilíndrico. Os equipamentos elétricos utilizados para leitura da condutividade do material consistiram de um gerador de tensão alternada e um medidor de corrente, posicionados em série. A tensão gerada foi fixada em 30 V e a frequência de 60 Hz, conforme a rede local. Os resultados mostraram existir semelhanças no comportamento à lixiviação das espécies e a condutividade elétrica, medida tanto na solução quanto no sólido. As correlações observadas permitiram a estimativa da concentração máxima de uma espécie qualquer disponível para liberação e, também, do tempo máximo decorrido até o seu esgotamento. Este procedimento pode substituir a realização dos ensaios prévios para determinação da disponibilidade de elementos susceptíveis à lixiviação. Os resultados parecem indicar não haver alteração na cinética de transporte das espécies iônicas ao longo do tempo e nem influência da concentração nesse movimento. <br> / Abstract : This research examined the electrical conductivity as an alternative to obtaining parameters of metal leaching in cementitious materials. Cylindrical specimens of mortars produced in the manner recommended for testing the compressive strength of cement were used (NBR 7215:1997). The chosen cement was Type V, and the fine aggregate was default standard sand. The contamination of the samples occurred from heavy metal nitrates, as this is more soluble and susceptible form to leaching. Nitrates of chromium, lead and zinc in doses of 250 mg/kg, 500 mg/kg, 750 mg/kg and 1000 mg/kg were used. The leaching tests were performed according to standard procedures of the Dutch NEN 7375:2004, in its latest version, in which the liquid solvent used is deionized water. The cure times ranged from 28, 60 and 100 days to investigate its influence on rates of release. The measurements of the electrical conductivity of the leach solution are part of the standard procedures and serve to indicate the presence of solubilized elements. The electrical conductivity of monolithic sample was taken at the intervals of exchange of the liquid solvent from pressed copper electrodes at the ends of the cylindrical specimens. The electrical equipment used for reading the conductivity of the material consisted of an alternating voltage generator and a current meter positioned in series. The generated voltage was set at 30 V and the frequency of 60 Hz, according to the mains. The results showed similarities in the leaching behavior of the species and the electrical conductivity, measured both in solution and in the solid. The observed correlations allowed the estimation of the maximum concentration of any species available for release and also the maximum time elapsed until its exhaustion. This procedure can replace the prior tests for determining the availability of elements susceptible to leaching. The results seem to indicate there is neither change in the kinetics of transport of ionic species over time nor influence of the concentration in this movement.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-06Bitstream added on 2014-06-13T20:14:06Z : No. of bitstreams: 1 santana_vt_me_rcla.pdf: 1019628 bytes, checksum: 4254b784c126f805afadee6bac781e6e (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este trabalho está dividido em três partes principais agrupadas segundo os materiais investigados. Na primeira parte descrevemos o estudo, através da técnica de Ressonância de Spin Eletrônico (RSE) em banda X, de um lme auto-montado da polianilina dopada com plastificante ester di-n-dodecil de acido sulfosucc nico (PANI-DDoESSA)0:5. Através de todos os parâmetros extraídos pelo ajuste dos espectros obtidos com a técnica, observamos uma transição de um estado delocalizado para um estado localizado em que os polarons podem ser modelados por dímeros de spin 1/2 com interação intra e interdímero. Como as medidas foram realizadas para duas orientações de campo magnético, uma anisotropia no comportamento de todos os parâmetros de RSE cou evidenciada. Abaixo de 5K essa anisotropia mostrou a presençaa de um termo de Dzyaloshinskii-Moriya (DM) responsável por características de ferromagnetismo fraco em baixa temperatura no estado fundamental. Propusemos um termo de DM no plano do lme condizente com as propriedades de simetria dos cristalitos. Na segunda parte, apresentamos medidas de condutividade a.c. para as s eries in editas de Ca2xLaxFeIrO6 e Sr1:2La0:8FeIrO6 numa configuração capacitiva. Mostramos que perturbações muito pequenas, como a pressão exercida pelo porta-amostras de mola, estimula diferentes comportamentos nas propriedades elétricas a.c.. Nestas amostras policristalinas, efeitos da granularidade possivelmente dominam a condutividade, e o efeito de ciclagens térmicas ou da aplicação de pequenas pressões deve ser estabelecido de modo que medidas de condutividade a.c. possam contribuir na identi ca c~ao de características magnéticas nesses sistemas. Na terceira parte, a síntese de amostras em p o e pastilha de cerâmicas multiferróicas BiMn2O5 e... / This work is divided in three main parts regarding the investigated materials. In the rst part, an Electron Spin Resonance (ESR) study of a lm of the polyaniline plastdoped with di-n-dodecil ester of sulfosuccinic acid (PANI-DDoESSA)0:5 is presented. Through ESR parameters extracted from ttings of the spectra, it is possible to observe a transition between delocalized and localized states (metal-insulator transition) in which polarons could be modeled as spin-1/2 dimers with inter and intradimer interactions. The measurements were performed with the magnetic eld oriented parallel and perpendicular to the lm surface allowing an anisotropic behaviour to be evidenced from all ESR parameters. Bellow 5 K this anisotropy showed a Dzyaloshinskii-Moriya (DM) interaction causing a weak ferromagnetism for low temperatures in the ground state. We suggest an in-plane DM vector in accordance with symmetry properties of the crystallites. In the second part, we present a.c. conductivity measurements for the novel double perovskite series Ca2xLaxFeIrO6 e Sr1:2La0:8FeIrO6 in a capacitive con guration. It is showed that small perturbations like the pressure made by the sample holder can stimulate di erent behaviours in a.c. electrical properties. Granularity possibly dominates the conductivity in those polycrystalline samples, and thermal cycling or small pressure e ects must be established in such a way that a.c. conductivity helps to guess magnetic characteristics in such systems. In the third part, synthesis of powder and pellets samples of multiferroic ceramics BiMn2O5 is presented. The ferroelectricity mechanism of this material has not been fully understood yet. However, defects like oxygen vacancies could be associated as extrinsic causes for this phenomenon. We discuss the possibility to evaluate the presence of... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-14Bitstream added on 2014-06-13T19:12:22Z : No. of bitstreams: 1 braunger_ml_me_rcla.pdf: 1994940 bytes, checksum: 93302556a6228fb6bcbdf01e53c83e00 (MD5) / Neste trabalho foi avaliada a condutividade elétrica de vidros com composição (mol%) 22Na2O·8CaO·65SiO2·5MO2, com M = Si, Ti, Ge, Zr, Sn e Ce, sem e com troca iônica Ag+↔Na+ em 350 ºC por 1 hora. Após a troca iônica, amostras também foram submetidas a tratamento térmico em 500 ºC durante 24 horas. As medidas elétricas foram realizadas com um analisador de impedâncias Solartron. Foram analisados gráficos de Z” vs. Z’ e de σ’ vs. f em função da temperatura com o objetivo de se determinar, de duas maneiras diferentes, as energias de ativação para a condutividade elétrica, Eσ. Os valores das resistências elétricas das amostras são obtidos a partir de gráficos Z” vs. Z’ quando Z” se anula para baixas frequências. Conhecendo-se o parâmetro geométrico da amostra, calcula-se a condutividade para corrente contínua, σdc. Através das curvas σ’ vs. f determina-se σdc quando f → 0. Gráficos de Ln σdc vs. T-1 possibilitaram determinar 0,724 < Eσ < 0,826 eV, valores que concordam com os encontrados na literatura. Após submetidas à troca iônica, as amostras apresentaram aumento da condutividade. Por outro lado, o tratamento térmico posterior diminui a condutividade da maioria das amostras, provavelmente, devido à formação de nanopartículas de prata metálica na matriz vítrea. Para verificar alterações da composição devido à troca iônica e ao tratamento térmico utilizamos a técnica de espectroscopia de energia dispersiva de raios-X, EDS, no volume e na superfície das amostras. Verificou-se que a Ag migra para o volume durante o tratamento térmico, tendendo a tornar constante a sua distribuição, dependendo do cátion tetravalente, M4+, presente na matriz vítrea. A espectroscopia de reflexão difusa no infravermelho, DRIFT, indicou alterações na estrutura da superfície das... / In this work, it has been evaluated the electrical conductivity of glasses with composition (mol%) 22Na2O·8CaO·65SiO2·5MO2, with M = Si, Ti, Ge, Zr, Sn and Ce, without and with ion exchange Ag+↔Na+ at 350 ºC for 1 hour. After the ion exchange, samples were also submitted to thermal treatment at 500 ºC for about 24 hours. Electrical measurements were carried out with a Solartron impedance analyzer. Z” vs. Z’ and σ’ vs. f plots were analyzed as a function of temperature in order to determine, by two distinct approaches, the activation energies for the electrical conductivity, Eσ. The values of the electrical resistances of the samples are obtained from Z” vs. Z’ plots when Z” nulls itself at low frequencies, and knowing the geometric parameter of the sample, the continuous current conductivity, σdc, can then be calculated. Through σ’ vs. f plots, one can determine σdc when f → 0. We were able to determine 0,724 < Eσ < 0,826 eV by Ln σdc vs. T-1 plots, and those values agree with the ones found in the literature. When submitted to ion exchange, the samples showed an increased conductivity. On the other hand, a subsequent thermal treatment diminishes the conductivity for most of the samples, probably due to the formation of metallic silver nanoparticles in the vitreous matrix. In order to check for compositional modifications due to the ion exchange and thermal treatment, we have employed the energy dispersive X-ray spectroscopy technique, EDS, in the bulk and surface of the samples. It has been observed that Ag migrates towards the bulk during the thermal treatment, tending to reach a constant distribution, depending on the tetravalent cation, M4+, in the vitreous matrix. The diffuse reflectance infrared Fourier transform, DRIFT, have pointed changes in the surface structure of the samples... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-13Bitstream added on 2014-06-13T20:33:15Z : No. of bitstreams: 1 cardoso_ls_me_ilha.pdf: 1695440 bytes, checksum: a405a9de67a38bab365400a8a0d01ec9 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho, estudamos os processos de condução envolvidos na condutividade elétrica de nanocompósitos de polianilina com óxido de índio e estanho (PANI/ITO) e de poliuretano com negro de fumo (PU/NF), a partir da aplicação de um modelo estatístico de rede de resistores e da análise da condutividade dc próximo ao limiar de percolação. O modelo estatístico foi desenvolvido em linguagem Fortran 90 para gerar a estrutura morfológica desses nanocompósitos e calcular a condutividade elétrica alternada pela aplicação de uma técnica de matriz de transferência. O modelo levou em consideração a estrutura desordenada da PANI não dopada, a formação de segmentos moles e duros no PU e a distribuição aleatória de nanopartículas e agregados de ITO e NF em suas respectivas matrizes. A impedância entre dois sítios vizinhos da matriz polimérica, tanto para PANI quanto para PU, foi calculada pelo modelo de Dyre, enquanto que a impedância entre dois sítios vizinhos que compõem a fase condutora de ambos nanocompósitos foi calculada pelo modelo de Drude. Foram realizadas medidas de espectroscopia de impedância e de condutividade dc para ambos os compósitos, com diferentes concentrações da fase condutora. Os objetivos foram analisar os processos de condução, determinar o limiar de percolação e os expoentes críticos da condutividade. De acordo com os resultados das simulações e dos resultados experimentais, o processo de condução entre dois sítios da matriz polimérica obedece ao modelo de distribuição aleatória de barreiras de energia livre de Dyre (RFEB), ao passo que a condução nos domínios condutores é descrita pelo modelo de Drude. A análise das medidas de condutividade dc realizadas abaixo do limiar de percolação de ambos os compósitos indica que o processo de condução... / In this paper, we study the conducting processes involved in electrical conductivity of polyaniline/indium tin oxide nanocomposites (PANI/ITO) and polyurethane/carbon black nanocomposites (PU/CB), from the application of a statistical model of network resistors and the analysis of the dc conductivity near the percolation threshold. The statistical model was developed in Fortran 90 to generate the morphological structure of these nanocomposites and calculate the alternating electrical conductivity by applying a transfer matrix technique. The model took into account the disordered structure of undoped PANI, the formation of soft and hard segments in PU and random distribution of nanoparticles and aggregates of ITO and NF in their respective matrix. The impedance between two neighboring sites of the polymeric matrix, for both PANI and PU, was calculated by the model of Dyre, while the impedance between two neighboring sites from conductive phase was calculated by the Drude model. Were measured impedance spectroscopy and dc conductivity for both composites, with different concentrations of the phase conductor. The objectives were to analyze the processes of conduction, determine the percolation threshold and critical exponents of conductivity. According to the simulations and experimental results, the conduction process, between two sites of the polymeric matrix, is in agreement with random free energy barriers model proposed by Dyre (RFEB), while the conduction in the conductive phase is described by the Drude model. The analysis of the dc conductivity measurements obtained below the percolation threshold on both the composites indicates that the process of conduction occurs via hopping between sites of the polymeric matrix. In the region of percolation, both the hopping and tunneling can contribute to the conduction process. However, for samples with concentrations... (Complete abstract click electronic access below)