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.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-01-27T15:44:59Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoSensoresEletromagneticos.pdf: 7557574 bytes, checksum: ca82d86bbde977707b8a99aaee256364 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-30T12:31:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoSensoresEletromagneticos.pdf: 7557574 bytes, checksum: ca82d86bbde977707b8a99aaee256364 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-30T12:31:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoSensoresEletromagneticos.pdf: 7557574 bytes, checksum: ca82d86bbde977707b8a99aaee256364 (MD5) Previous issue date: 2016-04-14 / Paradas de máquinas não planejadas causadas por falhas na isolação elétrica de equipamentos do sistema elétrico de potência são um grande problema, pois contabilizam elevadas perdas para planta e comprometem os indicadores de desempenho devido extenso período de parada da unidade geradora necessário para restauração da função geração. A fim de solucionar esse problema, vários pesquisadores e estudiosos da área de grandes máquinas rotativas descobriram que estas falhas estavam frequentemente relacionadas com o aumento do nível de descargas parciais (DP) da isolação elétrica da máquina. As ocorrências das DP nos sistemas isolantes dos equipamentos de alta tensão são sintomas de fragilidade na sua suportabilidade dielétrica, cuja evolução pode ocasionar graves consequências para o equipamento. As DP podem ser detectadas através da medição de quantidades associadas a pulsos de corrente, sinais de rádio frequência (ondas eletromagnéticas), sinais acústicos, entre outros. Entre esses métodos, a detecção de ondas eletromagnéticas irradiadas pelas DP vem demonstrando ser uma técnica confiável para acompanhar processo de evolução do defeito. Em comparação com outras técnicas, tais como, os métodos de detecção baseados em acopladores capacitivos (método convencional), o uso de sensores eletromagnéticos de banda larga é não invasivo para isolamento. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo mostrar a avaliação de três diferentes sensores eletromagnéticos de ultra alta frequência, do inglês, Ultra High Frequency (UHF) projetados para serem instalados nos hidrogeradores. Os sensores utilizados nos experimentos são os seguintes: acoplador direcional de microfita; antena loop e antena log-periódica. Os sensores foram avaliados através de ensaios de alta tensão para medição de descargas parciais, em que foram avaliados todos os tipos de descargas encontrados nos hidrogeradores, como descargas internas, delaminações, descargas de ranhura, descargas barra-barra e de superfície, e através do ensaio de envelhecimento acelerado. Os resultados obtidos no laboratório mostraram que o acoplador direcional apresentou uma grande sensibilidade para todos os tipos de descargas simuladas, cujo os resultados foram validados pela antena log-periódica, e a antena loop foi a que apresentou menor sensibilidade. Os resultados também mostram que é possível identificar as descargas através das características UHF. A evolução dos níveis de DP foi avaliada através do acoplador direcional durante o ensaio de envelhecimento acelerado, foi possível observar o aparecimento de dois tipos de descargas, delaminações e corona, os resultados foram similares aos medidos pelo acoplador capacitivo. / Stops machines unplanned caused by faults in the electrical insulation of the power electric system equipment is a big problem, because account for high losses to plan and undertake performance indicators due long stop period generating unit necessary for the generation function restoration. In order to solve this problem, many researchers and scholars in the field of large rotating machines found that these failures were often related to the increased level of partial discharges (PD) of electrical insulation of the machine. Occurrences of PDs in insulating systems of high voltage equipment are symptoms of weakness in their dielectric withstand, whose evolution can cause serious consequences for the equipment. The PDs can be detected by measuring quantities associated with current pulses, radio frequency signals (electromagnetic waves), acoustic signals, among others. Among these methods the detection of electromagnetic waves radiated by PDs are proving to be a reliable technique to follow the default process of evolution. In comparison with other techniques such as the detection method based on capacitive couplers (conventional method), the use of electromagnetic broadband sensors is not invasive to isolation. In this way, this paper aims to show the evaluation of three different electromagnetic sensors of Ultra High Frequency (UHF) designed to be installed in hydrogenerators. The sensors used in the experiments are: microstrip directional coupler, loop antenna and log-periodic antenna. The sensors were evaluated by high-voltage tests to measure partial discharges which were evaluated all kids of discharges found in hydrogenerators, like internal discharges, delaminations, slot discharge, bar-bar and surface discharges, and through the accelarated aging test. The results obtained in the laboratory demonstrated that the directional coupler showed a high sensibility to all types os simulated discharges which results were validated by log-periodic antenna, and the loop antenna showed a low sensibility. The results also demonstrated that is possible to identify discharges through the UHF characteristics. The evolution of the PDs levels were evaluated through the directional coupler during the accelarated aging test, it was possible to observe the appearance of two types of discharges, delaminations and corona, the results were similar to those measured by the capacitive coupler.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-03-03T16:04:54Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoSensoresBaseados.pdf: 3584170 bytes, checksum: 9932ae5ca17a12978527ca0f83b74971 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-07T11:41:22Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoSensoresBaseados.pdf: 3584170 bytes, checksum: 9932ae5ca17a12978527ca0f83b74971 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-07T11:41:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoSensoresBaseados.pdf: 3584170 bytes, checksum: 9932ae5ca17a12978527ca0f83b74971 (MD5) Previous issue date: 2016-04-01 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A investigação e o desenvolvimento de sistemas para a medição de parâmetros físicos e mecânicos de integridade estrutural, pode permitir a prévia detecção de colapsos, processos de deterioração e outros fatores naturais e/ou provocados pelo homem. Nesse caso, a medida desses parâmetros em tempo real é crucial para a identificação, localização e quantificação de danos, e também para melhorar a manutenção e segurança dessas estruturas. Medições de curvatura e vibração são importantes para o monitoramento estrutural devido a sua relação com as respostas dinâmicas de estruturas de engenharia. Nessa tese, estruturas de descasamento de diâmetro de núcleo são propostas e experimentalmente investigadas para sensoriamento de curvatura e vibração. Entre as análises, duas configurações exibiram um melhor desempenho, uma abordagem usa uma estrutura formada pela emenda de uma pequena seção de fibra multimodo não revestida entre duas fibras monomodo padrão (SMS), combinada com um espelho óptico em fibra na sua extremidade, e a outra abordagem é formada pelo sanduíche de uma seção de fibra monomodo entre duas pequenas seções de fibra multimodo, emendadas entre duas fibras monomodo padrão (SMSMS). O dispositivo SMS é analisado através de medidas experimentais e simulações numéricas. Na análise experimental de curvatura, o sensor SMS proposto gera padrões de interferência destrutiva e aumenta a perda óptica se é curvado, variando somente a atenuação do sinal óptico sem variação do comprimento de onda. A modelagem numérica é feita com o método de propagação de feixe por diferenças finitas através da utilização do software BeamProp 9.0 da empresa RSoft. O sensor SMSMS possui duas seções MMF que agem como acoplador e reacoplador de modos de núcleo-casca, e a seção SMF ao meio atua como o “braço” de interferência. Assim os modos da casca que se propagam na seção SMF do meio tornam-se sensíveis às frequências aplicadas. Este dispositivo foi analisado experimentalmente como sensor de vibração e provou ser adequado para monitorar frequências tão baixas como 0.1 Hz. As configurações de sensores propostos apresentam várias características interessantes, tais como fácil fabricação, baixo custo, alta eficiência e alta sensibilidade. Embora o processo de fabricação das estruturas não seja muito preciso, o que afeta sua reprodutibilidade, esses sensores são muito úteis numa vasta variedade de aplicações, tais como monitoramento de integridade estrutural. / The research and development of systems for measuring physical and mechanical parameters of structural health, allows the early detection of collapses, deterioration process and other natural and / or caused by man factors. In this case, real-time measurements of these parameters are crucial for identification, localization and quantification of damages, and also improve the maintenance and safety of such structures. Curvature and vibration measurements are important to structural monitoring due to their relationship with the dynamic responses of engineering structures. In this thesis, core diameter mismatch structures are proposed and experimentally investigated for curvature and vibration sensing. Among the analyzes, two settings exhibited improved performance, one approach uses a structure formed by splicing an uncoated short section of multimode fiber between two standard single mode fibers (SMS), combined to an optical fiber mirror at its end, and the other approach is made by the sandwich of one single mode fiber section between two short multimode fiber sections, spliced between two standard single mode fibers (SMSMS). The SMS device is analyzed through experimental measurements and numerical simulations. In the curvature analysis, the proposed SMS sensor generates destructive interference patterns whether it is bent, varying only the attenuation of the optical signal without wavelength shifts. Numerical modeling is performed using the finite difference beam propagation method by means of the BeamProp 9.0 software of Rsoft™ company. In the experimental vibration analysis, the SMSMS sensor is formed by two MMF sections that act as coupler and re-coupler of core-cladding modes, and the SMF section in the middle acts as the "arm" of interference. So the cladding modes that propagate in the SMF middle section become sensitive to the applied frequencies. The SMSMS vibration sensor proved to be suitable to monitor very low frequencies such as 0.1 Hz. The proposed sensors configurations present several interesting features, such as easy fabrication, low-cost, high-efficiency, and high sensitivity. Although the manufacturing process of the structures is not very precise, which affects its reproducibility, such sensors very useful in a wide range of applications, such as structural health monitoring.

Instalações para irradiação com nêutrons foram projetadas e construídas, visando o estabelecimento de procedimentos de calibração de monitores e dosímetros de nêutrons. Uma fonte calibrada de ANTPOT.241 AmBe com atividade de ANTPOT.185 GBq, garantiu rastreabilidade às medidas realizadas, e possibilitou irradiações com taxas de dose que variaram entre 9 nSv s POT.-1 e 0,5 muuSv s POT.-1. No arranjo elaborado para irradiações com nêutrons térmicos, com fluxo calibrado, a taxa de dose utilizada foi 50 nSv s POT.-1. A calibração de um espectrômetro de esferas de Bonner permitiu o estabelecimento dos procedimentos de calibração com base em três métodos propostos por normas internacionais, mostrando serem apropriadas às dimensões da sala de irradiação projetada para essa finalidade. A decoração do espectro de nêutrons, a partir da determinação dos parâmetros de calibração para o detector de esferas de Bonner, permitiu determinar o espectro da fonte de ANTPOT.241 AmBe calibrada, com valores de taxa de fluência, taxa de dose equivalente e energia media, que corresponderam satisfatoriamente aos valores calculados esperados, possibilitando o uso de tal detector na dosimetria de área. Para a dosimetria pessoal, foi elaborado um sistema dosimétrico baseado no uso do polímero CR-39 e no ataque eletroquímico do mesmo. Para isso, foram projetadas e construídas uma câmara para o processamento do detector e uma fonte de alta tensão e alta frequência que mostraram-se adequadas às finalidades propostas. O dosímetro pessoal elaborado utiliza também material conversor (n, alfa) e seu principio de detecção possibilitou determinar um fator de calibração relacionando a resposta do detector com a dose recebida para nêutrons térmicos, epitérmicos e rápidos. Os parâmetros utilizados para o ataque eletroquímico foram: solução de KOH 6N, temperatura de 59°C, campo elétrico alternado de 20 kv IND.ppcm POT.-1, frequência de 2,0 kHz; para a detecção de nêutrons térmicos e epitérmicos o tempo de revelação empregado foi de 3 horas e para nêutrons rápidos de 6 horas. O sistema dosimétrico desenvolvido apresentou sensibilidades a nêutrons térmicos, epitérmicos e rápidos dadas pelos valores (1,46 +/- 0,09) 10 POT.4 traços cm POT.-2 mSv POT.-1, (9 +/- 3) 10² traços cm POT.-2 mSv POT.-1 e (26 +/- 4) traços cm POT.-2 mSv POT.-1 respectivamente. As doses mínimas e máximas detectáveis foram respectivamente 0,002 mSv e 0,6 mSv para nêutrons térmicos, 0,04 mSv e 8 mSv para nêutrons epitérmicos e 1 mSv e 12 mSv para nêutrons rápidos. Tendo em vista as implicações das recomendações do ICRP-60, pode-se concluir que o dosímetro pessoal elaborado neste trabalho apresenta a sensibilidade necessária no caso da monitoração de nêutrons térmicos e epitérmicos, mas que exigiria tempos de integração de doses superiores à mensal no caso da monitoração de nêutrons rápidos.O procedimento proposto para ser realizar a dosimetria de nêutrons é baseado no uso conjugado do dosímetro pessoal elaborado e do espectrômetro de esferas de Bonner enquanto dosímetro de área. / A neutron irradiation facility was designed and built in order to establish a procedure for calibrating neutron monitors and dosimeters. A 185 GBq ANTPOT.241 AmBe source in the air provides neutron doses rates between 9 nSv s POT.-1 and 0,5 muuSv s POT.-1. A calibrated 50 nSv s POT.-1 thermal neutron field is obtained by using a specially designed paraffin block in conjunction with the ANTPOT.241 AmBe source. A Bonner multisphere spectrometer was calibrated, using a procedure based on three methods proposed by international standards. The unfolded ANTPOT.241 AmBe neutron spectrum was determined from Bonner spheres data and resulted in a good agreement with expected values for fluence rate, dose rate and mean energy. A dosimetric system based on the electrochemical etching of CR-39 was developed for personal dosimetry. The dosimeter badge using a (n, alfa) converter, the etching chamber and high frequency power supply were designed and built specially for this project. The electrochemical etching (ECE) parameters used were: a 6N KOH solution, 59°C, 20 kV IND.ppcm POT.-1, 2,0 kHz, 3 hours of ECE for thermal and intermediate neutrons and 6 hours for fast neutrons. The calibration factors for thermal, intermediate and fast neutrons were determined for this personal dosimeter. The sensitivies determined for the developed dosimetric system were (1,46 +/- 0,09)10 POT.4 tracks cm POT.-2 mSv POT.-1 for thermal neutrons, (9 +/- 3)10² tracks cm POT.-2 mSv POT.-1 for intermediate neutrons and (26 +/- 4) tracks cm POT.-2 mSv POT.-1 for fast neutrons. The lower and upper limits of detection were respectively 0,002 mSv and 0,6 mSv for thermal neutrons, 0,04 mSv and 8 mSv for intermediate neutrons and 1 mSv and 12 mSv for fast neutrons. In view of the 1990s ICRP recommendations, it is possible to conclude that the personal dosimeter described in this work is sufficiently sensitive to thermal and intermediate neutrons but fast neutron monitoring at radiological protection level would require an integration period of over a month. The proposed dosimetric procedure is based on the conjugated use of the developed personal dosimeter and the Bonner multisphere spectrometer.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-12-27Bitstream added on 2014-06-13T19:06:02Z : No. of bitstreams: 1 alessio_p_dr_bauru.pdf: 3992190 bytes, checksum: 1589671fa2065ebb3c282daa63fb9d9f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A detecção de substâncias em sistemas liquidos diluídos é um desafio para diversas áreas, seja para o diagnóstico de doenças ou para identificação de substâncias nocivas, drogas ou moléculas de interesse. A língua eletrônica, neste caso, sensores baseados em filmes finos (material quimiosssensível) e espectroscopia de impedância, oferece um grande potencial para detecções ultrassensíveis, assim como a técnica SERS. Nesta tese foi estudada a influência da arquitetura molecular dos filmes finos que compõem os sensores (língua eletrônica) na detecção de um analito alvo, a dopamina. Três diferentes moléculas foram utilizadas como material quimiossensível: dois derivados de perileno tetracarboxílico diimido (PTCD-COOH e PTCD-NH2) e uma ftalocianina metálica (FePc). A técnica SERS foi utilizada para investigar a interação entre a dopamina e o filme fino, por sua alta sensibilidade e especificidade molecular. Para isso foram fabricados filmes finos utilizando diferentes técnicas de processamento: PVD, LbL, LB. Esses filmes foram caracterizados por diferentes técnicas, com as quais se pode identificar a obtenção das diferentes arquiteturas moleculares. Esses filmes foram aplicados na detecção de dopamina utilizando espectroscopia de impedância e os resultados confirmaram que o desempenho das unidades sensoriais formadas por tais filmes é influenciado pela arquitetura molecular do filme. O melhor desempenho foi observado para a FePc processada na forma de filme LB. As análises de SERS identificaram a interação entre FePc e dopamina e confirmaram que a melhor arquitetura molecular para tal interação é a obtida no filme LB / The detection of substances in liquid diluted systems is a challenge to variuos areas, either for disease diagnosis or to identify hazardous substances, drugs or molecules of internet. The electronic tongue, in this case, sensors based on thin films (chemo-sensitive material) and impedance spectroscopy offers great potential for ultra-sensitive detections as well as the SERS technique. In this thesis it was studied the influence of the molecular architecture of the thin films that comprise the sensors (electronic tongue) in the detection of a target analyte, the dopamine. Three different molecules were used as chemo-sensitive materials: two perylene tetracarboxylic diimide derivatives (PTCD-COOH and PTCD-NH2) and a metal phthalocyanine (FePc). SERS technique was used to investigate the interaction between dopamine and thin film due to its great sensitivity and molecular specificity. For that, thin films were fabricated using different processing techniques: PVD, LbL and LB. These films were characterized by different techniques, and with that it could be identified the different molecular architectures obtained. These films were used for dapamine detection using impedance spectroscopy and the results confirmed that the sensing units performance is influenced by the molecular architecture. The best performance was observed for the FePc processed in the form of LB film. The SERS analysis identified the interaction between dopamine and FePc and confirmed that the best architecture to promete the molecular interaction is obtained in the LB film

CAPES, CNPq), Fundação Araucária, Agência Nacional do Petróleo (ANP), FINEP / Neste trabalho é apresentado um estudo sobre a aplicabilidade de sensores em fibra ótica baseados em redes de período longo como ferramentas para avaliar combustíveis líquidos. O estudo pautou-se em investigação experimental e no levantamento das principais características metrológicas dos sensores, incluindo a estimativa de incertezas segundo diretrizes recomendadas por organizações internacionais de padronização. Nesse sentido, investigou-se o desempenho dos sensores na determinação do teor de etanol presente em misturas etanol-gasolina. Os resultados obtidos mostraram que concentrações de etanol foram mensuradas nessas misturas com resolução de até 0,14% v/v. Adicionalmente, avaliaram-se os comportamentos dos sensores na identificação do teor de etanol em misturas etanol-água e propuseram-se dois métodos para que tais determinações fossem unívocas para toda a faixa de concentração de etanol. Nessa aplicação foi possível medir concentrações de etanol com resolução de até 0,17% v/v. Os sensores foram ainda empregados nas avaliações de biodiesel, de óleo de origem e de óleo diesel presentes em misturas binárias e homogêneas. Para tanto, três métodos foram desenvolvidos com o intuito de superar as limitações impostas pelos elevados índices de refração dessas substâncias, possibilitando quantificações sem demandar segregação de componentes ou fibras óticas especiais. Dessa maneira, viabilizou-se a identificação de teores de biodiesel em misturas biodiesel-óleo diesel com resolução de até 0,05% v/v. Por fim, implementou-se um método de interrogação de redes de período longo a partir da leitura de sinais de reflexão disponibilizados por uma rede de Bragg, o qual foi utilizado para avaliar misturas contendo óleo de origem e biodiesel. Nesse caso, as determinações dos teores de óleo foram realizadas com resolução de 0,10% v/v. / This work shows a study about the applicability of optical fiber sensors based on long period gratings as tools for assessment of liquid fuels. The study was based on both experimental research and evaluation of the main metrological characteristics of the sensors, including the estimative of uncertainties according to guidelines recommended by international organizations for standardization. In a sense, it was evaluated the performance of sensors for determining the ethanol concentration in ethanol-gasoline blends. The results obtained showed that ethanol concentrations were measured in these mixtures with resolution up to 0.14% v/v. The use of the sensors to measure ethanol in ethanol-water blends was also investigated and two methods were proposed to establish the ethanol content without ambiguity for the whole ethanol concentration range. In this application it was possible to measure ethanol concentrations with resolution up to 0.17% v/v. Optical fiber sensors were also employed for evaluating biodiesel, vegetable oil and petrodiesel concentrations in binary and homogeneous mixtures. Three methods were developed in order to overcome the drawbacks imposed by the high refractive indices of these substances, allowing quantifications without requiring segregation of components or specialty optical fibers. Biodiesel concentrations could be identified in biodiesel-petrodiesel blends with resolution up to 0.05% v/v. Finally, an alternative method to interrogate long period gratings that employs the reflection provided by a fiber Bragg grating was implemented to evaluate mixtures of vegetable oil and biodiesel. In this case, oil concentrations were determined with resolution of 0.10% v/v.

CAPES / Este trabalho apresenta os resultados da pesquisa sobre medidas da atividade de 226Ra em águas minerais engarrafadas compradas em estabelecimentos comerciais do Brasil. As medidas foram realizadas no Laboratório de Física Nuclear Aplicada da Universidade Tecnológica Federal do Paraná em cooperação com o Centro de Desenvolvimento e Tecnologia Nuclear (CDTN) da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN). O trabalho avalia a possibilidade do uso do equipamento RAD7 (Durridge Company) para medir a atividade de 226Ra em equilíbrio com 222Rn presente nas amostras de águas em nível compatível com 0,1Bq/L, o que significa uma precisão superior à prática usual do equipamento. Além disso, a pesquisa fornece o erro mínimo de medida da concentração de atividade do rádio possível de ser atingida com o uso do equipamento RAD7. A principal dificuldade encontrada na técnica desenvolvida foi diminuir os erros associados às medidas. Para desenvolver a metodologia otimizada foram realizados diversos testes que propiciaram a diminuição dos erros e asseguraram uma técnica inovadora para medidas de baixas concentrações de 226Ra em água, com o uso do detector eletrônico de radônio RAD7. O arranjo experimental foi baseado no detector eletrônico de radônio RAD7 e as medidas foram realizadas utilizando o kit RAD H2O que permite identificar a atividade de concentração do 222Rn em pequenas amostras de 40mL e 250mL. Os resultados mostraram que o erro mínimo ficou entre 0,02 a 0,07 Bq/L o que configura uma diminuição considerável e importante nos erros associados às amostras de baixas concentrações. Quando aplicada a metodologia otimizada e proposta, foi possível concluir que todas as amostras analisadas apresentaram valores abaixo que os estabelecidos pelas normas e recomendações e que os valores encontrados para as amostras possuem ordem de grandeza semelhante às encontradas na literatura. Desta forma, foi possível concluir que o detector eletrônico de radônio RAD7 pode ser utilizado nas medidas de 226Ra em águas para concentrações menores que 0,1 Bq/L, mas que para isto deve ser utilizada uma técnica como esta desenvolvida para otimizar o procedimento. / This thesis presents the survey results of measuring the activity of 226Ra in bottled mineral waters purchased in Brazilian market. The measurements were performed at the Laboratory of Applied Nuclear Physics at Federal Technological University of Paraná in cooperation with the Centre for Development and Nuclear Technology (CDTN) of the National Nuclear Energy Commission (CNEN). The study evaluates the possibility of using RAD7 equipament (Durridge Company) in order to measure 226Ra activity in equilibrium with 222Rn present in water samples at a level compatible with 0.1 Bq/L, which means greater accuracy than the usual practice of the equipment. Furthermore, the search provides the minimum error of radio activity concentration that can be achieved using the RAD7 equipament. The main difficulty of this work was to reduce the associated errors to the measure. To develop the optimized methodology were performed several tests that enabled the reduction of errors and ensure an innovative technique for measuring low concentrations of 226Ra in water, using the RAD7 radon electronic¬ detector. The experimental setup was based on the RAD7 and measurements were performed using the RAD H2O kit that identifies the activity concentration of 222Rn in small samples of 250mL. The results showed that the minimum error ranged from 0.02 to 0.07 Bq/L which constitutes a considerable and significant reduction in errors associated with low concentrations samples. When applied the optimized methodology proposed, it was concluded that all the samples had values below the established standards and recommendations and that the values found for the samples have similar order of magnitude to those found in the literature. Thus, the RAD7 radon detector electronics can be used in measurements of 226Ra in water at concentrations below 0,1 Bq/L, but for that, the technique developed in order optimize the procedure should be used.

Este trabalho propõe a utilização de um sensor capacitivo para a determinação da constante dielétrica, para caracterizar amostras de óleo vegetal antes e após o processo de fritura. Nos ensaios, a fritura foi simulada pelo aquecimento do óleo submetido a ciclos de aquecimento e resfriamento. A partir das medidas da constante dielétrica do óleo foi feita a correlação desta grandeza com o resultado das análises físico-químicas. Para determinar a constante dielétrica das amostras, foram construídos dois sensores: o sensor I permite analisar a capacitância das amostras até a temperatura máxima de 120ºC e o sensor II permite análises de até, no máximo, 250 ºC. A principal diferença entre os sensores I e II está na temperatura de trabalho dos materiais empregados na sua construção. Os resultados obtidos mostram que, no ciclo de aquecimento, a constante dielétrica das amostras aumentou seu valor inicial e, no resfriamento, a curva de diminuição da constante dielétrica foi diferente daquela obtida no aquecimento. Após cada ciclo completo de aquecimento e resfriamento, o valor da constante dielétrica sofreu aumento, indicando uma alteração permanente nas propriedades físico-químicas das amostras. A verificação da alteração permanente foi confirmada pela análise físicoquímicas das amostras (índice de acidez, índice de iodo, índice de refração e viscosidade) e a correlação obtida com a constante dielétrica. Para isso foi coletado 10 ml de cada amostra analisada. Os resultados obtidos sugerem que a medição da constante dielétrica pode ser um método rápido e com menores custos para caracterizar óleos vegetais alimentares submetidos a variações de temperatura entre 20 e 250 °C como, por exemplo, quando utilizados em frituras. A aplicação desta análise simples poderá ser útil na avaliação da destinação/reciclagem do óleo vegetal residual de processos de fritura. / This paper proposes the use of a capacitive sensor for determining the dielectric constant to characterize vegetable oil samples before and after the frying process. In tests, the fry was simulated by heating oil subjected to heating and cooling cycles. From measuring the dielectric constant of the oil was made the correlation of this magnitude with the result of physical and chemical analysis. To determine the dielectric constant of the samples, two probes were constructed: a sensor i can analyze the capacitance of the samples until the maximum temperature of 120° C and the sensor analyzes II allows up to a maximum of 250 ° C. The difference between the sensors I and II is in the working temperature of the materials used in its construction. The results show that in the heating cycle, the dielectric constant of the sample and its initial value increased in the cooling curve of the decrease of the dielectric constant is different from that obtained on heating. After each complete cycle of heating and cooling, the dielectric constant value was increased, indicating a permanent change in the physicochemical properties of the samples. The verification of the permanent change was confirmed by physicochemical analysis of samples (acid value, iodine value, refractive index and viscosity) and the correlation obtained in the dielectric constant. To this was collected 10 ml of each sample analyzed. The results suggest that the dielectric constant measuring method can be rapid and economically to characterize edible vegetable oils subjected to temperature variations between 20 and 250 ° C, for example, when used for frying. The application of this simple analysis can be useful in assessing the allocation / recycling of waste vegetable oil frying processes.

Este trabalho apresenta um estudo sobre o efeito de sombreamento em detectores de nêutrons, quando estes são utilizados em medidas de reatividade com a técnica de rod drop. O sombreamento pode ser entendido como uma mudança na eciência dos detectores, quando esta é dada em nêutrons detectados/ssão ocorrida no reator, sendo mais evidente nos detectores mais próximos ao banco sendo inserido. O método de análise, fundamentalmente teórica, baseou-se em simulações do reator IPEN/MB-01 utilizando o código CITATION e o programa MCNP. Em ambos os casos, os resultados são estáticos, mostrando os uxos neutrônicos apenas em duas situações: antes da inserção do banco, e após sua inserção. A reatividade, neste caso, é obtida utilizandose a expressão derivada da técnica de source jerk. Em adição ao estudo teórico, os dados de um experimento de rod drop realizado no reator IPEN/MB-01 também foram utilizados. Neste caso, a reatividade foi obtida com o método de cinética inversa, já que os dados experimentais são constituídos de valores que variam no tempo. Em todos os casos, fatores de correção para o efeito de sombreamento são propostos. / This work presents a study on the eect of shading in neutron detectors, when used in measures of reactivity with the rod drop technique. Shading can be understood as a change in the eciency of the detectors, when it is given in detected neutrons / ssion occurred in the reactor, more evident in the detectors closest to the bank being inserted. The method of analysis was based on simulations of reactor IPEN/MB-01, using the code CITATION and MCNP program. In both cases, the results were static, showing Neutronic ows in only two situations: before insertion of the control rod and after insertion. The measure of reactivity in this case was achieved using the expression derived from the source jerk technique. In addition to theoretical study, data from a rod drop experiment conducted in the reactor IPEN/MB-01 were also used. In this case, the reactivity was obtained using inverse kinetic method, since experimental data were set of values that vary with time. In all cases, correction factors for the shadowing eect have been proposed.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-12-15Bitstream added on 2014-06-13T20:40:35Z : No. of bitstreams: 1 estevam_gp_dr_ilha.pdf: 1286143 bytes, checksum: 9434d98559bc4397efde69672bf77fe5 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Apresenta-se nesse trabalho a preparação, caracterização e aplicação de um compósito na forma de filme com três concentrações diferentes de cerâmica, objetivando observar seu comportamento quando submetido a radiação ionizante (raios X) e não ionizante (infravermelho). Os compósitos são constituídos da cerâmica titanato de chumbo modificado com cálcio (PTCa) imersa em uma matriz polimérica constituída de poliéter éter cetona (PEEK). Os filmes foram obtidos por prensagem a quente. O compósito foi caracterizado com a medida do coeficiente piezoelétrico (d33), variando a concentração de cerâmica, a temperatura de polarização, a intensidade de campo aplicado e o tempo de polarização. Posteriormente, foi medido o coeficiente piroelétrico, perda dielétrica e permissividade dielétrica, para as três concentrações de cerâmica proposta. Para a amostra com 60% de cerâmica foi determinado a figura de mérito piroelétrica (FOM) e finalmente, nessa fase de caracterização, foi determinado o campo coercivo e a polarização remanescente através da curva de histerese ferroelétrica. Os resultados obtidos revelaram que a atividade piezo e piroelétrica do compósito são compatíveis com outros compósitos existentes e cerâmicas. Após a caracterização, o compósito foi submetido à radiação infravermelha próximo e à radiação X na faixa de ortovoltagem. Os resultados encontrados revelaram que o compósito responde na faixa de radiação ionizante e não ionizante revelando uma opção interessante como sensor. / The present work is regarding to preparation and characterization of a ceramic/polymer composite film with three different ceramic loadings. The target was to observe the composite behavior when ionizing (X-ray) and non-ionizing (infrared) radiations was applied on it. The composites were made of calcium modified lead titanate (PTCa) ferroelectric ceramic immersed in poly(ether-ether-ketone) (PEEK) polymer matrix by hot pressing the powders mixture. Characterization was made using the longitudinal piezoelectric coefficient (d33) measurement as a function of ceramic content, poling temperature, poling electric field and poling time. Pyroelectric coefficient, dielectric permittivity and dielectric loss, coercive field and remanent polarization were also measured. The pyroelectric figure of merit (FOM) for sample with 60 vol% of ceramic was determined. The values of piezo and pyroelectric coefficient obtained for this composite indicates that it is comparable with other composites reported in literature. The application of the composite as thermal transducer for near infrared and X-ray radiation showed a real possibility to use PTCa/PEEK composite film as radiation detector in a wide range of energy.