Este trabalho trata do estudo da eficiencia de pico e fun¸cao resposta de detetores semicondutores do tipo HPGe na faixa de energia entre 2 a 5 MeV, um pouco acima da faixa de energia das fontes usualmente dispon´veis em espectroscopia . Ele faz parte de um projeto de calibra¸cao de detetores em altas energias (at´e 20 MeV). Os resultados serao utilizados na obten¸cao das intensidades das radia¸coes de rea¸coes foto-nucleares produzidas por meio do bremstrahlung do feixe de el´etrons de 38 MeV do acelerador Microton em constru¸cao. Trabalhos anteriores utilizaram raios produzidos por rea¸coes ressonantes de captura de pr´otons (p,x ). Entretanto, a cinem´atica da rea¸cao, em particular o efeito Doppler, altera a posi¸cao e forma dos picos observados. De modo a evitar estes efeitos indesej´aveis, este experimento utilizou uma fonte radioativa de raios de altas energias 66Ga (que recentemente tornou-se um dos padroes secund´arios de calibra¸cao). A fonte de 66Ga foi produzida por meio do bombardeamento de uma chapa de 1,0 mm de natZn de alta pureza (> 99,99%) utilizando um feixe de pr´otons de 15 MeV do ciclotron Cyclone 30 do Instituto de Pesquisas Energ´eticas e Nucleares IPEN, atrav´es das rea¸coes nucleares 66Zn(p,n) e 67Zn(p,2n). O espectro resultante foi analisado com o software IDFIX e foi obtida a curva de calibra¸cao de eficiencia de pico de um detetor HPGe de 162 cm3 de volume ativo e eficiencia de pico de 33% relativa a um cristal de 3×3 de Na(Tl) para o gama de 1332 keV do 60Co. Finalmente, foi realizada uma simula ¸cao do processo de transporte de radia¸cao por meio do software MNCP5 e os resultados obtidos encontram-se em acordo com os experimentais. / This work involves the study of the peak efficiency and response function of HPGe detectors for gamma rays in the energy range of 2 to 5 MeV, somewhat above the energy range of the available calibration sources for gamma spectroscopy. It is part of a high energy (up to 20MeV) -ray project to obtain intensity of rays from photo nuclear reactions produced with the bremstrahlung from the 38MeV electron beam of the Microtron accelerator. Former works carried out in the Laborat´orio do Acelerador Linear - LAL (IFUSP) used gamma rays produced by well-known (p,x ) resonant reactions. However reaction kinematics disturbs the position and form of the observed gamma peaks mainly due to the Doppler effect. In order to avoid these problems, a radioactive source with high energy gamma-rays, 66Ga (which recently became one of the secondary efficiency calibration standard), was used. The 66Ga source was produced by bombarding a 1.0 mm foil of pure natZn (> 99,99%) with the 15MeV and 0.1A proton beam from the Cyclone 30 cyclotron of the Instituto de Pesquisas Energ´eticas e Nucleares - IPEN with 66Zn(p,n) and 67Zn(p,2n) nuclear reactions. The resultant spectra were analyzed using the IDFIX program and the peak efficiency calibration curve was obtained for the HPGe detector with 162cm3 of active volume and a efficiency of 33% relative to a 3×3Na(Tl) crystal for 1332 keV 60Co ray. Finally, it was undertaken a Monte Carlo radiation transport analysis using a software such as MNCP5. The experiment was simulated and the results are in agreement with the experimental ones.

O fosfogesso é um resíduo da indústria de fertilizantes fosfatados que concentra radionuclídeos naturais. Neste trabalho foi estudada a taxa de exalação de 222Rn em placas e tijolos de fosfogesso, visando sua utilização na construção de residências. Para tanto, foram determinadas a taxa de exalação de 222Rn por meio da técnica da câmara de acumulação com detectores sólidos de traços nucleares (SSNTD) inseridos em uma câmara de difusão e a dose efetiva para um indivíduo habitando uma residência construída com esses materiais. A título de comparação foi também determinada a taxa de exalação teórica, por meio do modelo proposto pela UNSCEAR, a partir da concentração de 226Ra nas placas e tijolos de fosfogesso. A contribuição do revestimento na superfície dos materiais para a diminuição da taxa de exalação de radônio foi também avaliada. Foram estudados placas e tijolos fabricados com fosfogesso das empresas Bunge Fertilizantes, Ultrafertil e Fosfertil e tijolos fabricados com gesso comum. Os valores médios obtidos foram 0,19 0,06 Bq m-2 h-1, 1,3 0,3 Bq m-2 h-1 e 0,41 0,07 Bq m-2 h-1 para as placas fabricadas com fosfogesso proveniente das empresas Bunge, Ultrafertil e Fosfertil, respectivamente. Já para os tijolos de fosfogesso, os valores foram 0,11 0,01 Bq m-2 h-1, 1,2 0,6 Bq m-2 h-1, 0,47 0,15 Bq m-2 h-1, para o fosfogesso da Bunge, Ultrafertil e Fosfertil. O tijolo fabricado com gesso comum apresentou valor médio de 0,18 0,08 Bq m-2 h-1. As doses efetivas anuais para um indivíduo habitando uma residência construída como os tijolos ou placas de fosfogesso de qualquer uma das procedências ficaram abaixo do limite de dose efetiva para indivíduos do público de 1 mSva-1 estabelecido pela Comissão Internacional de Proteção Radiológica. / Phosphogypsum is a waste of the fertilizer industry that concentrates radionuclides. In this work, the 222Rn exhalation rate from phosphogypsum paltes and blocks from different origins used at dwellings construction was studied. The 222Rn exhalation rate was determined through the accumulation chamber technique with solid state nuclear track detectors (SSNTD). The effective dose for an individual living in a residence built with phosphogypsum based materials was evaluated. It also was calculated the 222Rn exhalation rate through the UNSCEAR model, from the 226Ra concentration in the materials, in order to compare the experimental results. It was evaluated the contribution of building component (paint) to the reduction of 222Rn exhalation rate. The plates and blocks were manufactured with phosphogypsum from Bunge Fertilizantes, Ultrafertil and Fosfertil. Blocks manufactured with ordinary gypsum was also evaluated. The average results obtained were 0.19 ± 0.06 Bq m-2 h-1, 1.3 ± 0.3 Bq m-2 h-1 and 0.41 ± 0.07 Bq m-2 h-1for plates manufactured with phosphogypsum from Bunge Fertilizer, Ultrafertil and Fosfertil, respectively. For the phosphogypsum blocks the values were 0.11 ± 0.01 Bq m-2 h-1, 1.2 ± 0.6 Bq m-2 h-1, 0.47 ± 0.15 Bq m-2 h-1, for Bunge, Ultrafertil and Fosfertil. The blocks manufactured with ordinary gypsum presented average value of 0.18 ± 0.08 Bq m-2 h-1. All phosphogypsum plates and blocks evaluated in this study presented effective dose for radon inhalation lower than the recommended value of 1mSv y1, the annual effective dose limit for public exposure by International Commission on Radiological Protection.

O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver um modelo de transdutor paramétrica de alto desempenho do tipo cavidade reentrante supercondutora (ressonante em 10 GHz) para ser implementado no detector brasileiro de ondas gravitacionais. Estes transdutores monitorarão as vibrações mecânicas de uma massa ressonante esférica de Cu-AI(6%) com 65 em de diâmetro em uma faixa de frequência de 3200 ±200Hz. Várias geometrias, materiais e métodos foram testados e comparados para otimizar parâmetros como os fatores-Q mecânico e elétrico. Por fim, um modelo inédito foi construído. Neste modelo, o acoplamento mecânico com a antena é feito por contração térmica e o acoplamento elétrico com o circuito externo é feito por acoplamento eletromagnético remoto. As membranas (que fecham as cavidades) foram totalmente fabricadas a partir de lâminas de nióbio com 99,8 o/o de pureza e 0,05 mm de espessura, enquanto nióbio RRR300 foi utilizado para construir o restante do transdutor. O projeto das novas dimensões de cavidade reentrante atingiu fator-Q elétrico de 5 x 105 e df jdx de 8 x 1014 Hzjm, aumentando respectivamente em duas e dez vezes os valores dos modelos anteriores. Em condições criogênicas, o fator de acoplamento crítico ({J ~ 1) entre a sonda e a cavidade foi conseguido com a sonda afastada 4,0 mm do interior da cavidade. Este efeito permite eliminar o uso do complexo sistema de antenas micro-fitas tradicionalmente adotado. O resultado final foi a construção de um conjunto completo de oito transdutores paramétricas do tipo cavidade reentrante que, acoplados à antena esférica, poderão atingir a sensibilidade espectral h~-10-21 Hz-1 /2 em futuro próximo. / The main purpose of this work was to develop a model of parametric transducer of superconducting reentrant cavity type (ressonant in 10 GHz) with high performance to be implemented in the Mario Schenberg brazilian gravitational wave detector. These transducers will monitor the mechanical vibrations of the 65 em diameter CuAI(6%) I spherical resonant mass in the 3200 ± 200 I-lav frequency range. Many geometries, materiais and methods were tested and compared to optimize parameters such as electric and mechanical Q-factor. Finally, a new model was built. In this model, the mechanical coupling with the spherical antenna is done by thermal contraction and the electrical coupling with the externai circuit is done by remate electromagnetic coupling. The menbranes (which dose the cavities) were completely manufactured from niobium foil with 99,8 o/o purity and 0,05 mm thíckness, whíle niobium RRR300 was used to build the remainder of the transducer. The design of the new dímensions of reentrant cavity reached electrical Q-factor of 5x105 and df jdx of 8 x 1014 Hzjm, increasing respectively in two and ten times the values of the previous models. At cryogenic conditions, the criticai coupling factor (/3 ~ 1) between the probe and the cavity was obtained with probe moved 4,0 mm away from the cavity. This effect allows to eliminate the use of complex microstrip antenna system, which was traditionally adopted. The final result was the construction of a complete set of eight parametric transducers that,attached to the spherical antenna, will possibly reach the sensitivity h -10-21 Hz-112 in the near future.

Foram estudadas as respostas de 76 detectores Geiger-Müller, 4 detectores semicondutores e 34 câmaras de ionização. Muitos deles foram calibrados em feixes de radiação gama (37Cs e 60Co) e alguns foram testados em feixes de radiação beta (90Sr+90Y e 204Tl) e X (N-60, N-80, N-100, N-150). Para os três tipos de radiação, foram obtidos os fatores de calibração dos instrumentos e foi estudada a dependência tanto energética como angular destes detectores. Para radiação gama e beta foi estudada a dependência angular para ângulos de 00 e ± 450. Foram ainda obtidas as curvas da resposta dos instrumentos em relação a uma varredura angular de 00 e ± 900, para radiação gama, beta e X. Também foram analisados os fatores de calibração obtidos para radiação beta em relação à radiação gama. Para radiação gama, dos 66 detectores Geiger-Müller estudados, 24 apresentaram resultados para a dependência energética de acordo com a recomendação internacional da ISO 4037-2 e 56 estão de acordo com a recomendação brasileira da ABNT 10011. As câmaras de ionização e os semicondutores estão de acordo com as recomendações nacional e internacional. Todos os instrumentos apresentaram dependência angular menor que 40%. Para radiação beta, os instrumentos apresentaram resultados insatisfatórios para a dependência energética e angular; Para radiação X, as câmaras de ionização apresentaram resultados para dependência energética de acordo com a recomendação nacional, e a dependência angular foi menor que 40%. / The response of 76 Geiger-Müller detectors, 4 semiconductor detectors and 34 ionization chambers were studied. Many of them were calibrated with gamma radiation beams (37Cs and 60Co), and some of them were tested in beta radiation (90Sr+90Y e 204Tl) and X radiation (N-60, N-80, N-100, N-150) beams. For all three types of radiation, the calibration factors of the instruments were obtained, and the energy and angular dependences were studied. For beta and gamma radiation, the angular dependence was studied for incident radiation angles of 00 and ± 450. The curves of the response of the instruments were obtained over an angle interval of 00 to ± 900, for gamma, beta and X radiations. The calibration factors obtained for beta radiation were compared to those obtained for gamma radiation. For gamma radiation, 24 of the 66 tested Geiger-Müller detectors presented results for the energy dependence according to international recommendation of ISO 4037-2 and 56 were in accordance with the Brazilian ABNT 10011 recommendation. The ionization chambers and semiconductors were in accordance to national and international recommendations. All instruments showed angular dependence less than 40%. For beta radiation, the instruments showed unsatisfactory results for the energy dependence and angular dependence; For X radiation, the ionization chambers presented results for energy dependence according to the national recommendation, and the angular dependence was less than 40%.

Los sistemas de alarma contra incendio se encuentran desarrollados para cumplir el objetivo de detectar eventos de incendio en áreas estructurales de inmuebles que no son monitoreados de forma constante por un personal de mantenimiento, seguridad o por los inquilinos propios. Actualmente las tecnologías mas usadas están determinadas por sistemas convencionales e inteligentes contra incendio caracterizado por una transmisión de datos por cables de 2 o 4 hilos. A través del siguiente trabajo se realizará un diseño de una red de alarma contra incendio completamente inalámbrica entre la interconexión de los dispositivos de iniciación, panel de control y dispositivos de anunciación pertenecientes a una red de área personal configurado a través de un protocolo de comunicaciones (Zigbee) de bajo consumo de energía. El objetivo principal es diseñar una red inteligente de detección con capacidad de direccionar cada uno de los componentes para reconocer áreas del inmueble de forma totalmente independiente a través de un entorno inalámbrico, de igual manera la gestión y organización de los datos obtenidos en panel de control basado en un microcontrolador anexado a un módulo coordinador. / Tesis

Orientador: Paulo Roberto de Aguiar / Banca: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Janaina Fracaro de Souza Gonçalves / Resumo: O monitoramento em tempo real do processo de dressagem vem se tornando cada vez mais necessário, pois tem um papel muito importante no acabamento de peças produzidas pelo processo de retificação. Por outro lado, o desgaste dos dressadoers é muito custoso e pouco eficiente para ser monitorado visualmente, como normalmente é feito nas indústrias. O sensor de vibração é uma grande ferramenta na automação desse processo, porém ainda é pouco utilizado, como se constata na literatura. Este trabalho apresenta um método de classificação do desgaste da ferramenta de ponta única em três condições distintas (novo, meia-vida e desgastado), por meio de vibração e redes neurais. Ensaios de dressagens foram realizados em uma retificadora plana tangencial, rebolo de óxido de alumínio, com a aquisição dos sinais de vibração por meio de um sensor fixo no suporte do dressador. Um estudo foi desenvolvido do espectro do sinal para as três condições de desgaste, no qual sete bandas de frequências foram selecionadas. Vários modelos neurais foram testados, os quais possuíam como entradas duas estatísticas obtidas a partir do sinal original filtrado para uma dada banda de frequência selecionada. Após centenas de combinações de entradas, número de camadas ocultas e número de neurônio, dois melhores modelos foram escolhidos e analisados, os quais apresentaram resultados com até 98,3% de taxa de acertos / Abstract: Real time monitoring of the dressing process is becoming more and more necessary because it plays a very important role in the finish of the part manufactured by the grinding process. On the other hand, dresser wear is very expensive and not much effective to be monitored visually, but it is usually so developed in industry. The vibration sensor can be a useful tool in the process automation; however, it is rarely used as can be verified in research works. This work presents a classification method for three wear conditions (new, semi-new, and worn) of single-point dresser by using vibration signal and neural networks. Experimental runs were carried out in a surface grinding machine equipped with aluminium oxide grinding wheel, where the vibration signal was acquired by a fixed sensor attached to the dresser bolder. The signal spectra analysis was performed with regarding to the aforementioned wear conditions, and seven frequency bands were selected. Several neural network models were tested, which had two input statistics from the digital processing of the raw signal filtered for a given frequency band selected. Following hundreds of input combinations, number of hidder layers and neurons, two best models were chosen and analyzed, which showed results with up to 98.3% success rate / Mestre

Este trabajo de tesis presenta la estructura de control de un sistema detector y compensador de fallas eléctricas de tipo corte abrupto de energía en una SmartGrid. Para la detección de la falla se ha implementado un algoritmo basado en la inyección y detección de una perturbación en la tensión de la carga. Para la compensación de la falla, el control realiza un cambio en la señal de referencia y pasa al modo desconectado de la red. Asimismo, se ha mejorado el control de frecuencia para el proceso de resincronización con la red eléctrica, una vez que ésta ha sido reestablecida. Finalmente, el inversor es reconectado a la red eléctrica y se pasa al modo conectado a la red, donde la referencia pasa a ser nuevamente la señal con perturbación. Como parte de este trabajo se han desarrollado artículos científicos, de los cuales 2 han sido aceptados en congresos internaciones (PEPQA, Colombia 2017 y CCE, México 2017) y se encuentran publicados en el IEEE Explorer. / Tesis

This thesis presents a practical implementation of fault detection scheme in a real system by using residuals signals. These residuals have been generated applying the method of a model-based fault diagnosis. Different approaches have been studied and the corresponding algorithms developed. The object of the investigation is the three tank system in which different kind of methods of fault detection were performed. Various scenarios in which faults are simulated in actuators, sensors or components are analyzed considering also the presence of noise. Due to the inherent system characteristics it presents four possible work regions which are usually not taken into account in literature, but studied in this thesis. Also special cases, when the system goes from one region to another through critical points in which the system presents singularities, are shown. Faults will be performed around the time when the system states lie in the neighborhood of the critical points and the main task is now to overcome these singularities and achieve successfully a fault detection. / Tesis

El objetivo principal de esta tesis fue utilizar una arquitectura de control distribuido para desarrollar la programación de módulos de detección y diagnóstico de fallas para una planta piloto desalinizadora de agua de mar. Se estudió la dinámica de la planta tomando como base un modelo (en función de transferencia) desarrollado en otro trabajo de investigación. Este modelo sirvió para analizar el comportamiento de la planta al generarse variaciones en las variables de entrada (presión y PH). Para asegurar que alguna falla se debe al proceso y no a un dispositivo de campo, se desarrollaron módulos de detección y diagnóstico de fallas para cada dispositivo. Cada módulo toma como base la dinámica del dispositivo asociado y los valores de los parámetros obtenidos mediante comunicación por protocolo HART. Los módulos de detección y diagnóstico de fallas se implementan en la arquitectura de control distribuido DeltaV, el cual también permite desarrollar el sistema de supervisión de la planta, desde donde se supervisa el proceso y se accede a los módulos de detección y diagnóstico de fallas, en forma gráfica. Para justificar el uso de una arquitectura de control distribuido, se integró el sistema de detección y diagnóstico de fallas de la planta piloto desalinizadora de agua de mar y el de la planta piloto de temperatura. También se desarrolló un sistema de supervisión para un panel de operador, el cual se comunica con un PLC CompactLogix, de Allen Bradley. Ambos equipos instalados en el tablero de control de la planta piloto desalinizadora de agua de mar. Para validar el desarrollo de la tesis se realizaron pruebas de campo con una planta piloto de temperatura, la cual posee dispositivos con comunicación por protocolo HART. En dicha planta se forzaron fallas en los instrumentos de campo, las cuales fueron detectadas de manera inmediata por el sistema de control distribuido empleado, y mostradas en forma detalla en la pantalla de supervisión. / Tesis

El objetivo del presente trabajo es analizar y comprobar el comportamiento de los ISFETs respecto a los MOSFETs. Para lograr lo anterior se utilizarán técnicas modernas de simulación y ensayos en laboratorio; de esta forma se podrá observar las similitudes y diferencias de comportamiento, y dependencias entre las variaciones tales como corriente de drenador respecto a variaciones del voltaje umbral. Además, esta comprobación se realizará considerando los valores de los parámetros de fabricación que ha generado el fabricante de los ISFETs y asumiendo valores intrínsecos de este dispositivo y siempre observando lo que sucede con los MOSFETs en situaciones similares. / Tesis