Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:15:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338177.pdf: 3426328 bytes, checksum: b4df44b3b293360aca3ecfaa6076f040 (MD5) Previous issue date: 2015 / Altos níveis de tensão e corrente podem ser induzidos em dutos metálicos devido as linhas de transmissão (LTs) em áreas onde estas estruturas compartilham o mesmo corredor. Esta interferência eletromagnética tem sido um importante assunto de pesquisa nas últimas décadas. Neste trabalho, os diferentes acoplamentos entre LTs e dutos enterrados (acoplamento indutivo e condutivo) são estudados, implementados e validados. A zona de interferência e a influência da estrutura do solo também são abordadas em ambos acoplamentos. Ao final, um estudo de caso é apresentado para validação do modelo completo, onde a interferência indutiva e a interferência condutiva são calculadas.<br> / Abstract : Significant voltage and current levels can be induced in metallic pipelines due to power lines in areas where this structures share the same corridor. This electromagnetic interference has been an important research subject over the last decades. In this work, the different couplings between power lines and buried pipelines (inductive and conductive coupling) ares tudied, implemented and evaluated. The interference zone and the influence of the soil structure are also addressed for both couplings. Finally, a study case is presented to evaluate the complete model, where the inductive and conductive interference are calculated.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Pós-Graduação em Nanociência e Nanobiotecnologia, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-07-19T15:24:33Z No. of bitstreams: 1 2017_PedroPauloSilvaMagalhaes.pdf: 5013198 bytes, checksum: afc1f62e46a8f51a3ed2ba163b23481e (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-09-19T14:26:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_PedroPauloSilvaMagalhaes.pdf: 5013198 bytes, checksum: afc1f62e46a8f51a3ed2ba163b23481e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-19T14:26:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_PedroPauloSilvaMagalhaes.pdf: 5013198 bytes, checksum: afc1f62e46a8f51a3ed2ba163b23481e (MD5) Previous issue date: 2017-09-19 / Neste trabalho, apresenta-se o estudo experimental de síntese e caracterização de nanoestruturas de calcopirita CuIn(S1-xSex)2. A série com x = 0, 0.5 e 1.0 foi preparada a partir do método solvotermal (decomposição térmica) em atmosfera de argônio. Posteriormente à síntese, as propriedades estruturais e morfológicas das amostras foram examinadas por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e de varredura (MEV) e análise por microssonda (EDS). As propriedades ópticas e vibracionais foram examinadas utilizando a espectroscopia de ultra-violeta (UV-VIS), a espectroscopia Raman e infravemelho (FTIR). Os resultados da caracterização por análise de microssonda (EDS) confirmaram as concentrações nominais de Cu, In S e Se nas amostras. As análises dos difratogramas indicaram que todas as amostras em pó da série (x = 0, 0.5 e 1.0) e o filme da série (x = 0) formaram na estrutura cristalina tipo calcopirita com grupo espacial I42-d. Os parâmetros de rede e o volume da célula unitária mostraram um comportamento linear com a concentração de x, o qual pode ser explicado utilizando a Lei de Vegard. Se determinou um aumenta do volume da célula unitária de 339.84 Å 3 para a amostra com x=0 e de 388.44 Å 3 para a amostra com x=1, ou seja, um aumento de 12,5 % do volume da célula unitária. Em relação à caracterização por microscopia eletrônica de transmissão (MET), para a amostra de CuInS2 obteve-se um tamanho médio de ~30 nm. Este tamanho é superior quando comparado ao valor médio de cristalitos de ~20 nm estimado usando a fórmula de Scherrer na análise dos dados de DRX. Para a amostra CuIn(S0.5Se0.5)2 obteve-se um tamanho médio de ~3.6 nm que também é inferior quando comparado ao valor médio de ~6 nm dos critalitos obtido da análise dos dados de DRX. Já para a amostra de CuInSe2 obteve-se um tamanho médio de ~36 nm, comparável ao valor médio estimado por DRX. A caracterização por espectroscopia UV-VIS foi usada para determinar o gap de energia (Eg) de cada material sintetizado usando a lei de Tauc para sistemas de gap direto. Os valores estimados de Eg foram inferiores aos reportados na literatura, mas estes valores de Eg mostram um decrescimento linear quando a concentraçao de Se é incrementada nas amostras. O valor baixo de Eg está provavelmente relacionado com a presença de estruturas indesejáveis e/ou devido à presença de resíduos orgânicos resilientes. Medidas de espectroscopia Raman das amostras CuIn(S1-xSex)2 ajudaram a identificar os modos vibracionais característicos da estrutura calcopirita. Além disso, ajudou a identificar a formação de fases extras ou estruturas binárias ou ternárias que não se transformaram na fase calcopirita desejada. A análise dos dados de FTIR possibilitou detectar a presença dos grupos funcionais de estruturas orgânicas, mesmo após o processo de lavagem e centrifugação nas amostras em pó e após a calcinação da amostra em filme. / In this work, we present na experimental study of the syntesis and characterization of chalcopyrite CuIn(S1-xSex)2nanoestructures. A series with x=0, 0.5 and 1.0 were prepared following a solvothermal (thermal decomposition) method using an argon atmosphere. After the systhesis, the structural and morphological properties of the samples were determined using X-ray diffraction (XRD), Transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The optical and vibrational properties were determined using UV-Vis, Raman and Fourier-transform infra-red (FTIR) spectroscopies. EDS results confirmed the nominal concentrations of Cu, In, S and Se elements in the samples. The analysis of the diffractograms indicated that all powder samples (with x=0, 0.5 and 1.0) and the film with x=0 form in a chalcopyrite crystalline structure with a space group I42-d. The lattice constants and the unit cell volume show a linear dependence with x, which can be explained using the Vegard’s law. The unit cell volume was 339.84 Å 3 for x=0 and becomes 388.44 Å 3 for x=1.0, in other words, a volume increase of 12.5%. From the microscopic characterization, results from TEM analysis indicated a mean particle size of ~30 nm for the CuInS2 sample. This value is larger when compared to the mean crystallite size of ~20 nm estimated from XRD data analysis using the Scherrer relation. A mean size of ~3.6nm was determined for the sample CuIn(S0.5Se0.5)2, which is smaler than the mean crystallite size of ~6nm determined form XRD data analysis. However, for the sample CuInSe2 the mean size of ~36 nm determined from TEM data analysis is consistent with the mean crystallite size determined from XRD data. The UV-Vis spectroscopy measurements were used to determine the band gap energy (Eg) of the samples using the Tauc’s law for direct bandgap systems. Although the estimated values of Eg are relatively lower when compared to the values reported in the literature for compounds with the same stoichiometry, the Eg shows a clear linear decrease as the Se concentration is increased in the samples. The lower values of Eg are likely related to the formation of additional structures and/or due to the presence of resilient organic products. Raman spectroscopy measurements of samples CuIn(S1-xSex)2 helps to identify characterisitc vibrational modes which correspond to the chalcopyrite phase. Besides, other modes that correspond to extra phases or binary or ternary strutures which did not transform to the chalcopyrite phase. From FTIR data analysis, we detected the presence of functional groups of organic structures which remain even after the washing and centrifugation process for the powder samples and after the calcination process for the film.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências, Mestrado Profissional em Ensino de Ciências, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-12-20T14:42:52Z No. of bitstreams: 1 2016_LilianePereiraFurtado.pdf: 1796759 bytes, checksum: 8d93ce87199656a98bba6ba298e0e8a5 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-02-03T21:34:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_LilianePereiraFurtado.pdf: 1796759 bytes, checksum: 8d93ce87199656a98bba6ba298e0e8a5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-03T21:34:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_LilianePereiraFurtado.pdf: 1796759 bytes, checksum: 8d93ce87199656a98bba6ba298e0e8a5 (MD5) / Este trabalho dissertativo tem por objetivo analisar uma metodologia de ensino-aprendizagem elaborada e aplicada em duas turmas de 3ª série do Ensino Médio de uma escola situada na Região Administrativa Recanto das Emas – DF. Participaram dessa pesquisa 73 alunos, sendo 37 na turma denominada por TX e 36 na TY. Essa proposta buscou contemplar uma abordagem CTS sobre radiação eletromagnética e radioatividade, baseada na literatura disponível. A concepção alternativa dos alunos participantes dessa pesquisa sobre radiação eletromagnética e radioatividades foi nosso ponto de partida. Apesar de já terem estudado alguns dos conteúdos relacionados na 2ª serie, identificamos muito equívocos conceituais e uma falta de habilidade em relacionar situações ou mesmo aplicações do conhecimento sobre radiação ionizante e não ionizante. Baseados em tais observações, propusemos um material em que o foco foi a articulação dos conteúdos relacionados à radiação eletromagnética, sua principal fonte, as aplicações, vantagens, desvantagens, os impactos sociais e ambientais. Nossa pesquisa pode ser caracterizada como um estudo de caso e a análise dos resultados teve predominância qualitativa. Coletamos os dados por meio de gravações das aulas em áudios e de anotações no diário da professora, contudo o maior volume de dados veio das atividades realizadas pelos alunos (exercícios resolvidos em sala, questionamentos sobre as atividades experimentais, tarefas de casa, fichas de avaliação de aprendizagem, avaliações e a participações durante as aulas). A análise dos dados nos revelou que a proposição aplicada se revelou um instrumento promissor para que os alunos associassem o conhecimento da Ciência sobre radiação eletromagnética e radioatividade a questões sociais, éticas, tecnológicas, ambientais, políticas e econômicas. Durante a aplicação da proposta, observamos que os recursos didáticos e as estratégias de ensino favoreceram a participação mais ativa dos alunos, proporcionando um clima encorajador, propício a reflexões sobre as situações expostas. Apesar do resultado promissor dessa experiência, consideramos que tanto o material como a forma de trabalhá-lo pode ser melhorada. Isso pode ser possível com a continuidade de sua aplicação, com a adaptação à realidade de diferentes escolas e à necessidade de diferentes educandos. / The goal of this dissertation is to analyze a teaching-learning methodology developed and applied in two classes of the 3rd grade of high school at a school located in the Região Administrativa Recanto das Emas – DF. In this research, 73 students took part, 37 in TX class and 36 in TY class. This proposal was based on CTS approach to electromagnetic radiation and radioactivity, in accordance to available literature. The alternative design of the students who participated in the research on electromagnetic radiation and radioactivity was our starting point. Despite the participating students have already studied some of the related content in the 2nd year of high school, we have identified misconceptions and a lack of ability to relate situations or applications of ionizing radiation and non-ionizing knowledge. Based on these observations, we proposed a material in which the focus was the articulation of contents related to electromagnetic radiation, its main source, the applications, advantages, and disadvantages, social and environmental impacts. Our research was a case study and the data analysis methodology is predominantly qualitative. The data consist of classes audios recorded and notes in the teacher’s diary, but the majority of data came from the educational activities carried out by students (exercises, questions about the experimental activities, homework, learning evaluation forms, assessments and participation in class). The data analysis has revealed to us that the applied proposal contributed to the students associate the electromagnetic radiation and radioactivity science knowledge with social, ethical, technological, environmental, political and economic aspects. During the implementation of the proposal, we realized that the teaching resources and strategies favored a more active students’ participation, providing an encouraging atmosphere, propitious to reflections on the exposed situations. Despite the promising results of this experience, we believe that both the material and the way of working it can be improved. This can be possible with the continuity of its application, with adaptation to the reality of different schools and the need of different students.

Orientador: José Alfredo Covolan Ulson / Banca: Paulo Roberto de Aguiar / Banca: José Carlos de Melo Vieira Junior / Resumo: O presente trabalho possui como foco principal a apresentação de proposições técnicas para a avaliação da suscetibilidade eletromagnética de cabos metálicos isolados, blindados ou não, para atender aos sistemas de supervisão, proteção, comunicação e controle de subestações de alta tensão frente às interferências eletromagnéticas provocadas pelas descargas atmosféricas, manobras de chaveamento, campo magnético na frequência de 60Hz e do efeito corona. Para a realização destas proposições foram analisados e estudados diversos cabos usados em uma subestação de 440kV. A diretriz metodológica adotada nesta pesquisa incorporou simulações de modelo computacional, ensaios laboratoriais recomendados pelas normas e publicações técnicas correlatas com a finalidade de identificar os efeitos provocados pelas interferências eletromagnéticas nesses cabos. Os resultados obtidos conduziram a uma análise da interferência eletromagnética nos diversos cabos avaliados fornecendo, assim, um valor de imunidade de cada cabo estudado. Constatou-se que os cabos sem blindagem devem ser usados com reservas e podem ser instalados em sistemas poucos sujeitos a interferências eletromagnéticas ou promover uma blindagem adicional. Os cabos blindados, menos suscetível a interferências eletromagnéticas, podem ser instalados em pátios de subestações, entretanto devem-se tomar os devidos cuidados com o aterramento da blindagem. Desta forma, a pesquisa realizada contribuiu para o desenvolvimento de um procedimento técnico para o uso adequado de cabos em questão visando minimizar os efeitos provocados pelas interferências eletromagnéticas nos sistemas de supervisão, proteção, comunicação e controle presentes em subestações de alta tensão. / Abstract: The main focus of this work is the presentation of technical propositions to assessing the electromagnetic susceptibility of isolated metallic cable, shielded or not, in order to comply with the supervision, protection, communication and control systems of high voltage substations in the presence of electromagnetic interferences caused by lightning discharge, switching maneuver, electromagnetic field at 60Hz and corona effect. Several cables used in 440 kV substation were analyzed and studied for accomplishing these propositions. The methodological guideline adopted in this research has included simulations of computational models, laboratorial tests recommended by standards and technical publications correlated in order to identifying the effects provoked by electromagnetic interferences to these cables. The obtained results led to an analysis of the electromagnetic interference in the several cables assessed, thus providing a value of immunity for each cable studied. It was verified that cable without shielding must be employed with restrictions and can be installed in systems which are little subject to electromagnetic interference or to promote an additional shielding. The shielding cables less susceptible to the electromagnetic interference can be installed in substation courtyard; however, it is important to pay special attention to the grounding of the shielding. Thus, this research contributed to the development of a technical proceeding for employing the mentioned cables suitably, aiming at minimizing the effects provoked by the electromagnetic interferences in the supervision, protection, communication and control systems which are present at the high voltage substations. / Mestre

O desenvolvimento tecnológico aumentou a exposição dos organismos às ondas eletromagnéticas (OEM). Dependendo das condições de exposição, este agente físico pode causar mudanças comportamentais, fisiológicas, celulares e moleculares. Neste nível de organização biológico, a literatura científica vem relacionando as OEM com o metabolismo das espécies reativas de oxigênio (ERO). Estas podem causar danos oxidativos a ácidos nucleicos, lipídios e proteínas. Entretanto, para se defender destas lesões, os sistemas biológicos apresentam defesas antioxidantes. O desequilíbrio entre oxidantes e antioxidantes ocasiona estresse oxidativo (EO), que pode ser observado em várias patologias neurodegenerativas e cardiovasculares, bem como nos processos de isquemiareperfusão e envelhecimento. Órgãos com altas taxas metabólicas e contendo muitos substratos oxidáveis, tais como o cérebro e fígado, são mais susceptíveis aos danos oxidativos. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi verificar o efeito das OEM de UHF (ultra-alta-frequência) sobre os danos ao DNA, aos lipídios e às proteínas bem como sobre a expressão da catalase e o metabolismo de ácidos graxos insaturados (AGI) no fígado e córtex cerebral de ratos com diferentes idades (0, 6, 15 e 30 dias). Rattus norvergicus foram divididos em 2 grupos com 6 animais cada: ratos controles (RC) e ratos expostos (RE) às OEM com uma freqüência de 950 MHz, onda contínua, 1 W de potência, antena de polarização vertical, ½ hora por dia, durante 51 dias (21 da gestação + 30 de nascido). A taxa de absorção específica dos RE variou de 1,3 a 1,0 W/kg. Depois do período de exposição, os animais foram dissecados, o material foi congelado em nitrogênio líquido e armazenado no ultracongelador. Os danos ao DNA foram verificados pelo ensaio cometa alcalino; os danos oxidativos a proteínas, por PC (proteínas carboniladas); os danos oxidativos a lipídios, por TBARS (substâncias reativas com ácido tiobarbitúrico); a expressão da catalase foi verificada por immunoblotting; e a quantificação e a qualificação de ácidos graxos, por cromatografia gasosa. Nos resultados do fígado, os ratos 0 dia apresentaram menores níveis de TBARS e concentrações de AGI após exposição. Não houve diferença significativa de proteínas carboniladas em nenhuma das idades. Os danos ao DNA de RE de 15 e 30 dias foram significativamente diferentes. Os ratos com 0 dia expostos mostraram menor expressão de catalase. Nos resultados de córtex cerebral de 0 dia, não houve diferenças de TBARS e nem de PC no CCD (córtex cerebral direito) nem no CCE (córtex cerebral esquerdo). Os animais com 6 dias também não mostraram diferenças significativas de PC no CCE mas o CCD dos RE apresentaram maiores níveis de PC o que não foi observado em cometa. Os RE com 6 dias apresentaram menor concentração de glicose sangue total. Nossos resultados do fígado indicam que não há EO e nem genotoxicidade nos ratos com 0, 6, 15 dias de idade, mas há alteração na concentração de ácidos graxos polinsaturados de neonatos. Nos ratos com 30 dias, não há EO porém as OEM são genotóxicas. Os resultados do córtex cerebral de 0 e 6 dias indicam que não há lateralidade oxidativa e nem EO nos córtex. Entretanto, os maiores níveis de PC no CCD podem ser resultado de produtos finais de glicação avançada neste órgão. São necessários mais estudos para se entender os mecanismos das alterações em fígado de 0 e 30 dias bem como em CCD de animais com 6 dias de idade. / Technological development has increased the exposure of organisms to electromagnetic waves (EMW). Depending on the exposure conditions, this physical agent can cause behavioral changes, physiological, cellular and molecular. At this level of organization of animals, the scientific literature relating the OEM comes with the metabolism of reactive oxygen species (ROS). These can cause oxidative damage to nucleic acids, lipids and proteins. However, to protect these lesions, biological systems exhibit antioxidant defenses. The imbalance between oxidants and antioxidants cause oxidative stress (OS), which can be observed in several neurodegenerative disorders and cardiovascular disorders and in cases of ischemia-reperfusion injury, and aging. Organs with high metabolic rates and containing many oxidizable substrates such as the brain and liver, are more susceptible to oxidative damage. Therefore, the objective of this study was to investigate the effect of OEM UHF on damage to DNA, lipids and proteins as well as on catalase expression and metabolism of unsaturated fatty acids (UFA) in the liver and cerebral cortex of rats with different ages (0, 6, 15 and 30 days). Rattus norvegicus were divided into 2 groups of 6 animals each: control rats (CR) and exposed rats (ER) to the EMW with a frequency of 950 MHz, continuous wave, 1 W of power, vertical polarization antenna, ½ hour per day, for 51 days (21 days of gestation and 30 days of life outside the womb) . The specific absorption rate of ER ranged from 1.3 to 1.0 W / Kg. After the exposure period, the animals were dissected, material was frozen in liquid nitrogen and stored in ultrafreezer. The DNA damage were verified by alkaline comet assay, oxidative damage to proteins, for CP (protein carbonyls); oxidative damage to lipids by TBARS (thiobarbituric acid reactive substances), catalase expression was detected by immunoblotting, and quantification and qualification of fatty acids by gas chromatography. The results of the liver, 0 day rats had lower levels of TBARS concentrations and UFA after exposure. There was no difference in CP for any age. Damage to the DNA of ER with 15 and 30 days were different. Neonates (0 day) exposed showed lower expression of catalase. The results of the cerebral cortex of 0 day, there were no differences in TBARS and CP nor the RCC (right cerebral cortex) or the LCC (left cerebral cortex). The animals with 6 days also showed no differences in CP of LCC but the RCC of RE showed higher levels of CP which was not observed in comet. The ER with 6 days had lower total blood glucose concentration. Our results indicate that the liver no OS nor genotoxicity in rats with 0, 6, 15 days old but changed the concentration of polyunsaturated fatty acids in rats 0 day. In animals with 30 days no OS but the EMW are genotoxic. The results of the cerebral cortex of 0 day and 6 days indicated no oxidative lateral and OS in the cortex. However, the highest levels of the CP in RCC may be the result of advanced glycation end products in this organ. Further studies are needed to understand the mechanisms of changes in liver of 0 day and 30days as well as in animal RCC with 6 days old.

A união por conformação eletromagnética de perfis tubulares de alta condutividade elétrica é um processo inovador e limpo que pode substituir com sucesso os processos convencionais de união baseados na fixação mecânica por parafusos, rebites, soldagem e adesivos estruturais. Esta tecnologia funciona a temperatura ambiente, permite a união de materiais diferentes e oferece potencial para promover novas aplicações na montagem de estruturas leves. Neste trabalho busca-se compreender a união por interferência de tubos por cravamento eletromagnético em termos de seus principais parâmetros com o objetivo de identificar a influência na resistência global das uniões e estabelecer a faixa útil de condições operacionais do processo. Inicialmente são apresentados os fundamentos teóricos do processo de conformação eletromagnética e suas principais variantes operacionais, seguido de um resumo do estado atual do conhecimento da aplicação desta tecnologia na união de perfis tubulares no qual é verificado que os parâmetros mecânicos são a tensão residual no mandril, a área e forma da zona de união e o coeficiente de atrito entre os componentes. Entretanto, tais parâmetros estão relacionados de forma complexa com o processo de cravamento eletromagnético, a começar pela energia e a distribuição do pulso de pressão magnética gerados pela máquina e ferramenta que “disparam” o processo de conformação, a folga inicial entre componentes, o material dos componentes e, a geometria, forma e rugosidade do mandril. O estudo experimental foca a união por interferência de tubos de alumínio (AA6082-O) com mandris de aço (AISI 1045) e alumínio (AA6082 nos estados O e T6) investigando de forma gradual a influência de parâmetros do processo na resistência mecânica (à tração) deste tipo de uniões. Os resultados obtidos demonstram que a resistência mecânica da união e os modos de falha associados são diretamente relacionados com os parâmetros de processo e condições do mandril. Além disso, outras importantes contribuições são apresentadas em relação à instrumentação para medição de fluxo magnético e eficiência global do processo e para o desenvolvimento e aplicações industriais desta tecnologia. / Joining of tubular profiles with high electrical conductivity by electromagnetic forming (EMF) is an innovative and clean technology that can successfully replace conventional joining technologies based on mechanical fixing with fasteners, rivets, welding and structural adhesives. The technology works at room temperature, allows joining dissimilar materials and offers potential to foster new applications in the assembly of lightweight tubular frame structures. This work investigates the interference-fit joining of tubes by electromagnetic crimping in terms of its major parameters with the aim of identifying their influence on the overall strength of the joints and establishing the useful range of process operating conditions. Initially, the theoretical principles of EMF and its main operational process variants are presented, followed by a summary of the current state of the knowledge of its application in the joining of tubular profiles in which it is found that the mechanical parameters are the residual stress at the joint interface, the area and shape of the joint interface and the friction coefficient between the joining partners. However, these parameters are related in a very complex way with the electromagnetic crimping process parameters, starting with the charging energy and by the machine and tool which generates the distribution of the magnetic pressure pulse that “triggers” the forming process, the initial gap between joining partners, the mandrel properties such as material, geometry, shape and surface roughness. The experimental study focuses the interference-fit of aluminum tubes (AA6082-O) on mandrels made of different materials and metallurgical conditions (AISI 1045, AA6082-O and AA6082-T6) and, therefore, the process is analyzed by the gradual influence of other process parameters aiming to achieve high strength joints. Results show that the joint strength and the associated failure mechanisms are directly related to process parameters and mandrel conditions. In addition, other important contributions are presented regarding the instrumentation for measuring the magnetic flux and overall process efficiency and to the development and implementation of this technology in industrial processes.

Quando uma partícula carregada em movimento uniforme cruza a superfície entre dois meios de propriedades eletromagnéticas diferentes, ela emite a chamada Radiação de Transição (RT). Esta radiação tem espectro amplo, com emissão inclusive no intervalo de radiação visível. Esse processo de produção de radiação tem sido muito empregado em sistemas de monitoramento de feixes em aceleradores de partículas, por ser um processo que responde linearmente à carga que cruza a superfície e por permitir o monitoramento de diversos parâmetros do feixe em um único ponto de observação. Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um sistema de monitoramento baseado em RT no intervalo óptico para operar em baixas energias de feixe de elétrons (próximas de 2 MeV) e realizar o diagnóstico de parâmetros importantes do feixe na entrada do primeiro estágio de aceleração do Mícrotron do IFUSP. / Transition Radiation (TR) is emitted when a charged particle moving with constant velocity, crosses the boundary between two media with different electromagnetic properties. This radiation is emitted in an wide spectral range, including the optical interval. This physical process has been used in beam diagnostic devices in particle accelerators due to its linear response to the charge that crosses the boundary and also because it allows the measurement of several beam parameters in a single observation point. In this work, we present the design of a device based on TR in the optical range to operate with low energy beams (about 2 MeV). The device enables the determination of the transverse phase space and of the fractional momentum deviation of the beam at the end of the linac, allowing the determination of important beam parameters at the entrance to the Microtron Booster.

O desenvolvimento tecnológico aumentou a exposição dos organismos às ondas eletromagnéticas (OEM). Dependendo das condições de exposição, este agente físico pode causar mudanças comportamentais, fisiológicas, celulares e moleculares. Neste nível de organização biológico, a literatura científica vem relacionando as OEM com o metabolismo das espécies reativas de oxigênio (ERO). Estas podem causar danos oxidativos a ácidos nucleicos, lipídios e proteínas. Entretanto, para se defender destas lesões, os sistemas biológicos apresentam defesas antioxidantes. O desequilíbrio entre oxidantes e antioxidantes ocasiona estresse oxidativo (EO), que pode ser observado em várias patologias neurodegenerativas e cardiovasculares, bem como nos processos de isquemiareperfusão e envelhecimento. Órgãos com altas taxas metabólicas e contendo muitos substratos oxidáveis, tais como o cérebro e fígado, são mais susceptíveis aos danos oxidativos. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi verificar o efeito das OEM de UHF (ultra-alta-frequência) sobre os danos ao DNA, aos lipídios e às proteínas bem como sobre a expressão da catalase e o metabolismo de ácidos graxos insaturados (AGI) no fígado e córtex cerebral de ratos com diferentes idades (0, 6, 15 e 30 dias). Rattus norvergicus foram divididos em 2 grupos com 6 animais cada: ratos controles (RC) e ratos expostos (RE) às OEM com uma freqüência de 950 MHz, onda contínua, 1 W de potência, antena de polarização vertical, ½ hora por dia, durante 51 dias (21 da gestação + 30 de nascido). A taxa de absorção específica dos RE variou de 1,3 a 1,0 W/kg. Depois do período de exposição, os animais foram dissecados, o material foi congelado em nitrogênio líquido e armazenado no ultracongelador. Os danos ao DNA foram verificados pelo ensaio cometa alcalino; os danos oxidativos a proteínas, por PC (proteínas carboniladas); os danos oxidativos a lipídios, por TBARS (substâncias reativas com ácido tiobarbitúrico); a expressão da catalase foi verificada por immunoblotting; e a quantificação e a qualificação de ácidos graxos, por cromatografia gasosa. Nos resultados do fígado, os ratos 0 dia apresentaram menores níveis de TBARS e concentrações de AGI após exposição. Não houve diferença significativa de proteínas carboniladas em nenhuma das idades. Os danos ao DNA de RE de 15 e 30 dias foram significativamente diferentes. Os ratos com 0 dia expostos mostraram menor expressão de catalase. Nos resultados de córtex cerebral de 0 dia, não houve diferenças de TBARS e nem de PC no CCD (córtex cerebral direito) nem no CCE (córtex cerebral esquerdo). Os animais com 6 dias também não mostraram diferenças significativas de PC no CCE mas o CCD dos RE apresentaram maiores níveis de PC o que não foi observado em cometa. Os RE com 6 dias apresentaram menor concentração de glicose sangue total. Nossos resultados do fígado indicam que não há EO e nem genotoxicidade nos ratos com 0, 6, 15 dias de idade, mas há alteração na concentração de ácidos graxos polinsaturados de neonatos. Nos ratos com 30 dias, não há EO porém as OEM são genotóxicas. Os resultados do córtex cerebral de 0 e 6 dias indicam que não há lateralidade oxidativa e nem EO nos córtex. Entretanto, os maiores níveis de PC no CCD podem ser resultado de produtos finais de glicação avançada neste órgão. São necessários mais estudos para se entender os mecanismos das alterações em fígado de 0 e 30 dias bem como em CCD de animais com 6 dias de idade. / Technological development has increased the exposure of organisms to electromagnetic waves (EMW). Depending on the exposure conditions, this physical agent can cause behavioral changes, physiological, cellular and molecular. At this level of organization of animals, the scientific literature relating the OEM comes with the metabolism of reactive oxygen species (ROS). These can cause oxidative damage to nucleic acids, lipids and proteins. However, to protect these lesions, biological systems exhibit antioxidant defenses. The imbalance between oxidants and antioxidants cause oxidative stress (OS), which can be observed in several neurodegenerative disorders and cardiovascular disorders and in cases of ischemia-reperfusion injury, and aging. Organs with high metabolic rates and containing many oxidizable substrates such as the brain and liver, are more susceptible to oxidative damage. Therefore, the objective of this study was to investigate the effect of OEM UHF on damage to DNA, lipids and proteins as well as on catalase expression and metabolism of unsaturated fatty acids (UFA) in the liver and cerebral cortex of rats with different ages (0, 6, 15 and 30 days). Rattus norvegicus were divided into 2 groups of 6 animals each: control rats (CR) and exposed rats (ER) to the EMW with a frequency of 950 MHz, continuous wave, 1 W of power, vertical polarization antenna, ½ hour per day, for 51 days (21 days of gestation and 30 days of life outside the womb) . The specific absorption rate of ER ranged from 1.3 to 1.0 W / Kg. After the exposure period, the animals were dissected, material was frozen in liquid nitrogen and stored in ultrafreezer. The DNA damage were verified by alkaline comet assay, oxidative damage to proteins, for CP (protein carbonyls); oxidative damage to lipids by TBARS (thiobarbituric acid reactive substances), catalase expression was detected by immunoblotting, and quantification and qualification of fatty acids by gas chromatography. The results of the liver, 0 day rats had lower levels of TBARS concentrations and UFA after exposure. There was no difference in CP for any age. Damage to the DNA of ER with 15 and 30 days were different. Neonates (0 day) exposed showed lower expression of catalase. The results of the cerebral cortex of 0 day, there were no differences in TBARS and CP nor the RCC (right cerebral cortex) or the LCC (left cerebral cortex). The animals with 6 days also showed no differences in CP of LCC but the RCC of RE showed higher levels of CP which was not observed in comet. The ER with 6 days had lower total blood glucose concentration. Our results indicate that the liver no OS nor genotoxicity in rats with 0, 6, 15 days old but changed the concentration of polyunsaturated fatty acids in rats 0 day. In animals with 30 days no OS but the EMW are genotoxic. The results of the cerebral cortex of 0 day and 6 days indicated no oxidative lateral and OS in the cortex. However, the highest levels of the CP in RCC may be the result of advanced glycation end products in this organ. Further studies are needed to understand the mechanisms of changes in liver of 0 day and 30days as well as in animal RCC with 6 days old.

O presente trabalho trata de uma modelagem eletromagneticamente acoplada e fracamente acoplada ao problema mecânico do processo de conformação eletromagnética (EMF). Este usa bobina espiral plana, aplicada na deformação de chapas finas e planas para obter geometrias finais rasas. Um método de solução numérica é usado para o problema eletromagnético, o qual foi desenvolvido no software Matlab e utiliza o software Abaqus/Explicit para verificação da geometria deformada após a aplicação da força transiente de origem eletromagnética. O método foca especificamente no cálculo da densidade de fluxo magnético em pontos específicos usando a lei de Biot-Savart e análise do circuito que modela o processo de conformação eletromagnética, sendo que as indutâncias deste circuito são calculadas e fazem o acoplamento entre os fenômenos elétricos e magnéticos. Os cálculos das correntes de descarga e induzidas e perfil da força de origem eletromagnética são realizados para o instante inicial, sem considerar o movimento da chapa. O perfil da força de origem eletromagnética ao longo da chapa é calculado para diversos instantes, sendo este um dos dados de entrada no software Abaqus/Explicit através de uma sub-rotina acessível ao usuário (VDLOAD) obtendo-se a geometria da chapa deformada. A rotina de cálculo discretiza o problema eletromagnético como um sistema de equações diferenciais ordinárias (ODE) para calcular a corrente de descarga da bobina atuadora e as induzidas na chapa metálica. Experimentos, sem chapa acoplada, e com chapa fixa ou deformando foram realizados com a aquisição da corrente de descarga, medição da densidade de fluxo magnético, velocidade de deformação e geometria da chapa deformada, demonstrando uma boa correlação com o método de cálculo proposto. O presente trabalho fornece importantes informações para o projeto de sistemas de conformação eletromagnética sem a necessidade de uma função da corrente de descarga como dado de entrada para solução do problema eletromagnético. / This thesis deals with modeling and numerical simulation electromagnetically coupled and loosely-coupled to the mechanical problem for process of the electromagnetic forming. This uses flat spiral coil, applied to the deformation of thin and flat sheet metal to obtain shallow end geometries. This method uses a numerical solution to the electromagnetic problem, which was developed in the software Matlab and uses the software Abaqus/Explicit for verification of the deformed geometry after applying of the transient force of origin electromagnetic. The method focuses specifically on the calculation of the magnetic flux density at specific points using the Biot-Savart law and circuit analysis that modeling of electromagnetic forming process and the inductances of this circuit are calculated and couple the electric and magnetic phenomena. Calculations of discharge and induced currents, profile force of origin electromagnetic are performed for the initial time, without considering the motion of the sheet metal. The profiles force of origin electromagnetic along the sheet metal is calculated for several instants, which are input data in software Abaqus/Explicit using a user-routine (VDLOAD) obtaining the deformed geometry of the sheet metal. The calculation routine discretizes the electromagnetic problem as a system of ordinary differential equations (ODE) to calculate the discharge current of the actuator coil and induced currents in the metal sheet. Experiments without coupled sheet metal, and fixed or deforming sheet metal were performed with the acquisition of the discharge current, measurement of magnetic flux density, velocity of movement and deformation geometry of the sheet metal, demonstrating a good correlation with the proposed method of calculation. This study provides important information for the design of the electromagnetic forming systems without the need for a function of discharge current as input for solution of the electromagnetic problem.

A união por conformação eletromagnética de perfis tubulares de alta condutividade elétrica é um processo inovador e limpo que pode substituir com sucesso os processos convencionais de união baseados na fixação mecânica por parafusos, rebites, soldagem e adesivos estruturais. Esta tecnologia funciona a temperatura ambiente, permite a união de materiais diferentes e oferece potencial para promover novas aplicações na montagem de estruturas leves. Neste trabalho busca-se compreender a união por interferência de tubos por cravamento eletromagnético em termos de seus principais parâmetros com o objetivo de identificar a influência na resistência global das uniões e estabelecer a faixa útil de condições operacionais do processo. Inicialmente são apresentados os fundamentos teóricos do processo de conformação eletromagnética e suas principais variantes operacionais, seguido de um resumo do estado atual do conhecimento da aplicação desta tecnologia na união de perfis tubulares no qual é verificado que os parâmetros mecânicos são a tensão residual no mandril, a área e forma da zona de união e o coeficiente de atrito entre os componentes. Entretanto, tais parâmetros estão relacionados de forma complexa com o processo de cravamento eletromagnético, a começar pela energia e a distribuição do pulso de pressão magnética gerados pela máquina e ferramenta que “disparam” o processo de conformação, a folga inicial entre componentes, o material dos componentes e, a geometria, forma e rugosidade do mandril. O estudo experimental foca a união por interferência de tubos de alumínio (AA6082-O) com mandris de aço (AISI 1045) e alumínio (AA6082 nos estados O e T6) investigando de forma gradual a influência de parâmetros do processo na resistência mecânica (à tração) deste tipo de uniões. Os resultados obtidos demonstram que a resistência mecânica da união e os modos de falha associados são diretamente relacionados com os parâmetros de processo e condições do mandril. Além disso, outras importantes contribuições são apresentadas em relação à instrumentação para medição de fluxo magnético e eficiência global do processo e para o desenvolvimento e aplicações industriais desta tecnologia. / Joining of tubular profiles with high electrical conductivity by electromagnetic forming (EMF) is an innovative and clean technology that can successfully replace conventional joining technologies based on mechanical fixing with fasteners, rivets, welding and structural adhesives. The technology works at room temperature, allows joining dissimilar materials and offers potential to foster new applications in the assembly of lightweight tubular frame structures. This work investigates the interference-fit joining of tubes by electromagnetic crimping in terms of its major parameters with the aim of identifying their influence on the overall strength of the joints and establishing the useful range of process operating conditions. Initially, the theoretical principles of EMF and its main operational process variants are presented, followed by a summary of the current state of the knowledge of its application in the joining of tubular profiles in which it is found that the mechanical parameters are the residual stress at the joint interface, the area and shape of the joint interface and the friction coefficient between the joining partners. However, these parameters are related in a very complex way with the electromagnetic crimping process parameters, starting with the charging energy and by the machine and tool which generates the distribution of the magnetic pressure pulse that “triggers” the forming process, the initial gap between joining partners, the mandrel properties such as material, geometry, shape and surface roughness. The experimental study focuses the interference-fit of aluminum tubes (AA6082-O) on mandrels made of different materials and metallurgical conditions (AISI 1045, AA6082-O and AA6082-T6) and, therefore, the process is analyzed by the gradual influence of other process parameters aiming to achieve high strength joints. Results show that the joint strength and the associated failure mechanisms are directly related to process parameters and mandrel conditions. In addition, other important contributions are presented regarding the instrumentation for measuring the magnetic flux and overall process efficiency and to the development and implementation of this technology in industrial processes.