Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000423535-Texto+Completo-0.pdf: 597066 bytes, checksum: ce81a6cb6a7764590654a4d5a48d3e79 (MD5) Previous issue date: 2010 / This study aimed to examine the influence of time and intensity of energy, two types of light curing, LED and halogen light, the healing of three dental composite resins with different organic phases, Rok manufacturer of SDI, the organic phase UDMA, Filtek Z250, 3M ESPE, the organic phase Bis-GMA, UDMA, Bis-Ema, TEGDMA, and Ultradent Amelogem Plus, with the organic phase Bis-GMA and TEGDMA. Tests of tensile strength and diametral compressive strength and subsequently determining the modulus of elasticity of these resins. To test diametral tensile strength were prepared specimens with 6 mm in diameter and 3 mm thick for testing compressive strength, specimens with 3 mm in diameter and 6 mm thick. The resins were inserted in the headquarters in increments of 2 mm each and light cured by halogen light (3M Dental Products, Irvine, USA, 450 mW/cm for 18 and 36 s for 2the energy density of 8 and 16 J/cm2, respectively) and LED (High Powered Led Cordless - SDI LTD - Australia, with light intensity of 1200 mW/cm for 7 and 14 s for 2the energy density of 8 and 16 J/cm2). The samples were stored for 14 days at room temperature and distilled water, after this period the samples were tested in a universal testing machine EMIC DL - 2000, with the loading speed of 1 mm/min until the sample fractured. The results were tested using ANOVA and Tukey test with a confidence level of 95%. There was no statistically significant differences between groups of resin when analyzed in relation to the energy density for all items surveyed, compared to light curing units were statistically significant differences in modulus, and the halogen light showed better outcomes in relation to the LED (p=0,0166). With respect to the organic resins were superior in mechanical properties of those containing the UDMA monomer composition. Conclusion: The LED curing device presents itself as a viable alternative for use in dental practices and the implementation of the energy density of 8 J/cm, subject to the mechanical properties 2of the resins studied. / O presente estudo teve por objetivo estudar a influência do tempo e a intensidade de energia, de dois tipos de luz para fotopolimerização, LED e luz halógena, na cura de três resinas odontológicas compostas comerciais com diferentes fases orgânicas, Rok da fabricante SDI, fase orgânica UDMA; Filtek Z250, 3M ESPE, fase orgânica Bis-GMA, UDMA, Bis-EMA, TEGDMA; e Amelogem Plus da Ultradent, com fase orgânica Bis-GMA e TEGDMA. Foram realizados ensaios de resistência à tração diametral e resistência à compressão e posteriormente a determinação do módulo de elasticidade dessas resinas. Para o teste de resistência à tração diametral foram confeccionados corpos de prova com 6 mm de diâmetro e 3 mm de espessura e para o ensaio de resistência à compressão, corpos de prova com 3 mm de diâmetro e 6 mm de espessura. As resinas foram inseridas nas matrizes em incrementos de 2 mm cada e fotopolimerizadas por lâmpada halógena (3M Dental Products, Irvine, USA, com 450 mW/cm2 por 18 e 36 s para obter densidade de energia de 8 e 16 J/cm2, respectivamente) e por LED (High Powered Led Cordless – SDI LTD – Austrália, com intensidade de luz de 1200 mW/cm2 por 7 e 14 s para obter a densidade de energia de 8 e 16 J/cm2). As amostras foram armazenadas por 14 dias, em temperatura ambiente e água destilada, após esse período as amostras foram ensaiadas em uma máquina de ensaio universal EMIC DL – 2000, com velocidade de carregamento de 1 mm/min até que a amostra sofresse fratura. Os dados obtidos foram submetidos aos testes de variância ANOVA e Tukey com nível de confiança de 95%. Não houve diferenças estatisticamente significativa entre os grupos das resinas quando analisadas em relação à densidade de energia para todos os itens pesquisados (p<0,05).Em relação aos aparelhos fotopolimerizadores houve diferenças estatisticamente significativa para módulo de elasticidade, sendo que a luz halógena apresentou resultados superiores em relação ao LED (p=0,0166). Quanto à fase orgânica das resinas, apresentaram superioridade nas propriedades mecânicas àquelas que contêm o monômero UDMA em sua composição. Conclusão: O aparelho de fotopolimerização LED apresenta-se como uma alternativa viável para ser utilizado em consultórios dentários, bem como a aplicação da densidade de energia de 8 J/cm2, sem prejuízo das propriedades mecânicas das resinas estudadas.

Espumas vítreas são materiais heterofásicos empregados para isolamento acústico e térmico e, comparadas a outros materiais, são leves e resistentes. As espumas vítreas podem ser preparadas a partir de vidros de embalagens, de tubos de raios catódicos e de outros resíduos como cinzas volantes. Resíduos de lâmpadas fluorescentes, classificados pela NBR 10.004-04 como perigosos devido à presença de mercúrio, têm características para serem utilizados na obtenção de espumas vítreas. A descontaminação deste resíduo torna possível seu envio para aterros controlados, no entanto faz-se necessário o desenvolvimento de processos que contemplem a utilização destes em produtos de interesse econômico, considerando o aspecto ambiental envolvido. Desta forma, este trabalho tem como objetivo preparar corpos cerâmicos a partir de vidro de lâmpadas fluorescentes descontaminado de mercúrio, com carbonato de cálcio como agente espumante, buscando o desenvolvimento e a caracterização de espumas vítreas. As variáveis processuais investigadas foram: percentual de agente espumante (2, 3, 4 e 8%); pressão de conformação (20, 30 e 40 MPa); temperatura de queima (700, 750, 800 e 850°C); taxa de aquecimento (2,5, 5,0 e 7,5 °C∙min-1) e granulometria do vidro (11,0, 29,0 e 91,0 μm). Foram monitoradas as seguintes propriedades: massa específica, porosidade, resistência mecânica e condutividade térmica. Destacam-se como resultados a combinação dos fatores temperatura de queima e percentual de agente espumante na determinação da expansão volumétrica, enquanto que a variável pressão de conformação não possui influência representativa. O melhor resultado obtido para temperatura de queima foi em 800°C no qual o teor de 3% de CaCO3 apresentou expansão de cerca de 600%. Diminuições na granulometria e aumentos na taxa de aquecimento induzem a diminuições na expansão. Os resultados mostram que todas as espumas vítreas obtidas neste estudo possuem massa específica (0,187– 0,282 g∙cm-3) compatíveis com produtos comerciais. A resistência mecânica máxima obtida foi de 0,75 MPa também compatível com espumas vítreas comerciais. A condutividade térmica apresentou o valor de 0,03 W∙m-1 ∙°C-1, em 150°C, o que caracteriza as espumas vítreas, preparadas com 3% de CaCO3, como isolante térmico. Em relação à análise da presença de metais, a preparação de espumas vítreas se apresentou como uma alternativa para o emprego de vidros de lâmpadas fluorescentes, com diminuição de até 98,7% da quantidade de chumbo solubilizado, em comparação ao chumbo solubilizado do vidro descontaminado / Universidade de Caxias do Sul, UCS / Glass foams are heterophasic materials applied in acoustic and thermal insulation, and compared to other materials, are lightweight and sturdy. Glass foams can be prepared from glass packaging, cathode ray tubes and other wastes like fly ashes. Waste fluorescent lamps, classified according the NBR 10.004-04 as hazardous due to the presence of mercury, have potential characteristics for use in the obtainment of glass foams. Decontamination of such residues makes their sending to controlled landfills possible, however it is necessary to development of processes that address the use of these materials in economic interest products, considering environmental issues. Therefore, this work aims to prepare ceramic bodies from glass of fluorescent lamps decontaminated by mercury, with calcium carbonate as a foaming agent, seeking the development and characterization of glass foams. The process variables investigated were: percentage of foaming agent (2, 3, 4 and 8 %), compaction pressure (20, 30 and 40 MPa); burning temperature (700, 750, 800 and 850 °C); heating rate (2.5, 5.0 and 7.5 °C∙min-1) and the glass size (11.0, 29. 0 and 91.0 μm). The following properties were monitored: density, porosity, mechanical strength and thermal conductivity. The results highlighted were the combination of burning temperature and percentage of foaming agent in determining the volumetric expansion, while the variable conformation pressure has unrepresentative influence. The best result obtained for burning temperature was at 800 °C in which the content of 3 % of CaCO3 showed expansion around 600 %. Decreases in glass size and increases in heating rate induced decreases in expansion. The results showed that all glass foams obtained in this study have density (0.187 to 0.282 g∙cm-3) compatible with commercial products. The maximum mechanical strength obtained was 0.75 MPa also compatible with commercial glass foams. The thermal conductivity showed a value of 0.03 W∙m-1 ∙°C1 at 150 °C, which characterizes the glass foams prepared with 3% of CaCO3 as a thermal insulator. Regarding the analysis of the presence of metals, the preparation of glass foams is presented as an alternative to the disposal of fluorescent lamps glasses, with a reduction of 97.8 % in the emission of lead, in comparison to the emission observed in the decontaminate glass.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-02-18T17:37:47Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Weslley Jefferson Silva Saraiva.pdf: 2331820 bytes, checksum: 709fcfac2b01d1e347544f2f2e0ecc4c (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-02-18T19:36:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Weslley Jefferson Silva Saraiva.pdf: 2331820 bytes, checksum: 709fcfac2b01d1e347544f2f2e0ecc4c (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-02-18T19:38:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Weslley Jefferson Silva Saraiva.pdf: 2331820 bytes, checksum: 709fcfac2b01d1e347544f2f2e0ecc4c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-18T19:38:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Weslley Jefferson Silva Saraiva.pdf: 2331820 bytes, checksum: 709fcfac2b01d1e347544f2f2e0ecc4c (MD5) Previous issue date: 2015-04-30 / Fluorescent lamps are used in large scale in Brazil, according to government figures the country currently imports 330 million units, contributing to reduced energy consumption, energy efficiency in homes, commerce, industry and public roads. At the end of its useful life the improper disposal of fluorescent lamps can contaminate the environment through soil, water and living things by the heavy metal mercury. The objective of this work is to build a business model for the region of Manaus, remanufacturing fluorescent lamps with proper disposal, which is economically viable strengthening environmental protection programs and enabling the return of the material to the productive sector. The methodology employed, it consists of data and information from companies that perform the treatment of LF, government in order to assist and give us a broad view of business, in order to have better understanding and minimize possible risks, limitations, advantages, disadvantages and feasibility of the proposed business model. To manage the fate of the burned lamps and essential to support the government and establish steps as collection points, packaging, transportation, care to avoid breaking and thereby ensuring that mercury and other components have the correct destination. The treatment process of fluorescent lamps prevents waste from these is the landfill and the components can be re-entered in the productive sector. Ensure that mercury and other components have the correct destination. The treatment process for fluorescent lamps prevents waste from these is the landfill and that components can be re-entered in the productive sector / As lâmpadas fluorescentes são usadas em larga escala no Brasil, segundo dados do governo, o país importa atualmente 330 milhões de unidades, contribuindo para redução do consumo de energia, ou seja eficiência energética nas residências, comércio, indústria e vias públicas. Ao final de sua vida útil o descarte inadequado das lâmpadas fluorescentes poderá contaminar o meio ambiente solo, água e os seres vivos por metal pesado mercúrio. O objetivo deste trabalho é construir um modelo de negócio, para a região de Manaus, de Remanufatura de Lâmpadas Fluorescentes, também propor destinação final adequada, que seja viável economicamente, fortalecendo os programas de proteção ambiental e possibilitando o retorno do material ao setor produtivo. A metodologia empregada, é constituída por dados e informações das empresas que realizam o tratamento das LF, do governo com o intuito de auxiliar e nos dar uma visão ampla do negócio, com o propósito de haver melhor entendimento e minimizar os possíveis riscos, limitações, as vantagens, desvantagens e a viabilidade do modelo de negócio proposto. Para gerenciar o destino das lâmpadas queimadas é essencial ter apoio do poder público e estabelecer etapas como: pontos de coleta, acondicionamento, transporte, cuidados para evitar a quebra e com isso garantir que o mercúrio e os outros componentes tenham a destinação correta. O processo de tratamento das lâmpadas fluorescentes evita que os resíduos provenientes destas, seja o aterro sanitário, e que os componentes possam ser inseridos novamente no setor produtivo

Este projeto teve como finalidade construir uma fonte de luz baseada em lâmpadas halógenas que apresentasse características técnicas adequadas para aplicações em fotobiologia e fotomedicina, versátil e comercialmente viável. Foram analisadas as características de diferentes lâmpadas halógenas e realizados os experimentos com duas lâmpadas escolhidas, das quais utilizamos a lâmpada de menor divergência luminosa. Foi analisado também o material do corpo da fonte, com relação a características de aquecimento e peso, sendo escolhido um corpo de alumínio produzido industrialmente. Foram avaliadas as características ópticas das lentes, sendo escolhidas as lentes de vidro utilizadas em retroprojetores. Foram analisados os materiais e a construção de filtros térmicos para diminuir o aquecimento do objeto sob irradiação, sendo que escolhemos construir um filtro térmico próprio, que utiliza a água como absorvedor de calor. Medimos e avaliamos as características: espectrais, térmicas, a potência radiante (irradiância) e sua distribuição espacial de três protótipos, onde cada um recebeu modificações de modo a torná-los mais adequados para aplicações na fotoquimeoterapia. Foram também realizados testes preliminares de fotocitotoxicidade do protótipo final com o composto fotossensibilizador de nome comercial Photogem® aplicado em células tumorais de adenocarcinoma de colo retal humano (HT29), cujo resultado foi a ativação do composto fotossensibilizador e indução da morte celular. / The aim of this work was to produce a light source based in halogen lamps. This source should have appropriated technical characteristic for application in photobiology and photomedicine, it has easy operation and be commercially viable. The characteristics of different halogen lamps were evaluated and the lamp of smaller luminous divergence was chosen. We also have evaluated the material of the source holder, especially heating characteristics and weight; finally we chose an aluminum holder. Then, the lenses optical characteristics were studied, and we decided that the glass lenses used in projectors were the best. The materials and the construction of thermal filters were evaluated in order to reduce the heating of the object under irradiation, and we preferred to construct a thermal filter, that uses water as an heat absorber. The spectral and thermal characteristics, the radiant power (irradiance) and its space distribution of three prototypes were measured and evaluated, each one received modifications to become more appropriated to applications in photochemotherapy. We also made preliminaries tests of photocytotoxicity and the final prototype was used with the photosensitizer (Photogem®) in human colon carcinoma cell lines HT-29, resulting in the photosensitizer activation, that induced cellular death.

Orientador: Paulo Sergio Scarazzato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-23T13:21:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neves_GustavoDuarte_M.pdf: 5576485 bytes, checksum: 9dec07c5babe82849171924bb8f746c9 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A constante procura por eficiência em projetos de iluminação nas edificações tem envolvido os profissionais da construção civil, engenharias e arquitetura em buscar por informações confiáveis que melhor adéquem às inúmeras fontes de iluminação artificial disponíveis. Este estudo, de maneira cronológica, ilustra a evolução da iluminação nas edificações, considerando seus avanços em diferentes períodos da história. Também apresenta dados analíticos sobre a luz e como a fisiologia do olho humano percebe tais fatores. Devido a sua eficiência luminosa, as lâmpadas fluorescentes têm sido constantemente utilizadas em ambientes que necessitam de grande quantidade de fluxo luminoso e baixo consumo de energia elétrica. Desta forma, este estudo explica o princípio de funcionamento das lâmpadas de descarga de baixa pressão, tanto as fluorescentes tubulares quanto as lâmpadas de catodo frio. Embora pertencentes ao mesmo grupo de lâmpadas, há diferenças entre suas características técnicas - o que, por ventura, pode indicar maior ou menor eficiência em sua aplicação. Tais diferenças são fundamentais para que se possa descrevê-las e compará-las quanto a viabilidade econômica de sua aplicação. Assim, o objetivo deste estudo é apresentar o comparativo de dois tipos de lâmpadas de descarga de baixa pressão - as lâmpadas fluorescentes tubulares e as lâmpadas de catodo frio - quanto a sua eficiência e os benefícios da eventual substituição (retrofit), sem que seja prejudicada a qualidade da iluminação para a realização das tarefas pelos usuários das edificações. Com base nos comparativos técnico (das características peculiares destas lâmpadas) e financeiro (investimento, custos de operação e de manutenção dos sistemas de iluminação), foi possível calcular os índices econômicos como Payback, VPL (Valor Presente Líquido) e TIR (Taxa Interna de Retorno), e dessa forma, oferecer argumentos para tomada de decisão do investidor. E, devido ao seu maior tempo de vida útil e baixo consumo de energia elétrica, como resultado, verifica-se a viabilidade econômica para o catodo frio, com emissão do fluxo luminoso equivalente, indicando o retorno sobre o investimento inicial em 3,5 anos, com taxas de retorno de 34,30%, se considerado o período de vida útil da lâmpada / Abstract: The constant search for efficiency in lighting projects on buildings has involved professionals in the construction, engineering and architecture to look for reliable information that best suit the numerous artificial light sources available. This study, chronologically, illustrates the evolution of lighting in buildings, considering its advances in different periods of history. It also presents analytical data on the light and how the physiology of the human eye perceives these factors. Because of its luminous efficiency, fluorescent lamps have been constantly used in environments that require large amount of luminous flux and low power consumption. Thus, this study explains the operation's principle of low pressure discharge lamps, both as tubular fluorescent lamps and cold cathode. Although belonging to the same lamps' group, there are differences between its technical characteristics - which, perchance, may indicate a greater or lesser efficiency in your application. Such differences are fundamental so that you can describe and compare them as economic feasibility of its application. The objective of this study is to present a comparison of two types of low pressure discharge lamps - fluorescent lamps and cold cathode lamps - as its efficiency and benefits of possible replacement (retrofit), without hampering lighting quality for the building users' tasks. Based on technical (the peculiar characteristics of these lamps) and financial comparative (investment, operating costs and lighting systems maintenance), it was possible to calculate economic index as Payback, NPV (Net Present Value) and IRR (Internal Rate of Return), and thus, provide arguments for investor's decision making. And, due to their longer life span and low power consumption, as a result, there is economic feasibility for the cold cathode, with equivalent lumen emission, indicating the return on the initial investment in 3.5 years with rates of return of 34.30%, considered the lamp life span / Mestrado / Arquitetura, Tecnologia e Cidade / Mestre em Arquitetura, Tecnologia e Cidade

O presente trabalho tem o objetivo de auxiliar os especialistas em análise de falhas de filamento das lâmpadas incandescentes de tungstênio, usada em painel de múltiplo alarme de aeronaves. Este estudo foi embasado em sete ensaios realizados em lâmpadas incandescentes modelo 327, em laboratórios. Foram realizados ensaios de envelhecimento do filamento das lâmpadas, Espectrometria da Energia Dispersiva de Raio - X, Alta tensão, Vibração, Impacto, Esterioscópico óptico e Microscópico Eletrônico de Varredura. Esses ensaios foram de extrema importância para dar base para responder qual (is) as lâmpadas estavam acesas ou apagadas após impacto. Descreve e ilustram lâmpadas elétricas quentes e frias, novas e envelhecidas, sujeitas a impactos controlados, que simulam o choque da aeronave. Todos os instrumentos utilizados foram calibrados antes da realização dos mesmos. Após análise realizadas nos filamentos, foram definidos padrões de lâmpadas em diversas condições para estabelecer qual (is) estavam (acesas ou apagadas) no circuito do sistema no momento do impacto.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a detailed analysis about the interleaved buck converter applied to electronic ballasts to supply high power HID lamps, assuming the input voltage as a PFC stage output. As the output capacitor has a maximum value to be applied in parallel with the lamp, parallel operated converters are a suitable choice because the output current ripple cancellation characteristic. Besides, the output current ripple cannot be greater than 5% of the nominal current to avoid acoustic resonance phenomena. Also, interleaved converters allow magnetic and semiconductors losses reduction. The applied topology was the interleaved buck converter, because its inherent characteritstic of the output as a current source. A generalized model for the IBC operating in CCM was obtained, including inductors and semiconductors losses, besides an analysis to achieve the optimum point of design in terms of efficiency, size and complexity of implementation. To apply the IBC in CCM supplying HID lamps, it is necessary inductors current control, which means to guarantee a current source behavior of the converter. For that, two current control loop were designed, one for each inductor being measured via a shunt resistor located at the circuit input. Also, stability was analyzed based on impedance criterion. Finally, complete electronic ballast was presented, gathering a two-cell IBC, full-bridge inverter, measuring circuits for current and voltage and an external circuit for the correct delay of the IBC MOSFETs gate signals. Obtained experimental results were satisfatory, showing equal current sharing, once warm-up stage and closed-loop implementation were via an 8-bits microcontroller. / Este trabalho apresenta uma análise detalhada do conversor buck intercalado como reator eletrônico aplicado à alimentação de lâmpadas de descarga em alta pressão (HID) de alta potência, assumindo a entrada como a saída de uma etapa de correção de fator de potência (PFC). A característica de diminuição da ondulação da corrente de saída de conversores operando em paralelo é uma grande vantagem, pois o capacitor em paralelo com a lâmpada tem um valor limite a fim de garantir a estabilidade do sistema. Aliada a essa condição, a ondulação de corrente na lâmpada não pode ultrapassar 5% da corrente nominal para garantir que não ocorra o fenômeno da ressonância acústica de forma destrutiva. Além disso, permitem redução de perdas magnéticas e nos semicondutores, além de apresentar diminuição na ondulação da corrente de saída através da defasagem dos sinais de comando dos interruptores, diminuindo o capacitor de saída a ser empregado. Em termos de análise do conversor buck intercalado (IBC), foi obtida uma modelagem generalizada para o conversor operando em modo de condução contínua (CCM) incluindo as perdas nos interruptores, indutores e diodo. Também foi realizada uma análise de ponto ótimo de projeto contemplando tamanho, eficiência e complexidade de implementação. Para a utilização do IBC em CCM na alimentação de lâmpadas HID é necessário o controle de corrente dos indutores, ou seja, garantir que o conversor tenha o comportamento semelhante à uma fonte de corrente. Para tal, foram utilizadas duas malhas de controle de corrente, uma para cada indutor, sendo o sinal de controle medido através de um resistor shunt localizado na entrada do conversor. Ainda, foi apresentada uma análise de estabilidade baseada na relação entre as impedâncias da lâmpada e do conversor, com realimentação em modo corrente. Finalmente, o reator completo foi apresentado, constituído do IBC com duas células, inversor full-bridge, circuito inibidor para defasagem dos sinais de comando do IBC e o circuito de medição das correntes e tensão. Os resultados experimentais obtidos foram satisfatórios, com correntes equilibradas, uma vez que o IBC com malha fechada em ambos os indutores foi implementado com um microcontrolador de 8-bits, com frequência de barramento de 16 MHz.

Orientador: Carlos Alberto Canesin / Banca: Guilherme de Azevedo e Melo / Banca: Marco Antônio Dalla Costa / Resumo: Nesta pesquisa foi desenvolvida uma metodologia para o dimensionamento de reatores eletrônicos para o acionamento de lâmpadas fluorescentes especiais, emissoras de UV (irradiação ultravioleta), aplicadas na purificação de água. A principal contribuição desta dissertação está relacionada ao desenvolvimento de uma metodologia de projeto para adequação do parâmetro conhecido como Dose UV. Esse parâmetro define a quantidade de energia em forma de irradiação ultravioleta à qual devem ser expostos os microrganismos patogênicos presentes na água, para inibir suas funções metabólicas e de reprodução. Neste contexto, foi projetada e implementada uma estrutura purificadora de água potável, aplicando o método TURF (Three-step UV fluence Rate and Fluid dynamics), o qual propõe realizar cálculos em separado do tempo de permanência da partícula exposta à irradiação UV e a quantidade de irradiação UV que a lâmpada usada pode produzir, para em seguida se determinar a Dose UV, teoricamente. Neste trabalho, esse tempo foi determinado com o estudo hidráulico da estrutura utilizando-se o software SolidWorks, e, por outro lado, aplicou-se o modelo matemático MSSS Multiple Segment Source Summation para a obtenção da irradiação ultravioleta fornecida pelo purificador. Devido ao fato das lâmpadas geradoras de irradiação ultravioleta, empregadas neste trabalho, apresentarem um comportamento análogo às lâmpadas fluorescentes convencionais, foram modeladas através de um modelo de Quarto Grau. Desta forma, foi desenvolvido um reator eletrônico capaz de garantir pré-aquecimento controlado dos filamentos das lâmpadas antes de sua ignição, assim como, ajuste adequado para operarem no ponto de potência nominal para a etapa de regime permanente. Além disso, o reator incorpora como estágio de potência na entrada um conversor Flyback com correção ativa do fator de potência ... / Abstract: In this research it was developed a methodology for the design of special fluorescent lamps electronic ballasts applied to water purifiers, through the use of UV radiation. The main contribution of this work it is related to the development of a design methodology to fit the parameter known as UV dose. This parameter defines the amount of energy as UV light to which the pathogenic microorganisms present in water must be exposed to inhibit their metabolic and reproductive functions. In this context, a purifying drinking water structure was designed and implemented, applying the TURF method. This method proposes to calculate separately, the particle exposition time and the amount of UV radiation produced by the lamp, and in a third step, calculate theoretically the UV dose. Thus, the related time was determined with the hydraulic structure model using the software SolidWorks, and through the use of MSSS mathematical model to obtain the UV radiation provided by the purifier. Whereas the behavior of the used UV lamps is similar to conventional fluorescent lamps, they are modeled applying a Fourth Degree model. Hence, an electronic ballast that guaranties a controlled preheating process of the lamp electrodes before the ignition and sets the nominal power point on the steady state, was developed. In addition, the ballast incorporates an input rectifier stage using a Flyback converter with active power factor correction (PFC), in discontinuous conduction mode, with universal input voltage range (90V RMS - 240 V RMS ), attending the limits imposed by IEC 61000-3-2 standard, for class C devices. Finally, it is highlighted that, with the proposed methodology for adjusting the UV dose, could ensure the development of a design that allows full compliance with NSF/ANSI Standard 55: Classes A and B, for the proposed drinking water purifier / Mestre

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-04-13T16:07:49Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1077166 bytes, checksum: 25fd76740634a7f9c6ac4a518a021ada (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-13T16:07:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1077166 bytes, checksum: 25fd76740634a7f9c6ac4a518a021ada (MD5) Previous issue date: 2015-11-06 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Diversos fatores podem afetar o crescimento e desenvolvimento das plantas. O fotoperíodo é um deles, sendo determinante para o controle do florescimento em plantas sensíveis. No campo, o controle é feito de forma artificial, para que as plantas floresçam durante todo o ano, independente do comprimento do dia. As lâmpadas incandescentes possuem seu uso difundido, porém, essas são pouco eficientes em converter energia elétrica em energia luminosa. O LED é uma tecnologia que surgiu na década de oitenta e possui grande potencial para ser utilizado na agricultura. Apresenta diversas vantagens como alta durabilidade, tamanho reduzido, baixa emissão de calor e eficiência em conversão de energia elétrica em luminosa. Devido ao pouco conhecimento sobre o impacto que a tecnologia do LED pode ter na agricultura, esta pesquisa visou elucidar o comportamento de duas espécies sensíveis ao fotoperíodo quando iluminadas por lâmpadas de LED. O primeiro estudo foi desenvolvido com o tango (Solidago canadensis L.), uma planta classificada como planta de dia curto, utilizada como flor de corte. Esse estudo objetivou avaliar o comportamento da produção de plantas de tango utilizando lâmpadas de LED para o controle do florescimento. Além disso, vislumbrou-se determinar o menor período de luz/escuro para o controle eficiente do florescimento. Para isso instalou-se um experimento em delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Foram utilizadas lâmpadas de LED na potência de 18 W, e foram avaliados quatro ciclos, que consistiram na alteração de períodos de luz e escuro expresso em minutos: 7/23; 15/15; 23/7 e 30/0. Os ciclos foram fornecidos das 22h às 2h, por um período de setenta dias. As testemunhas foram compostas por plantas sem iluminação suplementar e iluminadas com lâmpadas incandescentes de 100 W. A colheita ocorreu quando as hastes apresentaram cerca de 40% das inflorescências abertas. O segundo experimento foi conduzido com o hipérico (Hypericum inodorum), classificada como planta de dia longo facultativo, cuja principal utilização ornamental ocorre na fase de frutificação. Este trabalho foi realizado com o propósito de avaliar o efeito da iluminação artificial com lâmpada de LED de 18 W e incandescente de 100 W no controle do florescimento em plantas de hipérico em diferentes distâncias da projeção da lâmpada. As mudas foram cultivadas em cinco distâncias em relação à projeção horizontal da lâmpada: 0 m; 0,5 m; 1,0 m; 1,5 m e 2,0 m. Após o estabelecimento das plantas, realizou- se poda a vinte centímetros de altura. A iluminação artificial foi fornecida das 22h às 2h. Foram utilizados dois tipos de lâmpada: LED 18 W e incandescente de 100 W. Para que não houvesse interferência entre os tratamentos, efetuou- se o isolamento entre eles através do uso de lonas pretas. O uso da iluminação suplementar com lâmpadas de LED foi eficiente no controle fotoperiódico para as duas espécies estudas. Plantas de tango cultivadas sobre o ciclo de 7/23 minutos apresentaram menor tempo de cultivo e maior formação de ramos florais e conjunto de inflorescências. Porém os ciclos de 23/7 e 30/0 minutos foram aqueles que apresentaram os resultados mais expressivos nas características utilizadas para a classificação comercial, como tamanho e peso da haste. As plantas cultivadas sem suplementação completar não apresentaram formação de haste floral. Já nas iluminadas com lâmpadas de LED observou-se a diminuição do controle fotoperiódico com o aumento da distância. É necessário que as plantas de hipérico sejam expostas a dias curtos no início do cultivo para que as hastes atinjam o comprimento ótimo para a comercialização. / Several factors can affect the growth and development of plants. Photoperiod is a determining factor for flowering control in sensitive plants. In the field, control is done artificially, so that, plants flower throughout the year, regardless of day length. Incandescent lamps have widespread use, but they are less efficient in converting electrical energy into luminous energy. LED is a technology that emerged in the eighties and has great potential for use in agriculture. It has several advantages, such as high durability, small size, low heat emission and efficiency of electric energy conversion into light. Due to the little knowledge about the impact LED technology can have in agriculture, this research was carried out to elucidat the behavior of two species sensitive to photoperiod when lit by LED. The first study was developed with goldenrod (Solidago canadensis L.), classified as a short-day plant and used as a cut flower. This study aimed at evaluating the behavior of goldenrod production plants using LED lamps to control flowering. In addition, it seeked to determine the shortest period of light/dark for efficient control of flowering. For that purpose an experiment was carried out in a completely randomized design with four replications. In this test 18 W LED lamp were used, and four cycles of light/darkness were tested: 7/23'; 15/15'; 23/7'and 30/0'. The cycles were provided from 10pm to 2am, for a period of seventy days. The witnesses consisted of plants without supplemental lighting and illuminated with incandescent 100 W bulbs. Harvest occurred when the stems had about 40% of the inflorescence open. The second experiment was conducted with hypericum (Hypericum inodorum), classified as a facultative long-day plant and whose ornamental use occurs in the fruiting stage. This work was performed in order to evaluate the effect of artificial lighting with LED and incandescent bulbs targeting the flowering control in hypericum plants at different distances. The seedlings were placed in five distances in the horizontal projection oh the lamps: 0 m; 0.5 m; 1.0 m; 1.5 m and 2.0 m. After the establishment of plants, they were prunned down to twenty centimeters high. Artificial lighting was provided from 10pm to 2am. Two types of lamp were used: LED 18 W and incandescent 100 W. To avoid interference across treatments isolation with the use of black plastic was performed. The use of supplemental lighting with LED lamps was efficient in photoperiodic control for the two studied species. Goldenrod plants grown under the 7/23' cycle showed shorter cultivation period and increased formation of floral branches and number of inflorescences. However, the cycles of 23/7 "and 30/0" showed the most significant results in the characteristics used for commercial classification. Plants grown without light supplementation don’t formed the floral stems. Hypericum plants lit by incandescent lamps yielded similar production to those illuminated with LED lamps. In plants illuminated with LED lamps there was a decrease in the photoperiodic control as distance increase. Hypericum plants should be exposed to short days at the start of crop, so that the stems reach optimum length for sale.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This dissertation consists of the design of an electronic ballast to drive high pressure discharge (HID) lamps, focusing on low power applcations. An innovative modified yback conveter is proposed as main part of an electronic ballast able to adequately supply HID lamps with low frequency square waveform current. From a continuos (DC) voltage source (e.g. battery or rail of a power factor correction converter, PFC), a yback arrangement is inserted into a switching structure whose output provides low frequency voltage yet avoiding instability issues. Proposals main advantage is the use of one single choke of simple assembly and only two common reference ground active switches for current control and voltage inversion. In this work, proposed converter principle of operation and its complete design are presented for both continuos (CCM) and disconinuos (DCM) conduction modes. Small-signal AC models for the converter in CCM and DCM, as well as the feedback closed-loop design for lamp power regulation are proposed based upon frequency response stability and performance analysis. For DCM, a small-signal AC model is obtained with the insertion of the HID lamp dynamics, enabling direct lamp current feedback with power regulation. For CCM, however, the AC model is obtained for a resistive load, with output power feedback implemented via an inner (inductor current)and an outer (power) loop is proposed, guaranteeing stability by analyzing the closed loop converter outut impedance. For DCM, a prototype has been developed and implemented to supply a 70W high pressure sodium lamp (HPS) either from a PFC DC rail or from AC mains via the integration of a converter for PFC purposes (buck-boost). Another prototype has been developed for the CCM design to supply a 35W metal-halide lamps from an automotive battery. Experimental results are presented for both prototypes in order to confirm their performances. Besides, simulation results from Matlab and PSIM are also presented, as well as discussions about methods and converters feasibility. / Esta dissertação consiste no desenvolvimento de um reator eletrônico para alimentação de lâmpadas de descarga em alta pressão (HID), focando em aplicações de baixa potência. Um inovador circuito yback modificado é proposto como parte principal de um reator eletrônico para adequada alimentação de lâmpadas HID aplicando uma corrente com forma de onda quadrada de baixa frequência. A partir de uma fonte de tensão contínua (CC) (por exemplo uma bateria ou barramento de saída de um conversor para correção de fator de potência, PFC), um arranjo tipo yback é inserido em uma estrutura de comutação cuja saída garante forma de onda quadrada de tensão ainda evitando problemas de instabilidade. A principal vantagem da proposta é o uso de um único indutor acoplado de simples construção e de apenas dois interruptores ativos, ambos conectados ao mesmo de terra de referência, para executar o controle de corrente e a inversão de tensão. Neste trabalho, o princípio de operação do conversor e seu projeto completo são apresentados para modo continuo (CCM) e descontínuo (DCM) de condução. Para DCM, um modelo CA de pequenos sinais é obtido com a inserção da dinâmica da lâmpada HID, habilitando realimentação direta da corrente na lâmpada com regulação de potência. Para CCM, no entanto, o modelo CA é obtido para carga resistiva, com realimentação da potência de saída implementada a partir de uma malha fechada interna (corrente no indutor) e outra externa (regulação de potência), efetuando-se a análise da estabilidade a partir da impedância de saída do conversor. Um protótipo foi desenvolvido e implementado para operação em DCM, alimentando uma lâmpada de vapor de sódio (HPS) de 70W a partir do barramento de saída de um conversor PFC ou a partir da rede CA através da integração de um conversor PFC na entrada (buck-boost). Para CCM, outro protótipo foi desenvolvido para alimentar uma lâmpada de multi-vapores metálicos de 35W a partir de uma bateria automotiva. Resultados experimentais são apresentados para os protótipos, confirmando o desempenho dos conversores projetados. Além disso, resultados de simulações utilizando Matlab e PSIM são também apresentados, assim como discussões sobre os métodos empregados e a viabilidade dos conversores propostos.