Orientador: Manoel Cléber de Sampaio Alves / Banca: Ivaldo de Domenico Valarelli / Banca: Alexandre Jorge Duarte Souza / Resumo: O setor madeireiro vem se ampliando, em torno de sua cadeia produtiva, como por exemplo madeira serrada, painéis, celulose, laminas entre outros produtos constituídos de madeira. O processamento da madeira, gera imperfeições, havendo necessidade de processos de acabamento, como é o caso do processo de lixamento. O objetivo do lixamento é realizar correções das imperfeições, originadas de processos anteriores, irregularidades geradas pela anatomia da madeira, tipos de ferramenta, sentido de corte e outros. Visando melhor atender a qualidade superficial de produtos madeireiros, trabalhando de maneira à destiná-las ao seus devidos padrões de acabamento. Estes procedimentos são necessários para que posteriormente possam receber, tintas, vernizes, selantes entre outros produtos para otimização da qualidade dos produtos madeireiros. O processo de lixamento é influenciado por fatores como, tipo de lixa, sentido de lixamento com relação às fibras, granulometria de lixas, pressão específica, entre outras variáveis. O presente trabalho estudou-se o lixamento plano em duas espécies de madeira, Pinus elliotti e Eucalyptus saligna, lixados paralelo e perpendicular ás fibras, verificando a influência da variação das granulometrias de lixa (P30, P40, P80, P100, P120, P220, P320 e P400), de grãos abrasivos de óxido de alumínio. Foram medidos os parâmetros de rugosidade Ra e Rt, temperatura, vibração, emissão sonora e potência consumida durante o processo, visando a otimização do processo, em... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The timber sector has expanded tend to, around the production chain, such as lumber, panels, pulp, blades and other products made of wood. The wood processing generates imperfections, requiring secondary machining processes, such as sanding process. The aim of sanding is to perform corrections of impefections arising form previous cases, irregularities as defined by the anatomy of wood, tool types, cutting direction, to better meet the surface quality of wood products, working in order to target it to their proper finishing standards. These procedures are necessary so that they can later receive due to its finish, paints, varnishes, sealants and other products to optimize the quality of industrially manufactured timber. The grinding process is affect by factors such as type of sandpaper, buffing direction direction with respect to the fibers, sanding particle size, specific pressure, among other variables. In this work we studied the plan sanging in two wood species. Pinus elliotti and Eucalyptus saligna, sanded parallel and perperndicular to the fibers, checking the influence of variation of grain size sandpaper (P30, P40, P80, P100, P120, P220, P320 and P400) abrasive grains of aluminum oxice. The roughness Ra and Rt parameters, temperature, vibration, noise emission and power consumed during the sanding process by checking these parameters, aimed at process optimization in time and cost savings. It can be seen that the pinewood, in the direction perpendicular to the fibers obtained with lower roughness finish granulometry. The surface finish is not improved from a given size of abrasive grains because of the anatomy of the timber / Mestre

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2009. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-06-17T19:31:22Z No. of bitstreams: 1 2009_GeorgeLauroRibeirodeBrito.pdf: 3772053 bytes, checksum: fd9ea8c2112176111832514072ca1b3f (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-06-17T19:32:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_GeorgeLauroRibeirodeBrito.pdf: 3772053 bytes, checksum: fd9ea8c2112176111832514072ca1b3f (MD5) / Made available in DSpace on 2011-06-17T19:32:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_GeorgeLauroRibeirodeBrito.pdf: 3772053 bytes, checksum: fd9ea8c2112176111832514072ca1b3f (MD5) / Esta tese apresenta uma metodologia para a obtenção de equivalentes dinâmicos capazes de substituir parcelas de um Sistema Elétrico de Potência (SEP) de pequeno ou grande porte, por uma ou mais barras, geradores e seus respectivos controladores equivalentes. Para isso, separou-se o sistema em uma área externa - a ser substituída pelo equivalente, e uma área interna - a ser preservada, de modo que quando os geradores da área externa são submetidos a uma determinada perturbação, apresentam uma característica dinâmica peculiar que é preservada. Para determinar um equivalente dinâmico para a área externa, é executado um procedimento que consiste na agregação dos geradores e seus respectivos controladores, seguido da identificação dos parâmetros pertinentes. Para que a agregação dos geradores tenha uma solução viável, em cada barra do equivalente conecta-se um gerador e uma carga fictícia. O ajuste da carga e da geração equivalentes nesse sistema externo é feito de modo a assegurar que, em cada barra de fronteira com a área interna, o fluxo de potência e a tensão sejam preservados. Dessa forma, o gerador equivalente tem inicialmente os seus parâmetros determinados, sendo que em geral são utilizados os parâmetros de uma máquina real pertencente à área equivalente. Na etapa seguinte, os parâmetros são reajustados através da técnica dos Mínimos Quadrados (MQ). Por fim, a verificação da metodologia proposta foi realizada através de dois testes. O primeiro tratou do sistema New England que possui 10 geradores, 39 barras e 46 linhas de transmissão/transformadores, e o segundo foi com o Sistema Interligado Nacional (SIN) com 3.584 barras, 173 geradores/compensadores síncronos e 5.056 linhas de transmissão/transformadores. Os resultados apresentados demonstram o pleno funcionamento dos equivalentes dinâmicos propostos aplicados em SEP de grande porte, ratificando e fortalecendo a metodologia proposta neste trabalho. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This thesis presents a methodology for the determination of a dynamic equivalent aiming to replace parts of a power system. The proposed technique is applied both for small and large-scale power systems. To achieve this goal, the system is broken up in two well defined areas. An external the target for the reduction process, and an internal the preserved network. In order to be considered as dynamic equivalent, the external area must have its peculiar dynamic characteristics preserved, even if exposed to disturbances. The dynamic equivalent determination is obtained through carrying out the parameter identification of generators and their aggregated controllers. Hence, the proposed dynamic equivalent can have as many bus as necessary. At each bus a fictitious generator and load are set to preserve the voltage and the incoming power flow, both at the border bus of the internal area. Then, the parameters used to generate the equivalent are estimated and adjusted through an optimization technique. The least square technique was employed for searching a solution of the parameter values. This procedure requires an initial parameter estimate, since the process employed is iterative. To evaluate the performance of the proposed technique, tests initially have been accomplished in a 10-generator system, which has 39 bus and 46 transmission lines/transforms, well known as New England system, and in a 3,584-bus system, with 173 generators/synchronous compensator, 5,056 transmission lines/transforms, known as Brazilian Interconnected Power System- (BIPS). The proposed method presents a suitable approach to obtain a dynamic equivalent of large-scale power systems.

Orientador: Amauri Hassui / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação e Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T08:57:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_AlbertoSimasda_M.pdf: 2473981 bytes, checksum: 5b3a5dc0af1efdd1489bdaf64e048673 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O mercado busca produtos com uma boa relação custo benefício que é percebido pelo consumidor, frente às suas necessidades. As estratégias de marketing têm como uma de suas funções estimular e mesmo criar essa percepção. Portanto, é fundamental que as empresas reduzam seus custos de fabricação, dentre eles o de usinagem. No presente trabalho, foi feito um estudo do processo de fresamento frontal com o objetivo de monitorar a potência de corte e de avanço de uma máquina para indicar o momento ideal para troca de ferramenta. A operação em análise foi realizada no desbaste das faces do carter e do cabeçote de blocos de motores automotivos em ferro fundido cinzento em superfícies que apresentam características severas de corte pela sua descontinuidade. No seguimento dos testes, a avaliação do sobremetal presente, também foi objeto de estudo e indicou a possibilidade de se reduzir o mesmo. A metodologia empregada na aquisição do sinal de potência mostrou-se como um bom indicador do fim de vida da ferramenta, mesmo com as baixas taxas de amostragem possíveis e grandes interrupção do corte. O sinal também foi capaz de detectar variações nas condições de corte e permitiu também visualizar-se o rendimento do motor da máquina nessas diferentes condições. Caso seja necessário ou interessante diminuir-se o consumo de potência, isso pode ser feito de forma mais embasada. Por fim, foi feito um estudo dos mecanismos e tipos de desgaste presentes nas ferramentas. Nessa operação pode ser visualizada a presença de trincas térmicas bem como pontos de adesão na ferramenta / Abstract: The market is looking for products with a cost benefit which is perceived by consumers, compared to their needs. Marketing strategies have as one of its functions to stimulate and even create that perception. Therefore, it is essential that companies reduce their manufacturing costs, among them the machining. In this work, it was done a study of the face milling process in order to monitor the cutting power and progress from one machine to indicate the ideal time for tool change. The operation in question was held in the thinning of the faces of the crankcase and the head of automotive engine blocks, cast iron gray areas which show characteristics of hard-face cut by its discontinuity. Following the tests, the evaluation of an allowance this has also been studied and indicated the possibility of reducing the same. The methodology used in the signal acquisition power proved to be a good indicator of the end of tool life, even with low sampling rates and large possible interruption of the cut. The signal was also able to detect variations in cutting conditions and also allowed to view the engine performance of the machine in these different conditions. If it is interesting or necessary to decrease the power consumption, this can be done in more scientific based way. Finally, a study was made of the mechanisms and types of wear on these tools. In these operations it was visualized the presence of thermal cracks and adhesion points were identified on cutting tools / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Automobilistica

Orientador: Oscar Antonio Braunbeck / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:23:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_RonaldoAntonioda_M.pdf: 2021941 bytes, checksum: 09dbf063718ec9ad0a107326284e4d8d (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Orientador: José Alfredo Covolan Ulson / Banca: Danilo Hernane Spatti / Banca: Fabrício Guimarães Baptista / Resumo: Os transformadores de potência são equipamentos de alto custo e suma importância no sistema elétrico, em virtude de que o seu mau funcionamento impacta diretamente a qualidade da energia elétrica fornecida aos consumidores. Portanto, sistemas de diagnósticos de falhas ocorridas nesses equipamentos podem auxiliar, tanto em manutenções corretivas, quanto preventivas. Este trabalho oferece um método eficiente para localização de descargas parciais em transformadores de potência que utilizam óleo mineral no seu interior, sem a necessidade de métodos intrusivos de diagnóstico. A localização da descarga parcial gerada no interior do transformador é feita por meio de cápsulas piezelétricas de baixo custo, fixadas externamente na caixa do transformador de potência, bem como, através do uso de sistemas inteligentes como redes neurais artificiais sem a utilização do TOA (time of arrival) exigindo triangulação do sinal, que demanda alta complexidade computacional, assim fornecendo as coordenadas de onde se originou a descarga parcial. Neste contexto, a redução do tempo de manutenção ou possível predição da interrupção do serviço desse equipamento faz com que o fornecimento de energia seja feito com melhor qualidade, minimizando os impactos sofridos pelos consumidores pela descontinuidade do serviço prestado pelas concessionárias de energia elétrica / Abstract: The power transformer are equipments with high cost but paramount importance in the electric system as your bad operation can directly impact on the quality of the electric energy provided to the consumers. Therefore, diagnostic systems of occurred failures on this equipment can assist even on corrective maintenance or preventive. This work offers an efficient method to locate partial discharges on the power transformers which use mineral oil inside with no need to use intrusive methods of diagnoses. The location of the partial discharge generated inside of the transformer is made via piezoeletric capsules with low cost. It is fixed externally in the box of the power transformer, as well through the use of intelligent systems as neurotic artificial networks without the use of the TOA (time of arrival) requiring the triangulation signal which demands high computational complexity, thus providing the coordinates where the partial discharge was originated. On this context, the reduction of the time of maintenance or possible prediction of interruption of the service in this equipment results that the energy supply can be made with better quality, minimizing the impacts suffered by the consumers due the discontinuity of the service made by the concessionaires of electric energy / Mestre

Orientador: Santiago del Rio Oliveira / Banca: Vicente Luiz Scalon / Banca: Avalone, Elson / Resumo: Desenvolver e projetar plantas de potência otimizadas é uma constante e antiga busca da engenharia de energia. Para tal, os modelos de ciclos foram constantemente aprimorados ao longo do tempo. Através de estudos que procuram incorporar funções que descrevam a realidade mais precisamente, o equacionamento de irreversibilidades presentes nos processos e dispositivos reais de interações de trabalho e calor é vasto na literatura. Uma modelagem matemática foi desenvolvida para um ciclo Brayton irreversível com inter-resfriamento, regeneração e reaquecimento. As irreversibilidades consideradas são provenientes das resistências térmicas nos trocadores de calor do ciclo, do comportamento não isentrópicos dos elementos de expansão e compressão, da perda de calor para o reservatório frio e das perdas de carga nas tubulações ao longo do escoamento do fluido de trabalho. O método de otimização escolhido foi uma função termoeconômica a qual relaciona potência líquida com diversos tipos de custos de uma planta de potência, tais como custos de investimentos, de combustíveis, ambientais e de operação e manutenção. A modelagem matemática consistiu em determinar todas as temperaturas e parâmetros de interesse do ciclo através do conhecimento de apenas uma temperatura, denominada temperatura de controle. A partir de variações nesta temperatura foi possível estabelecer o comportamento dos demais parâmetros do ciclo e relacioná-los com irreversibilidades e parâmetros construtivos. O presente tra... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Developing and designing optimized power plants is a constant and ancient search for energy engineering. For this, cycles models have been constantly improved over time. Through studies that seek to incorporate functions that describe the reality more precisely, the equating of irreversibility present in real processes and devices of work and heat transfer interactions is vast in the literature. A mathematical modeling has been developed for an irreversible Brayton cycle with inter-cooling, regeneration and reheating. The irreversibility considered are due to thermal resistances in the heat exchangers of the cycle, to the non-isentropic behavior of the elements for expansion and compression, to the heat loss to the could reservoir and to the head loss on the pipes along the working fluid flow. The optimization method chosen was a thermoeconomic function that relates the net power to various types of costs of a power plant, such as investment costs, fuel costs, environmental costs and operation and maintenance costs. The mathematical modeling consisted on determining all the cycle temperatures and parameters of interest through the knowledge of only one temperature, called control temperature. From variations in this temperature, it was possible to establish the behavior of the other parameters of the cycle and relate them to irreversibility and constructive parameters. The present work presented a model of Brayton cycle not found in the literature, coupled several sources of ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-10Bitstream added on 2015-04-09T12:48:14Z : No. of bitstreams: 1 000813490.pdf: 3098312 bytes, checksum: 7f9ccfa01e39d9c67b0dc1100fbd7e54 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os transformadores de potência são equipamentos de alto custo e suma importância no sistema elétrico, em virtude de que o seu mau funcionamento impacta diretamente a qualidade da energia elétrica fornecida aos consumidores. Portanto, sistemas de diagnósticos de falhas ocorridas nesses equipamentos podem auxiliar, tanto em manutenções corretivas, quanto preventivas. Este trabalho oferece um método eficiente para localização de descargas parciais em transformadores de potência que utilizam óleo mineral no seu interior, sem a necessidade de métodos intrusivos de diagnóstico. A localização da descarga parcial gerada no interior do transformador é feita por meio de cápsulas piezelétricas de baixo custo, fixadas externamente na caixa do transformador de potência, bem como, através do uso de sistemas inteligentes como redes neurais artificiais sem a utilização do TOA (time of arrival) exigindo triangulação do sinal, que demanda alta complexidade computacional, assim fornecendo as coordenadas de onde se originou a descarga parcial. Neste contexto, a redução do tempo de manutenção ou possível predição da interrupção do serviço desse equipamento faz com que o fornecimento de energia seja feito com melhor qualidade, minimizando os impactos sofridos pelos consumidores pela descontinuidade do serviço prestado pelas concessionárias de energia elétrica / The power transformer are equipments with high cost but paramount importance in the electric system as your bad operation can directly impact on the quality of the electric energy provided to the consumers. Therefore, diagnostic systems of occurred failures on this equipment can assist even on corrective maintenance or preventive. This work offers an efficient method to locate partial discharges on the power transformers which use mineral oil inside with no need to use intrusive methods of diagnoses. The location of the partial discharge generated inside of the transformer is made via piezoeletric capsules with low cost. It is fixed externally in the box of the power transformer, as well through the use of intelligent systems as neurotic artificial networks without the use of the TOA (time of arrival) requiring the triangulation signal which demands high computational complexity, thus providing the coordinates where the partial discharge was originated. On this context, the reduction of the time of maintenance or possible prediction of interruption of the service in this equipment results that the energy supply can be made with better quality, minimizing the impacts suffered by the consumers due the discontinuity of the service made by the concessionaires of electric energy

Funcionalmente, a cartilagem da articulação têmporo-mandibular assemelha-se à cartilagem da articulação do joelho por possuírem lubrificação para resistir à fricção e fornecerem proteção às forças mecânicas externas. Entretanto, o efeito das forças de tensão sobre as cartilagens dessas duas articulações ainda permanece obscura. O objetivo desse estudo foi avaliar, in vitro, as alterações metabólicas nos condrócitos extraídos do tecido cartilaginoso do côndilo mandibular e do joelho de suínos, decorrentes da aplicação de forças mecânicas, em relação à síntese de DNA e de proteoglicanos (PTG). Além disso, foi verificada a expressão de colágeno tipo II e de agrecanos no RNAm dos condrócitos dessas duas articulações, tempo-dependente do cultivo celular, utilizando-se a análise quantitativa de PCR em tempo real. Os condrócitos foram submetidos às forças mecânicas de tração de 2 kPa (3% de alongamento), 5 kPa (7% de alongamento) e 10 kPa (12% de alongamento), em uma freqüência de 30 ciclos/min. durante 12 e 24 horas. Os resultados demonstraram que os condrócitos do côndilo mandibular quando submetidos às forças de 2 kPa e de 5 kPa, apresentaram um aumento estatisticamente significativo da síntese de DNA e de PTG, em 12 h. (p < 0,01) e em 24 h. (p < 0,05). Exceto o aumento da síntese de DNA do grupo submetido à força de 5 kPa que durante 24h. não foi estatisticamente significativo (p > 0,05). A força de 10 kPa causou uma diminuição estatisticamente significativa na síntese de DNA e de PTG nos condrócitos do côndilo mandibular, em ambos os tempos de ensaio mecânico (p < 0,01). Por outro lado, os condrócitos do joelho apresentaram um aumento na síntese de DNA e de PTG quando submetidos à todas as magnitudes de força de tração. A força de 5 kPa estimulou um aumento estatisticamente significante das sínteses de DNA e PTG, em 12 h. e 24 h. (p < 0,01). Em 10 kPa, foi observado um incremento estatisticamente significante de DNA em 12 h. (p < 0,01) e em 24 h. (p < 0,05) e de PTG em 24h. (p < 0,01). Foi verificado que os condrócitos do joelho apresentaram uma maior expressão de colágeno tipo II e de agrecanos do que os condrócitos do côndilo mandibular estatisticamente significativo (p < 0,05). A expressão de colágeno tipo II e de agrecanos nos condrócitos do côndilo mandibular foram altamente evidenciados na fase proliferativa e diminuíram progressivamente com a formação de matriz extracelular. Contrariamente, os condrócitos do joelho apresentaram um aumento da expressão de agrecanos no RNAm conforme o amadurecimento do cultivo celular e um aumento expressivo de colágeno tipo II na fase proliferativa, seguida de discreta queda durante a fase da matriz celular. Os condrócitos dos tecidos cartilaginosos do côndilo mandibular e do joelho de suínos demonstraram diferentes mecanismos de resposta às forças mecânicas e de metabolismo celular. / Functionally, the mandibular condylar cartilage is similar to the ankle articular cartilage, both provides lubrication to resist friction and offers protection against external mechanical loading. However, the effect of tension loadings on these two articular cartilages remains unclear. The purpose of this study was to evaluate in vitro, the metabolism of the chondrocytes isolated from the cartilage tissues of porcine mandibular condyle and ankle, in response to the tension mechanical forces, related to the syntheses of DNA and proteoglycan (PTG). It was also verified the expression of mRNA type II collagen and aggrecan on the condrocytes of these two joints on culture time-dependent, using a quantitative real-time PCR analysis. The chondrocytes were submitted to tensile mechanical strains of 2 kPa (3% elongation), 5 kPa (7% elongation) and 10 kPa (12% elongation), with a frequency of 30 cycles/min for 12 and 24 hours. The results showed that the condrocytes from mandibular condyle, when submitted to tension forces of 2 kPa and 5 kPa, demonstrated a statistically significant enhancement of DNA and PTG, in 12 h. (p < 0.01) and in 24 h. (p < 0.05). Except the increase of DNA synthesis of the group submitted to the force of 5 kPa during 24 h. that was not statistically significant (p > 0.05). The force of 10 kPa caused a statistically significant decrease of DNA and PTG syntheses on the condrocytes of mandibular condyle, in both periods of mechanical stimulation (p < 0.01). On the other side, the condrocytes of ankle showed an increase of DNA and PTG syntheses when subjected to all the magnitudes of tension forces. The force of 5 kPa stimulated statistically significant the syntheses of DNA and PTG, in 12 h. and 24 h. (p < 0.01). In 10 kPa, it was observed a statistically significant increment of DNA in 12 h. (p < 0.01) and in 24 h. (p < 0.05) and PTG synthesis in 24 h. (p < 0.01). The condrocytes of ankle showed a statistically significant higher (p < 0.05) expression of collagen type II and aggrecan than the condrocytes of mandibular condyle. The type II collagen and aggrecan mRNA in mandibular condyle were highly expressed in proliferating chondrocytes and decreased progressively in matrix-forming chondrocytes. Conversely, the condrocytes from ankle showed an increase of aggrecan expression on mRNAs with the cell culture maturation, and an increase of type II collagen during the proliferating phase, followed by a slight decrease of this protein during the matrix-forming phase. The chondrocytes from the cartilage tissues of mandibular condyle and ankle showed different mechanisms of response to the mechanical loadings and distinct chondrocytes metabolism.

Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP); FINEP; Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT) / Este trabalho consiste no desenvolvimento de um sistema estabilizador da adesão de um robô escalador com rodas magnéticas. O projeto deste robô surge da necessidade em automatizar o processo de inspeção de tanques de armazenamento de derivados de petróleo, o qual e atualmente realizado de modo manual. O robô vem sendo desenvolvido no Laboratório de Automação e Sistemas de Controle Avençado (LASCA) da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). Primeiramente foi realizada uma análise teórica completa do protótipo, englobando um estudo da estrutura do robô, seus requisitos e as análises de cinemática e dinâmica. Realizou-se então um estudo das rodas magnéticas do robô e das características do campo magnético enquanto ocorre descolamento da roda em superfícies ferromagnéticas. Os dados do campo magnético são adquiridos por meio do magnetômetro presente na unidade de navegação inercial do robô. Implementou-se então uma rede neural artificial do tipo Perceptron Multi-Camadas com o intuito de interpretar os dados do campo magnético e estimar a forca de adesão entre o robô e a superfície. Por fim a quantificação da forca de adesão e utilizada para implementar um sistema de controle de adesão para o robô escalador. / This work consists in the design of an adhesion stabilization system of a climbing robot with magnetic wheels. The robot’s design comes from the need to automatize the inspection process of industrial storage tanks for petroleum products, which is currently performed manually. The robot is being developed in the Laboratory of Automation and Advanced Control Systems (LASCA) of the Federal Technological University of Paraná (UTFPR). First, a complete a theoretical analysis of the prototype was carried out including a study of the robot’s structure, its requirements and the kinematics and dynamics analyses. Then, a study of the robot’s magnetic wheels and the characteristics of the magnetic field in the occurancy of detachment between the magnetic wheel and the ferro-magnetic surfaces was carried out. The magnetic field data is acquired through the magnetometer of the inertial measurement unit sensor of the robot. Then a multilayer perceptron artificial neural network was implemented in order to interpret the magnetic field data and estimate the adhesion force between robot and surface. Finally the adhesion force quantification is used to implement an adhesion control system for the robot.

Funcionalmente, a cartilagem da articulação têmporo-mandibular assemelha-se à cartilagem da articulação do joelho por possuírem lubrificação para resistir à fricção e fornecerem proteção às forças mecânicas externas. Entretanto, o efeito das forças de tensão sobre as cartilagens dessas duas articulações ainda permanece obscura. O objetivo desse estudo foi avaliar, in vitro, as alterações metabólicas nos condrócitos extraídos do tecido cartilaginoso do côndilo mandibular e do joelho de suínos, decorrentes da aplicação de forças mecânicas, em relação à síntese de DNA e de proteoglicanos (PTG). Além disso, foi verificada a expressão de colágeno tipo II e de agrecanos no RNAm dos condrócitos dessas duas articulações, tempo-dependente do cultivo celular, utilizando-se a análise quantitativa de PCR em tempo real. Os condrócitos foram submetidos às forças mecânicas de tração de 2 kPa (3% de alongamento), 5 kPa (7% de alongamento) e 10 kPa (12% de alongamento), em uma freqüência de 30 ciclos/min. durante 12 e 24 horas. Os resultados demonstraram que os condrócitos do côndilo mandibular quando submetidos às forças de 2 kPa e de 5 kPa, apresentaram um aumento estatisticamente significativo da síntese de DNA e de PTG, em 12 h. (p < 0,01) e em 24 h. (p < 0,05). Exceto o aumento da síntese de DNA do grupo submetido à força de 5 kPa que durante 24h. não foi estatisticamente significativo (p > 0,05). A força de 10 kPa causou uma diminuição estatisticamente significativa na síntese de DNA e de PTG nos condrócitos do côndilo mandibular, em ambos os tempos de ensaio mecânico (p < 0,01). Por outro lado, os condrócitos do joelho apresentaram um aumento na síntese de DNA e de PTG quando submetidos à todas as magnitudes de força de tração. A força de 5 kPa estimulou um aumento estatisticamente significante das sínteses de DNA e PTG, em 12 h. e 24 h. (p < 0,01). Em 10 kPa, foi observado um incremento estatisticamente significante de DNA em 12 h. (p < 0,01) e em 24 h. (p < 0,05) e de PTG em 24h. (p < 0,01). Foi verificado que os condrócitos do joelho apresentaram uma maior expressão de colágeno tipo II e de agrecanos do que os condrócitos do côndilo mandibular estatisticamente significativo (p < 0,05). A expressão de colágeno tipo II e de agrecanos nos condrócitos do côndilo mandibular foram altamente evidenciados na fase proliferativa e diminuíram progressivamente com a formação de matriz extracelular. Contrariamente, os condrócitos do joelho apresentaram um aumento da expressão de agrecanos no RNAm conforme o amadurecimento do cultivo celular e um aumento expressivo de colágeno tipo II na fase proliferativa, seguida de discreta queda durante a fase da matriz celular. Os condrócitos dos tecidos cartilaginosos do côndilo mandibular e do joelho de suínos demonstraram diferentes mecanismos de resposta às forças mecânicas e de metabolismo celular. / Functionally, the mandibular condylar cartilage is similar to the ankle articular cartilage, both provides lubrication to resist friction and offers protection against external mechanical loading. However, the effect of tension loadings on these two articular cartilages remains unclear. The purpose of this study was to evaluate in vitro, the metabolism of the chondrocytes isolated from the cartilage tissues of porcine mandibular condyle and ankle, in response to the tension mechanical forces, related to the syntheses of DNA and proteoglycan (PTG). It was also verified the expression of mRNA type II collagen and aggrecan on the condrocytes of these two joints on culture time-dependent, using a quantitative real-time PCR analysis. The chondrocytes were submitted to tensile mechanical strains of 2 kPa (3% elongation), 5 kPa (7% elongation) and 10 kPa (12% elongation), with a frequency of 30 cycles/min for 12 and 24 hours. The results showed that the condrocytes from mandibular condyle, when submitted to tension forces of 2 kPa and 5 kPa, demonstrated a statistically significant enhancement of DNA and PTG, in 12 h. (p < 0.01) and in 24 h. (p < 0.05). Except the increase of DNA synthesis of the group submitted to the force of 5 kPa during 24 h. that was not statistically significant (p > 0.05). The force of 10 kPa caused a statistically significant decrease of DNA and PTG syntheses on the condrocytes of mandibular condyle, in both periods of mechanical stimulation (p < 0.01). On the other side, the condrocytes of ankle showed an increase of DNA and PTG syntheses when subjected to all the magnitudes of tension forces. The force of 5 kPa stimulated statistically significant the syntheses of DNA and PTG, in 12 h. and 24 h. (p < 0.01). In 10 kPa, it was observed a statistically significant increment of DNA in 12 h. (p < 0.01) and in 24 h. (p < 0.05) and PTG synthesis in 24 h. (p < 0.01). The condrocytes of ankle showed a statistically significant higher (p < 0.05) expression of collagen type II and aggrecan than the condrocytes of mandibular condyle. The type II collagen and aggrecan mRNA in mandibular condyle were highly expressed in proliferating chondrocytes and decreased progressively in matrix-forming chondrocytes. Conversely, the condrocytes from ankle showed an increase of aggrecan expression on mRNAs with the cell culture maturation, and an increase of type II collagen during the proliferating phase, followed by a slight decrease of this protein during the matrix-forming phase. The chondrocytes from the cartilage tissues of mandibular condyle and ankle showed different mechanisms of response to the mechanical loadings and distinct chondrocytes metabolism.