Este trabalho teve como objetivo produzir e ensaiar painéis OSB (Oriented Strand Board) com resíduo de madeira Balsa (Ochroma Pyramidale) proveniente de reflorestamento, aglomerados com resinas uréia-formaldeído (UF), fenol-formaldeido (FF) e poliuretana à base de óleo mamona (PU-Mamona), e os caracterizar por meio de ensaios termo-físico-mecânicos e microestruturais. A escolha da madeira Balsa residual ocorreu devido a fatores como baixa densidade, alta resistência específica, elevada taxa de crescimento e disponibilidade de matéria-prima. Inicialmente as partículas de madeira Balsa foram caracterizadas por ensaios físicos, químicos (densidade por picnometria de gás hélio, pH e composição química) e microestruturais (microscopia eletrônica de varredura - MEV, espectroscopia de infra-vermelho - FTIR, Difração de Raios-X - DRX e termogravimetria - TG). As resinas foram caracterizadas por ensaios microestruturais (DRX, FTIR e TG-DSC). A partir dessas informações foram produzidos painéis de madeira Balsa em escala laboratorial de baixa e média dendidade com partículas do tipo strand de resíduo de madeira Balsa aglomerado com as referidas resinas, os quais foram caracterizados por ensaios físicos (inchamento em espessura, absorção de água e densidade aparente), mecânicos (flexão estática e adesão interna), microestruturais (MEV, FTIR, DRX e TG-DSC) e ensaios de condutividade térmica. Os resultados obtidos foram comparados com as indicações da norma européia EN 300:2006 e indicaram que apenas os painéis OSB de madeira Balsa residual aglomerada com resina poliuretana à base de óleo de mamona atendem os requisitos estabelecidos para painéis OSB de Classe 1 de uso interno e não-estrutural. / The objective of this work was to produce and test OSB (Oriented Strand Board) with residual wood balsa (Ochroma Pyramidale) from reforestation, agglomerated with urea-formaldehyde (UF) resins, phenol-formaldehyde (FF) and oil-based polyurethane castor bean (PU-Mamona), and characterize them by means of thermo-physical-mechanical and microstructural tests. The choice of residual Balsa wood occurred due to factors such as low density, high specific strength, high growth rate and availability of raw material. Initially the particles of Balsa wood were characterized by physical, chemical tests (density by helium gas picnometry, pH and chemical composition) and microstructural (Scanning Electron Microscopy - SEM, infrared spectroscopy - FTIR, X- Ray Diffraction DRX and Thermogravimetry - TG). The resins were characterized by microstructural tests (XRD, FTIR and TG-DSC). Based on this prior information, OSB wood panels were produced in laboratory scale of low and medium density with strand type particles of wood residue Balsa agglomerated with refered resins, which were characterized by physical tests (swelling in thickness, absorption of water and (static flexural and internal adhesion), microstructural (SEM, FTIR, XRD and TG-DSC) and thermal conductivity tests. The results obtained were compared to the European standard EN 300: 2006 and indicated that only OSB panels of wood Residual Balsa agglomerated with polyurethane resin based on castor oil comply with the requirements established for Class 1 OSB panels for internal and non-structural use.

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2018-04-27T12:15:53Z No. of bitstreams: 1 dissertação mestrado ien 2018 Roos Sophia de Freitas Dam.pdf: 1402693 bytes, checksum: 6a8bc7c98b0b3e3e3d55619f51dd2f72 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-27T12:15:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertação mestrado ien 2018 Roos Sophia de Freitas Dam.pdf: 1402693 bytes, checksum: 6a8bc7c98b0b3e3e3d55619f51dd2f72 (MD5) Previous issue date: 2018-02 / Agitadores ou misturadores são amplamente utilizados nas indústrias química, farmacêutica e de cosméticos quando processos como dispersão e homogeneização são desejados. Estes equipamentos são utilizados para misturar líquidos, promover reações de substâncias químicas, manter líquidos homogêneos durante armazenamento Agitadores industriais são construídos com características específicas para cada aplicação, dependendo de parâmetros como densidade, fase e viscosidade dos produtos a serem agitados. Durante a produção de um produto, o equipamento pode falhar e comprometer o procedimento de agitação ou mistura, tornando-se necessário avaliar o desempenho do misturador. Desta forma, é muito importante ter uma ferramenta de diagnóstico e de desempenho para unidades industriais visando garantir a qualidade do produto. O método utilizado neste trabalho baseia-se nos princípios da técnica de Rastreamento de Partícula Radioativa, que correlaciona as contagens obtidas por um arranjo de detectores com a posição instantânea ocupada por uma partícula radioativa. A geometria de detecção desenvolvida utiliza oito detectores cintiladores de NaI(Tl), uma fonte pontual de 137Cs (662 keV) com emissão isotrópica de raios gama e um tubo de policloreto de vinila como seção de teste. O modelo matemático foi desenvolvido utilizando o código MCNP-X, onde inicialmente o tubo é preenchido com ar e a partícula radioativa é posicionada em seu interior. Em um segundo momento, o tubo é preenchido com uma mistura de concreto. Nas duas situações, o algoritmo de localização utilizado pela rede foi capaz de predizer a posição instantânea da partícula radioativa. / Agitators or mixers are highly used in the chemical, pharmaceutical and cosmetic industries when processes such as dispersion and homogenization are desired. This equipment is used to mix liquids, promote reactions of chemical substances, keep homogeneous liquid bulk during storage. Agitators and mixers are designed for each application with specific configurations, depending on the characteristics, such as density, phase and viscosity of the agitated product. During the production process, the equipment may fail and compromise the stirring or mixing procedure, thus it is very important to have a diagnosis tool for these industrial units to assure the quality of the product. The method here presented is based on the principles of the radioactive particle tracking technique, which correlates the counts obtained by an array of detectors with the instantaneous position of the radioactive particle. The detection geometry developed in this work employs eight NaI(Tl) scintillation detectors, a 137Cs (662 keV) point source with isotropic emission of gamma-rays and a polyvinyl chloride tube as a test section. The mathematical model was developed using the MCNP-X code, where the tube is first filled with air and the radioactive particle is positioned inside it. Then, the tube is filled with a concrete mixture. In both situations, the search algorithm given by the network was capable to predict the instantaneous position of the radioactive particle.

O objetivo do presente estudo foi avaliar o desempenho, saúde intestinal e metabolizabilidade de dietas para frangos de corte alimentados com o uso contínuo ou mudança brusca de diferentes rações à base de milho e sorgo moído ou inteiro. No Exp. 1 foi estudada a mudança no tipo de grão com as dietas: M100% (ração à base de milho); S100% (ração à base de sorgo); M:S50% (ração à base de 50% milho e 50% sorgo); PS-M (ração à base de sorgo na fase pré-inicial e milho nas demais fases); PM-S (ração à base de milho na fase pré-inicial e sorgo nas demais fases). No Exp. 2 foi estudada a mudança na forma do grão de sorgo: Sm100% (ração à base de sorgo moído); Si100% (ação à base de sorgo inteiro); PSm-Si (ração à base de sorgo moído na fase pré-inicial e inteiro nas demais fases) e PSi- Sm (ração à base de sorgo inteiro na fase pré-inicial e moído nas demais fases). Os experimentos foram conduzidos em um delineamento em blocos casualizados (blocos no tempo) para avaliar o desempenho e epitélio jejunal (r=8), microbiota intestinal (r=4) e metabolizabilidade das dietas (r=10). As mudanças entre milho e sorgo não alteraram o desempenho, epitélio jejunal nem a metabolizabilidade das rações, mas influenciaram a porcentagem de Clostridium, Weissella, Bacillus e Alkaliphilus no intestino delgado e Lactobacillus e Desulfotomaculum nos cecos. O uso de sorgo inteiro piorou o desempenho aos sete dias. Aos 40 dias, Sm100% e PSm-Si apresentaram desempenhos semelhantes, PSi-Sm apresentou menor ganho de peso, mas melhor conversão alimentar e Si100% apresentou o pior desempenho. Si100% e PSm-Si apresentaram aumento no peso relativo da moela e na metabolizabilidade das rações, assim como diminuição de Clostridium e aumento de bactérias das famílias Actinomycetales e Bacillales no intestino delgado, Si100% resultou em menor porcentagem de Alkaliphilus e Enterococcus que Sm100% nos cecos. Conclui-se que a melhor estratégia de uso do sorgo é a substituição total de milho por sorgo moído ao alojamento com posterior mudança para sorgo inteiro, pois não afeta o desempenho e epitélio jejunal das aves, melhora a metabolizabilidade das rações e potencializa a redução de Clostridium no intestino delgado de frangos de corte. / The aim of this study was to evaluate performance, intestinal health and metabolizability of diets in broilers fed different corn- or sorghum (ground or whole)- based diets, continuously or with abrupt change between the diets. Exp. 1 - Change in the type of grain: C100% (corn-based diet); S100% (sorghum-based diet); C:S50% (50% corn and 50% sorghum-based diet); PC-S (corn-based diet in pre-starter phase and sorghum-based diet in other phases); PS-C (sorghum-based diet in pre-starter phase and corn-based diet in other phases). Exp. 2 - Change in the form of sorghum grain: Gs100% (ground sorghum-based diet); Ws100% (whole sorghum-based diet); PGs-Ws (ground sorghum-based diet in pre-starter phase and whole sorghum-based diet in other phases); PWs-Gs (whole sorghum-based diet in pre-starter phase and ground sorghum-based diet in other phases). Experiments were conducted in a randomized block design for to evaluate performance and jejunal epithelium (r=8), intestinal microbiota (r=4) and metabolizabilty of diets (r=10). The changes between corn and sorghum did not affect performance, jejunal epithelium or metabolizability of the diets, but influenced the genera Clostridium, Weissella, Bacillus and Alkaliphilus in the small intestine, and Lactobacillus and Desulfotomaculum in the caecum. Whole sorghum resulted in decreased performance at seven days of age. At 40 days, Gs100% and PGs-Ws showed similar performance, PWs-Gs showed lower weight gain and the best feed conversion rate, and Ws100% showed the worst performance. Ws100% and PGs-Ws resulted in the biggest gizzard relative weight and the highest diet metabolizability values, as well as the lowest level of Clostridium and highest level of Actinomycetales and Bacillales in the small intestine. Ws100% showed lower level of Alkaliphilus and Enterococcus than Gs100% in the caecum. The best strategy to use sorghum in broilers diets is replacing 100% of corn for ground sorghum since the first day followed by change to whole sorghum, because this diet did not affect performance or jejunal epithelium, improved diet metabolizability values, and reduced Clostridium in the small intestine of broilers.

Orientador: Ana Paula Risifni Alves Claro / Resumo: Infecção bacteriana sempre foi uma grande preocupação para medicina, principalmente devido a capacidade de adaptação de bactérias, e consequente aparecimento de cepas resistentes aos medicamentos convencionais. Como alternativa a esta problemática, estudos vem comprovando a eficácia de íons metálicos, no combate a diferentes tipos de microrganismos. Dentre metais com propriedade bactericida, há o gálio, elemento com interessante conjunto de propriedades que possibilitaram seu uso em tratamentos terapêuticos, entretanto sua ação bactericida ainda se encontra pouco explorada na literatura. Como forma veiculação deste metal, escolheu se a polidopamina, um polímero baseado em compostos presentes na composição de moluscos, os quais lhe confere m interessantes propriedades de adesão em diferentes superfícies e capacidade de ancoragem de íons ou moléculas. Com base nas informações expostas, a presente dissertação tem por objetivo produzir partículas de polidopamina com incorporação de gálio para aplicação biomédica . Para isso, inicialmente o polímero foi sintetizado a partir da polimerização do hidrocloreto de dopamina em ambiente alcalino, com pH ajustado em 9,0 a temperatura ambiente e com agitação magnética. Em seguida o material foi centrifuga do e seco. Em fase posterior, a incorporação do gálio se deu a partir da dissolução de nitrato de gálio na presença das partículas previamente produzidas, sendo mantido em solução por 18 horas. O material resultante foi novamente centrifu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Gas-solid fluidized bed reactors are widely applied in chemical and energy industries, and their design and scale-up are virtually empirical, extremely expensive and time consuming. This scenario has motivated the development of alternative theoretical tools, and two-fluid modeling, where gas and particulate are both treated as interpenetrating continuum phases, has appeared as a most promising approach. Owing to the large domains to be resolved in real-scale fluidized bed reactors, only filtered modeling approaches are feasible, and closure models become necessary to recover sub-grid effects that are filtered by the very coarse numerical grids that are imposed owing to computational limitations. Those closure models, which in hydrodynamic formulations account for filtered interphase momentum exchanges and filtered and residual stresses in the phases, can be derived from results of highly resolved simulations (HRS) performed over small size domains under refined numerical grids. One widely practiced approach consists of applying two-fluid modeling under micro-scale defined closures, generally known as microscopic two-fluid modeling. This approach includes microscopic closures for solid phase stresses derived from the kinetic theory of granular flows (KTGF), which accounts for kinetic-collisional effects only, and is adequate to dilute flows. Otherwise, the conventional KTGF does not account for interparticle friction effects, and its application to dense flow conditions is quite questionable. In this work a literature available modified version of KTGF is applied which also accounts for interparticle friction, and highly resolved simulations are performed for dense flow conditions in order to evaluate the effects of friction over relevant filtered parameters (namely effective drag coefficient, filtered and residual stresses). Ranges of domain average solid volume fractions and gas Reynolds numbers are considered (macro-scale conditions) embracing dense gas-solid fluidized flows from suspensions up to pneumatic transport. The MFIX open source code is used in all the simulations, which are performed over 2D periodical domains for a unique monodisperse particulate. The HRS results (i.e. meso-scale flow fields) are filtered over regions compatible with grid sizes in large scale simulations, and the relevant filtered parameters of concern are derived and classified by ranges of other filtered parameters taken as independent variables (filtered solid volume fraction, filtered slip velocity, and filtered kinetic energy of solid velocity fluctuations, which are referred to as markers). Results show that the relevant filtered parameters of concern are well correlated to all of those filtered markers, and also to all of the imposed macro-scale conditions. Otherwise, interparticle friction showed no significant effects over any filtered parameter. It is recognized that this issue clearly requires further investigation notably regarding the suitability of the markers that were assumed for classifying the filtered results. The current work is intended as a contribution for future developments of more accurate closure models for large scale simulations of gas-solid fluidized flows. / Reatores de leito fluidizado de escoamento gás-sólido são largamente utilizados nas indústrias química e de energia, e o seu projeto e escalonamento são virtualmente empíricos, extremamente caros e demorados. Este cenário tem motivado o desenvolvimento de ferramentas teóricas alternativas, e a modelagem de dois fluidos, onde gás e particulado são ambos tratados com fases contínuas interpenetrantes, tem surgido como uma aproximação muito promissora. Devido aos grandes domínios a serem resolvidos em reatores de leito fluidizado de escala real, apenas aproximações de modelagem filtradas são viáveis, e modelos de fechamento tornam-se necessários para recuperar efeitos sub-malha que são filtrados pelas malhas numéricas grosseiras que são impostas devido as limitações computacionais. Estes modelos de fechamento, que em formulações hidrodinâmicas respondem principalmente por trocas de momentum filtradas entre fases e tensões filtradas e residuais nas fases, podem ser obtidos de resultados de simulações altamente resolvidas (SAR) realizadas em domínios de dimensões reduzidas sob malhas numéricas refinadas. Uma aproximação largamente praticada consiste na aplicação de modelagem de dois fluidos sob fechamentos definidos na micro-escala, genericamente conhecida como modelagem microscópica de dois fluidos. Esta aproximação inclui fechamentos microscópicos para tensões da fase sólida obtidos da teoria cinética dos escoamentos granulares (TCEG), que considera apenas efeitos cinéticos-colisionais, e é adequada para escoamentos diluídos. Por outro lado, a TCEG convencional não leva em conta efeitos de fricção interpartículas, e sua aplicação para condições densas de escoamento é bastante questionável. Neste trabalho aplica-se uma versão modificada da TCEG disponível na literatura que também leva em conta fricção interpartículas, e simulações altamente resolvidas são realizadas para condições de escoamentos densos visando avaliar os efeitos da fricção sobre os parâmetros filtrados relevantes (coeficiente de arrasto efetivo, tensões filtradas e residuais). Considera-se faixas de frações volumétricas de sólido e números de Reynolds do gás médios no domínio (condições de macro-escala) abrangendo escoamentos gás-sólido fluidizados densos desde suspensões até transporte pneumático. O código aberto MFIX é utilizado em todas as simulações, que foram executadas sobre domínios periódicos 2D para um único particulado monodisperso. Os resultados das SAR (i.e., campos de escoamento de meso-escala) foram filtrados sobre regiões compatíveis com tamanhos de malha praticados em simulações de grandes escalas, e os parâmetros filtrados relevantes de interesse são calculados e classificados por faixas de outros parâmetros filtrados tomados como variáveis independentes (fração volumétrica de sólido filtrada, velocidade de deslizamento filtrada, e energia cinética das flutuações de velocidade da fase sólida filtrada, que são referidos como marcadores). Os resultados mostram que os parâmetros filtrados relevantes de interesse são bem correlacionados com todos os marcadores, e também com todas as condições de macro-escala impostas. Por outro lado, a fricção interpartículas não mostrou efeitos significativos sobre qualquer parâmetro filtrado. Reconhece-se que este aspecto claramente requer investigações adicionais, notadamente com respeito à adequação dos marcadores que foram considerados para classificação dos resultados filtrados. O trabalho corrente é posto como uma contribuição para o desenvolvimento futuro de modelos de fechamento mais acurados para simulações de grandes escalas de escoamentos gás-sólido fluidizados.

Gas-solid fluidized bed reactors are widely applied in chemical and energy industries, and their design and scale-up are virtually empirical, extremely expensive and time consuming. This scenario has motivated the development of alternative theoretical tools, and two-fluid modeling, where gas and particulate are both treated as interpenetrating continuum phases, has appeared as a most promising approach. Owing to the large domains to be resolved in real-scale fluidized bed reactors, only filtered modeling approaches are feasible, and closure models become necessary to recover sub-grid effects that are filtered by the very coarse numerical grids that are imposed owing to computational limitations. Those closure models, which in hydrodynamic formulations account for filtered interphase momentum exchanges and filtered and residual stresses in the phases, can be derived from results of highly resolved simulations (HRS) performed over small size domains under refined numerical grids. One widely practiced approach consists of applying two-fluid modeling under micro-scale defined closures, generally known as microscopic two-fluid modeling. This approach includes microscopic closures for solid phase stresses derived from the kinetic theory of granular flows (KTGF), which accounts for kinetic-collisional effects only, and is adequate to dilute flows. Otherwise, the conventional KTGF does not account for interparticle friction effects, and its application to dense flow conditions is quite questionable. In this work a literature available modified version of KTGF is applied which also accounts for interparticle friction, and highly resolved simulations are performed for dense flow conditions in order to evaluate the effects of friction over relevant filtered parameters (namely effective drag coefficient, filtered and residual stresses). Ranges of domain average solid volume fractions and gas Reynolds numbers are considered (macro-scale conditions) embracing dense gas-solid fluidized flows from suspensions up to pneumatic transport. The MFIX open source code is used in all the simulations, which are performed over 2D periodical domains for a unique monodisperse particulate. The HRS results (i.e. meso-scale flow fields) are filtered over regions compatible with grid sizes in large scale simulations, and the relevant filtered parameters of concern are derived and classified by ranges of other filtered parameters taken as independent variables (filtered solid volume fraction, filtered slip velocity, and filtered kinetic energy of solid velocity fluctuations, which are referred to as markers). Results show that the relevant filtered parameters of concern are well correlated to all of those filtered markers, and also to all of the imposed macro-scale conditions. Otherwise, interparticle friction showed no significant effects over any filtered parameter. It is recognized that this issue clearly requires further investigation notably regarding the suitability of the markers that were assumed for classifying the filtered results. The current work is intended as a contribution for future developments of more accurate closure models for large scale simulations of gas-solid fluidized flows. / Reatores de leito fluidizado de escoamento gás-sólido são largamente utilizados nas indústrias química e de energia, e o seu projeto e escalonamento são virtualmente empíricos, extremamente caros e demorados. Este cenário tem motivado o desenvolvimento de ferramentas teóricas alternativas, e a modelagem de dois fluidos, onde gás e particulado são ambos tratados com fases contínuas interpenetrantes, tem surgido como uma aproximação muito promissora. Devido aos grandes domínios a serem resolvidos em reatores de leito fluidizado de escala real, apenas aproximações de modelagem filtradas são viáveis, e modelos de fechamento tornam-se necessários para recuperar efeitos sub-malha que são filtrados pelas malhas numéricas grosseiras que são impostas devido as limitações computacionais. Estes modelos de fechamento, que em formulações hidrodinâmicas respondem principalmente por trocas de momentum filtradas entre fases e tensões filtradas e residuais nas fases, podem ser obtidos de resultados de simulações altamente resolvidas (SAR) realizadas em domínios de dimensões reduzidas sob malhas numéricas refinadas. Uma aproximação largamente praticada consiste na aplicação de modelagem de dois fluidos sob fechamentos definidos na micro-escala, genericamente conhecida como modelagem microscópica de dois fluidos. Esta aproximação inclui fechamentos microscópicos para tensões da fase sólida obtidos da teoria cinética dos escoamentos granulares (TCEG), que considera apenas efeitos cinéticos-colisionais, e é adequada para escoamentos diluídos. Por outro lado, a TCEG convencional não leva em conta efeitos de fricção interpartículas, e sua aplicação para condições densas de escoamento é bastante questionável. Neste trabalho aplica-se uma versão modificada da TCEG disponível na literatura que também leva em conta fricção interpartículas, e simulações altamente resolvidas são realizadas para condições de escoamentos densos visando avaliar os efeitos da fricção sobre os parâmetros filtrados relevantes (coeficiente de arrasto efetivo, tensões filtradas e residuais). Considera-se faixas de frações volumétricas de sólido e números de Reynolds do gás médios no domínio (condições de macro-escala) abrangendo escoamentos gás-sólido fluidizados densos desde suspensões até transporte pneumático. O código aberto MFIX é utilizado em todas as simulações, que foram executadas sobre domínios periódicos 2D para um único particulado monodisperso. Os resultados das SAR (i.e., campos de escoamento de meso-escala) foram filtrados sobre regiões compatíveis com tamanhos de malha praticados em simulações de grandes escalas, e os parâmetros filtrados relevantes de interesse são calculados e classificados por faixas de outros parâmetros filtrados tomados como variáveis independentes (fração volumétrica de sólido filtrada, velocidade de deslizamento filtrada, e energia cinética das flutuações de velocidade da fase sólida filtrada, que são referidos como marcadores). Os resultados mostram que os parâmetros filtrados relevantes de interesse são bem correlacionados com todos os marcadores, e também com todas as condições de macro-escala impostas. Por outro lado, a fricção interpartículas não mostrou efeitos significativos sobre qualquer parâmetro filtrado. Reconhece-se que este aspecto claramente requer investigações adicionais, notadamente com respeito à adequação dos marcadores que foram considerados para classificação dos resultados filtrados. O trabalho corrente é posto como uma contribuição para o desenvolvimento futuro de modelos de fechamento mais acurados para simulações de grandes escalas de escoamentos gás-sólido fluidizados.

The biochar is a promissor product for the soil improvement as physical, chemical and hydraulic properties. However, there is a lack of information about the influence of biochar rate, particle size, depth, soil texture and time of interaction on tropical climate. This is one of the first studies that analyse these properties under tropical condition. The objective of this study was analyze the effect of biochar (BC) rate and particle size on soil chemical, physical and hydraulic properties on tropical condition. Was acessed the effect BC rate (6.25, 12.5 and 25 Mg ha-1) in Clay loam and sandy soil under laboratory condition on chemical properties (C, N and C/N ratio), physical properties (bulk density, porosity and pore size distribution) and hydraulic properties (water holding capacity and water available content). In field condition, the effect of the Filter cake (FC) and FC + BC rate (6.25, 12.5 and 25 Mg ha-1) was studied in two depth (0-10 and 10-20 cm) in two times of interaction (9 and 18 months) on soil physical (bulk density, porosity and pore size distribution and aggregate stability) and hydraulic properties (water holding capacity and water available content and hydraulic conductivity). To verify the best BC particle size to be applied on the soil, a third study was developed to test the effect of BC particle size (< 0.15; 0.15-2 and > 2mm) in clay loam and sandy soil and to analyze its effects on soil chemical, physical and hydraulic properties. In the first study (effect of BC rate on laboratory condition) a positive effect of BC rate on water availability, microporosity, and on water retention was found, especially for clay loam soil at high BC application, but this influence did not occur for sandy soil, possibly due to the short time of interaction. In the second study (effect of BC rate and FC on physical, chemical and hydraulic properties) the bulk density slightly decreased, and the porosity increased after nine months of interaction upon FC + BC 25 Mg ha-1. However, after 18 months, the FC + BC amount altered the pore size distribution with an increase of micropores, aggregate stability, available water content and its alteration was dependent on the FC + BC rate. Nevertheless, this effect was not verified in the hydraulic conductivity (Kfs). The time of interaction contributes to increasing the Kfs, and the reduction of Kfs was found with the increase of FC + biochar rate, especially in higher amount FC + BC (25 Mg ha-1) of biochar. In the third work (effect of biochar particle size on chemical and physical and hydraulic properties) total carbon content increased mainly in sandy soil compared to control treatment, the highest carbon amount was obtained in the biochar size 0.15-2 mm in loamy soil and < 0.15 mm in sandy soil, while TN content and C/N ratio increased slightly with reduction of the biochar particle size in both soils. These results demonstrated that biochar particle size is crucial for water retention, water availability, pore size distribution and C sequestration. It is evident that is possible to save irrigation water and improve soil chemical and physical properties by applying biochar. / O biocarvão (BC) é um produto promissor para a melhoria da qualidade química, física, e hidráulica do solo. No entanto, faltam estudos sobre a influência da dose de BC, tamanho de partícula, profundidade de aplicação, efeitos sobre a textura do solo e tempo de interação em condições de clima tropical. Este é um dos primeiros trabalhos que avaliam essas propriedades em solos sob condições tropicais. O objetivo deste estudo foi analisar o efeito da dose de BC e do tamanho de partículas nas propriedades químicas, físicas e hidráulicas do solo em condição tropical. Avaliou-se o efeito da dose de BC (6,25; 12,5 e 25 Mg ha-1) em solo franco argiloso e arenoso, em condições de laboratório sobre as propriedades químicas (C, N e C/N), físicas (densidade do solo, porosidade e distribuição do tamanho dos poros) e hidráulicas do solo (capacidade de retenção de água e teor de água disponível). Em condição de campo foi estudado o efeito da torta de filtro e dose de BC (6,25, 12,5 e 25 Mg ha-1) mais torta de filtro (TF) em duas profundidades (0-10 e 10-20 cm) e em dois tempos de interação (9 e 18 meses) sobre as propriedades físicas (densidade do solo, porosidade, distribuição do tamanho dos poros e estabilidade de agregados) e hidráulicas do solo (capacidade de retenção de água, teor de água disponível e condutividade hidráulica). A fim de verificar o melhor tamanho de partícula de BC a ser aplicado ao solo foi desenvolvido um terceiro estudo no qual foi avaliado o efeito do tamanho de partículas de BC (< 0,15; 0,15-2 e > 2mm) em solo franco argiloso e arenoso sobre as mesmas propriedades químicas, físicas e hidráulicas do solo avaliadas no primeiro estudo. No estudo da influência de dose de BC em condição de laboratório, foi verificado efeito positivo da dose de BC na disponibilidade de água, microporosidade e retenção de água, especialmente para solo franco argiloso com alta aplicação de BC, mas essa influência não ocorreu, para solos arenosos, possivelmente devido ao curto período de interação. No segundo estudo (efeito da dose de BC+TF) verificou-se que a densidade diminuiu ligeiramente e a porosidade aumentou após nove meses de interação com TF + BC 25 Mg ha-1 e após 18 meses, a quantidade de BC+TF alterou a distribuição do tamanho dos poros aumentando a quantidade de microporos, melhorando a estabilidade do agregado e o conteúdo de água disponível (CAD). O efeito da dose não foi verificado para condutividade hidráulica (Kfs), porém o tempo de interação contribuiu para aumentar os Kfs. Além disso, uma redução de Kfs foi encontrada com o aumento da taxa de BC + TF, especialmente na maior quantidade de TF + BC (25 Mg ha-1) de biocarvão. No terceiro estudo, (efeito do tamanho das partículas de BC nas propriedades químicas, físicas e hidráulicas), o teor total de carbono aumentou principalmente em solo arenoso comparado ao tratamento controle, a maior quantidade de carbono foi obtida no tamanho do BC 0,15-2 mm em solo argiloso e < 0,15 mm em solo arenoso, enquanto o teor de TN e a relação C/N aumentaram ligeiramente com a redução do tamanho das partículas de BC em ambos os solos. Estes resultados demonstraram que o tamanho das partículas de BC é crucial para a retenção, disponibilidade de água, distribuição de tamanho de poros e sequestro de carbono. Esses estudos demonstraram que é possível economizar água de irrigação e melhorar as propriedades químicas e físicas do solo por meio da aplicação do biocarvão.

Esta tese tem por base três artigos publicados pelo autor e colaboradores. O primeiro artigo trata do problema da quantização de modelos pseudoclássicos de partículas escalares em campos de fundo não-abelianos, cujo foco é a dedução desses modelos pseudo-clássicos usando métodos de integral de trajetória. O segundo artigo investiga a possibilidade de realizar modelos de gravitação dilatônica em variedades não-comutativas em duas dimensões. Para tanto, vale-se de um método de análise de vínculos e simetrias especialmente desenvolvido para gravitação não-comutativa em duas dimensões. O terceiro artigo discute modelos renormalizáveis em espaços-tempo não-comutativos com parâmetro de não-comutatividade bifermiônico em quatro dimensões. / This thesis is based on three published papers by the author and co-authors. The rst article treats the quantization problem of pseudoclassical models of scalar particles in non-Abelian backgrounds, which aims at deriving these models using path-integral methods. The second article examines the possibility of realizing dilaton gravity models in noncommutative two-dimensional manifolds. It relies upon a method of analysis of constraints and symmetries especially developed for non-commutative dilaton gravities in two dimensions. The third article discusses renormalizable models in noncommutative spacetime with bifermionic noncommutative parameter in four dimensions.

Os decaimentos dos nuclídeos 101mRh e 101fRh foram estudados por espectroscopia gama, tanto em medidas de espectros simples quanta de espectros em coincidência. As fontes foram produzidas na reação 103Rh(,2n) 101m,fRh, com fótons provenientes de Bremsstrahlung de elétrons no Acelerador linear do IFUSP. Diversas transições gama anteriormente atribuídas aos decaimentos desses nuclídeos não foram confirmadas, num total de 6 transições, e mais duas que foram observadas este trabalho foram atribuídas ao decaimento do 102mRh. As transições gama observadas seguindo o decaimento do 101mRh tem as seguintes energias em keV, e intensidades relativas, respectivamente: 127,226(9), 0,79(2); 157,41(4), 0,280(5); 179,636(15), 0,660(15); 184,11(5), 0,193(3); 233,74(4), 0,2198(15); 238,27(4), 0,2505(17); 306,857(5), 100; 311,367(19), 0,0175(9); 417,86(5), 0,005(2); 545,117(7), 5,3(3). As transições gama observadas seguindo o decaimento do 101fRh tem as seguintes energias e intensidades relativas: 110,94(12), 0,06(2); 127,226(9), 93,2(9); 184,22(13), 0,081(14); 198,01(13), 100; 295,01(3), 0,815(24); 352,23(3), 16,20(15); 422,19(8) ,0,272(15). A intensidade da captura eletrônica do 101fRh para o estado fundamental do 101Ru foi estimada em 51(17) % a partir do acompanhamento do crescimento da intensidade dos gamas de 198 keV decorrente da alimentação do estado fundamental pela transição isométrica de 157 keV, durante os primeiros 10 dias após o fim da irradiação. Os esquemas de decaimento dos 101m,fRh resultantes deste trabalho exigem apenas seis níveis excitados do 101Ru para acomodar todas as transições gama observadas, ao contrário do estudo anterior que concluía pela necessidade de 11 níveis. A estrutura nuclear do 101Ru para baixas energias de excitação pode, em razão da simplificação do esquema de níveis decorrente deste trabalho, ser bem descrita qualitativamente num modelo de quase-partícula-fonon com acoplamento fraco. Uma descrição quantitativa através desse modelo no esquema de acoplamento intermediário, tem sucesso limitado às probabilidades de transição de quadruplo elétrico e aos fatores espectroscópicos, conduzindo a um espectro de energia muito diferente do experimental, embora com a densidade de níveis correta. A mistura de estados de três quase-partículas foi introduzida através da teoria de perturbação. Verifica-se que a introdução desses estados permite uma melhor interpretação do espectro de energia. Os cálculos com o modelo de uma quase-partícula-fonon foram estendidos aos isótopos ímpares do Ru com 95 A 105. Os poucos dados ex perimentais disponíveis de probabilidades de transição de quadrupolo elétrico e de fatores espectroscópicos são razoavelmente reproduzidos. Já o espectro de energia calculado só concorda razoavelmente com o experimental para o 95Ru. Os resultados obtidos sugerem que os isótopos ímpares do Ru podem ser descritos utilizando-se quase-partículas e fonons como modos elementares de excitação , sendo necessário incluir no modelo estados intrínsecos de três quase-partículas. / The decays of 101mRh and 101fRh nuclides were studied by gamma-ray spectroscopy either or single or coincidence . spectra. The sources were obtained through the 103Rh(,2n) 101m,fRh reaction with the electron Bremsstrahlung beam of the Linear Accelerator of the IFUSP. Six transitions earlier attributed to the decays of these nuclides were not confirmed. Two other transitions that were observed in the present work were attributed to the 102mRh decay. The energies (keV) and the relative intensities for the observed gamma transitions following the 101mRh decay are respective1y: 127.226(9), 0.79(2); 157.41(4), 0.280(5); 179.636(15), 0.660(15); 184.11(5), 0.193(3); 233.74(4), 0.2198(15); 238.27(4), 0.2505(17); 306.857(5), 100; 311.367(19), 0.0175(9); 417.86(5) 0.005(2); 545.117(7), 5.3(3). The energies and the relative intensities of the gamma transitions observed for the 101fRh decay are the following: 110.94(12), 0.06(2); 127.226(9), 93.2(9); 184.22(13), 0.081(14); 198.01(3), 100; 295.01(3), 0.815(24); 325.23(3), 16.20(15); 422.19 (8), 0.272(15).The growth of the intensity of the 198 keV gammas due to the feeding of the ground state by the isomeric transition of 157 keV during the first ten days after the end of the irradiation allowed the measurement of the 101fRh electron capture intensity for the ground state of the 101Ru which was established as roughly 51(17)%. Previous work had shown that for the decay scheme of the 101m,fRh eleven excited levels of the 101Ru were needed to fit all observed gamma transitions. This work shows that only six excited levels are necessary. Due to the simplification of the level scheme obtained in this work, the nuclear structure of the 101Ru for low excitation energy can be described as a quasi-particle-phonon with weak coupling. Using this model in the intermediate coupling scheme, a quantitative description is successful in the calculation of electric quadrupole transition probabilities and spectroscopic factors. The calculated energy spectrum is very different from the experimental one although the level densities coincide. Through the perturbation theory, mixture with three quasi-particle states was introduced. The introduction of these states allows a better interpretation of the energy spectrum. For the other Ru isotopes the calculations using the one quasi-particle-phonon model were performed with 95 A I05. The small amount of experimental data available for electric quadrupole transition probabilities and spectroscopic factors agreed fairly well with the theoretical calculations. Nevertheless, the calculated energy spectrum agrees reasonably with the experimental one only for 95Ru. The theoretical results suggest that the odd-A Ru isotopes can be described using quasi-particle and phonons as elementary excitation modes, provided that the three quasi-particle intrinsic states are taken into account.

O objetivo desta pesquisa foi verificar a influência de diferentes tamanhos de partículas de carga na tenacidade à fratura (KIc), nos parâmetros do crescimento subcrítico de trinca (n e f0) e de Weibull (m e 0), na longevidade estimada pelo diagrama tensão-probabilidade-tempo (SPT) e no limite de fadiga cíclica (LFC) de compósitos resinosos experimentais. Quatro compósitos foram preparados contendo 78% em massa (59% em volume) de conteúdo inorgânico, constituído por 67% de pó de vidro com diferentes tamanhos de partículas (d50 = 0,5; 0,9; 1,2 e 1,9 µm) e 11% de sílica pirogênica. Dados de KIc obtidos pelo método single-edge notched beam (25x5x2,8 mm; n=15) foram submetidos a ANOVA/teste de Tukey (p < 0,05). n e f0 foram determinados através do ensaio de fadiga dinâmica (10-2 a 102 MPa/s) utilizando um dispositivo de flexão biaxial (12x1,2 mm; n=10). Para determinar m e 0, mais 20 espécimes de cada compósito foram testados na taxa de 100 MPa/s. Os diagramas SPT foram obtidos a partir dos dados da fadiga dinâmica e análise de Weibull. No ensaio de fadiga cíclica, um dispositivo de flexão biaxial (12x1,2 mm) foi utilizado para se obter a resistência à flexão inicial (RFI; n=14) e o LFC (n=20). LFC foi obtido pelo método escada após 105 ciclos. Para todos os testes, os espécimes foram armazenados em água destilada a 37oC por 24h. Foi realizada a fractografia dos espécimes fraturados nas taxas 10-2 e 10-1 MPa/s da fadiga dinâmica e nos ensaios para determinação da RFI e LFC. Houve relação direta entre d50 e KIc (C0,5: 1,2±0,1b; C0,9: 1,3±0,1ab; C1,2: 1,3±0,1ab; C1,9: 1,4±0,2a, em MPa.m0,5). C0,5 (31,2±6,2a) e C1,9 (34,7±7,4a) apresentaram valores de n superiores a C0,9 (20,3±3,0b) e C1,2 (17,3±1,8b). C1,2 (166,42±0,01a) apresentou o maior valor de f0 (em MPa), seguido pelo C1,9 (159,82±0,02b), C0,9 (159,59±0,02c) e C0,5 (158,40±0,02d). Não houve diferença estatística entre os valores de m (6,6 a 10,6) e 0 (170,6 a 176,4 MPa) dos compósitos. As reduções na tensão de fratura para uma probabilidade de falha de 5% após 10 anos estimadas pelo diagramas SPT foram de aproximadamente 22% para C0,5 e C1,9 e 36% para C0,9 e C1,2. Não houve diferença estatística entre as médias de RFI (155,4 a 170,7 MPa). C0,5 (93,0±18,6a) apresentou o maior LFC (em MPa), seguido pelo C1,2 (91,8±11,1ab), C1,9 (87,2±3,0b) e C0,9 (82,5±8,0c). Defeitos sub-superficiais e superficiais foram as principais origens de fratura. A trinca se propagou pela matriz polimérica ao redor das partículas (deflexão de trinca) e todas as superfícies apresentaram características de fratura frágil. Como conclusão, compósitos com partículas maiores apresentaram maior KIC, enquanto que partículas menores contribuíram para um maior LFC. Compósitos com distribuição granulométrica mais ampla, independentemente do d50, apresentaram maior resistência ao SCG. Nos demais parâmetros e propriedades avaliados (m, 0 e RFI) não houve influência do tamanho das partículas. / The aim of this study was to verify the influence of different filler sizes in the fracture toughness (KIc), subcritical crack growth (n e f0) and Weibull (m e 0) parameters, longevity estimated by the strength-probability-time (SPT) diagram and cyclic fatigue limit (CFL) of experimental resin composites. Four composites were prepared, each one containing 78 w% (59 vol%) of inorganic content, in which 67 w% were glass powder with different filler sizes (d50 = 0.5; 0.9; 1.2 e 1.9 µm) and 11 w% were pyrogenic silica. KIc data was obtained by the single-edge notched beam test and submitted to ANOVA/Tukey tests (p < 0.05). n and f0 were determined by the dynamic fatigue test (10-2 a 102 MPa/s) using a biaxial flexural device (12x1.2 mm; n=10). 20 specimens of each composite were tested at 100 MPa/s to determine Weibull parameters. SPT diagrams were constructed using the dynamic fatigue and Weibull data. For the cyclic fatigue test, a biaxial flexural device (12x1.2 mm) was used to obtain the initial flexural strength (IFS; n=14) and CFL (n=20). CFL was determined by staircase method after 105 cycles. For all tests, the specimens were stored in distilled water at 37oC for 24h. It was done the fractography of the fractured specimens that was subjected to the 10-2 e 10-1 MPa/s rates of the dynamic fatigue and to the IFS and CFL tests. There was a direct relation between d50 e KIc (C0.5: 1.2±0.1b; C0.9: 1.3±0.1ab; C1.2: 1.3±0.1ab; C1.9: 1.4±0,2a, in MPa.m0,5). C0.5 (31.2±6.2a) and C1.9 (34.7±7.4a) presented higher n values than C0.9 (20.3±3.0b) and C1.2 (17.3±1.8b). C1.2 (166.42±0.01a) showed the highest f0 value (in MPa), followed by C1.9 (159.82±0.02b), C0.9 (159.59±0.02c) and C0.5 (158.40±0.02d). There were no statistical differences among the m (6.6 to 10.6) and 0 (170.6 to 176.4 MPa) values of the composites. The reductions in fracture stress at 5% failure probability for a lifetime of 10 years estimated by the SPT diagrams were approximately 22% for C0.5 and C1.9 and 36% for C0.9 and C1.2. There were no statistical differences among the IFS means (155.4 to 170.7 MPa). C0.5 (93.0±18.6a) showed the highest CFL (in MPa), followed by C1.2 (91.8±11.1ab), C1.9 (87.2±3.0b) and C0.9 (82.5±8.0c). Near-surface and surface flaws were the main fracture origins. The crack propagated by the polymeric matrix around the fillers (crack deflection) and all the fracture surfaces showed brittle fracture features. As conclusion, composites with large fillers presented the highest KIC, while the small fillers contributed to increase the CFL. Composites with broader granulometric size distribution, regardless of d50, showed higher resistance to SCG. There was no influence of the composites filler sizes in the others parameters and properties evaluated (m, 0 and IFS).