CSZ. Os pós cerâmicos foram caracterizados por picnometria a hélio, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão, termogravimetria, calorimetria diferencial exploratória, granulometria por espalhamento de laser e adsorção gasosa (BET). Por sua vez, a avaliação dos compactos sinterizados foi feita por técnicas de medidas de densidade, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, microscopia óptica, impressão Vickers e espectroscopia de impedância. A partir dos resultados obtidos, concluiu-se que a adição de alumina em zircônia estabilizada com 9 mol% de ítria na fase cúbica promove, nos pós cerâmicos, elevação da área superficial específica, desaglomeração e redução da cristalinidade dos óxidos, exigindo tratamentos térmicos mais energéticos para atingir elevada densidade. Em relação aos produtos sinterizados, verificou-se que a rota adotada confere homogeneidade microestrutural ao compósito, e que a adição de alumina restringe o crescimento dos grãos, eleva a dureza e tenacidade à fratura e contribui para o aumento da condutividade iônica total, apesar do decréscimo na condutividade dos grãos. Estes resultados mostraram que, para aplicação como eletrólito sólido, a adição de até 5 % de alumina, em massa, na matriz de zircônia estabilizada na fase cúbica eleva consideravelmente a tenacidade à fratura e a condutividade iônica do compósito, se comparada às cerâmicas de zircônia estabilizada com ítria na fase cúbica. / The global warmness and the necessity to obtain clean energy from alternative methods than petroleum raises the importance of developing cleaner and more efficient systems of energy generation, among then, the solid oxide fuel cell (SOFC). Cubic stabilized zirconia (CSZ) has been the most studied material as electrolyte in SOFC, due to its ionic conductivity and great stability at operation conditions. However, its low fracture toughness difficults its application as a thin layer, what could lead to an improvement of cell efficiency. In this sense, the alumina addition in CSZ forms a composite, which can shift its mechanical properties, without compromising its electrical properties. In this work, coprecipitation synthesis route and ceramic processing of zirconia-alumina composites were studied, in order to establish optimum conditions to attain high density, homogeneous microstructure, and better mechanical properties than CSZ, without compromising ionic conductivity. For this purpose, composites containing up to 40 wt % of alumina, in a 9 mol % yttria-stabilized zirconia (9Y-CSZ) matrix were evaluated. In order to optimize the synthesis of the composites, a preliminary study of powder obtaining and processing were carried out, at compositions containing 20 wt % of alumina, in 9Y-CSZ. The ceramic powders were characterized by helium picnometry, X-ray diffraction, scanning electronic microscopy, transmission electronic microscopy, thermogravimetry, differential scanning calorimetry, granulometry by laser diffraction and gas adsorption (BET). The characterization of sinterized compacts were performed by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, optical microscopy, density measurements, Vickers indentation and impedance spectroscopy. The obtained results show that the alumina adition, in the 9Y-CSZ matrix powders, raises the specific surface area,promotes deagglomeration of powders and elevates the oxides crystallization temperature, requiring higher energetic thermal treatments to attain high densities. In relation to the sintered products, it was confirmed the excellent homogeneity and crystallinity of microstructure provided by the chosen route, the restriction of grain growth by alumina addition, raise of hardness and fracture toughness, and higher ionic conductivity, even tough a lower bulk conductivity. These results indicate that the addition of 5 wt % alumina in CSZ matrix allows the application of this material as solid oxide fuel cell electrolytes, due to its better fracture toughness and ionic conductivity, compared to yttria-stabilized cubic zirconia ceramics.

CSZ. Os pós cerâmicos foram caracterizados por picnometria a hélio, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão, termogravimetria, calorimetria diferencial exploratória, granulometria por espalhamento de laser e adsorção gasosa (BET). Por sua vez, a avaliação dos compactos sinterizados foi feita por técnicas de medidas de densidade, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, microscopia óptica, impressão Vickers e espectroscopia de impedância. A partir dos resultados obtidos, concluiu-se que a adição de alumina em zircônia estabilizada com 9 mol% de ítria na fase cúbica promove, nos pós cerâmicos, elevação da área superficial específica, desaglomeração e redução da cristalinidade dos óxidos, exigindo tratamentos térmicos mais energéticos para atingir elevada densidade. Em relação aos produtos sinterizados, verificou-se que a rota adotada confere homogeneidade microestrutural ao compósito, e que a adição de alumina restringe o crescimento dos grãos, eleva a dureza e tenacidade à fratura e contribui para o aumento da condutividade iônica total, apesar do decréscimo na condutividade dos grãos. Estes resultados mostraram que, para aplicação como eletrólito sólido, a adição de até 5 % de alumina, em massa, na matriz de zircônia estabilizada na fase cúbica eleva consideravelmente a tenacidade à fratura e a condutividade iônica do compósito, se comparada às cerâmicas de zircônia estabilizada com ítria na fase cúbica. / The global warmness and the necessity to obtain clean energy from alternative methods than petroleum raises the importance of developing cleaner and more efficient systems of energy generation, among then, the solid oxide fuel cell (SOFC). Cubic stabilized zirconia (CSZ) has been the most studied material as electrolyte in SOFC, due to its ionic conductivity and great stability at operation conditions. However, its low fracture toughness difficults its application as a thin layer, what could lead to an improvement of cell efficiency. In this sense, the alumina addition in CSZ forms a composite, which can shift its mechanical properties, without compromising its electrical properties. In this work, coprecipitation synthesis route and ceramic processing of zirconia-alumina composites were studied, in order to establish optimum conditions to attain high density, homogeneous microstructure, and better mechanical properties than CSZ, without compromising ionic conductivity. For this purpose, composites containing up to 40 wt % of alumina, in a 9 mol % yttria-stabilized zirconia (9Y-CSZ) matrix were evaluated. In order to optimize the synthesis of the composites, a preliminary study of powder obtaining and processing were carried out, at compositions containing 20 wt % of alumina, in 9Y-CSZ. The ceramic powders were characterized by helium picnometry, X-ray diffraction, scanning electronic microscopy, transmission electronic microscopy, thermogravimetry, differential scanning calorimetry, granulometry by laser diffraction and gas adsorption (BET). The characterization of sinterized compacts were performed by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, optical microscopy, density measurements, Vickers indentation and impedance spectroscopy. The obtained results show that the alumina adition, in the 9Y-CSZ matrix powders, raises the specific surface area,promotes deagglomeration of powders and elevates the oxides crystallization temperature, requiring higher energetic thermal treatments to attain high densities. In relation to the sintered products, it was confirmed the excellent homogeneity and crystallinity of microstructure provided by the chosen route, the restriction of grain growth by alumina addition, raise of hardness and fracture toughness, and higher ionic conductivity, even tough a lower bulk conductivity. These results indicate that the addition of 5 wt % alumina in CSZ matrix allows the application of this material as solid oxide fuel cell electrolytes, due to its better fracture toughness and ionic conductivity, compared to yttria-stabilized cubic zirconia ceramics.

Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-02-15T18:53:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Cinthya Valeska Chianca da Silva.pdf: 2780664 bytes, checksum: 6254459484571e92eca2c9372931a17e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-15T18:53:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Cinthya Valeska Chianca da Silva.pdf: 2780664 bytes, checksum: 6254459484571e92eca2c9372931a17e (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho, estudamos sistemas com características diferentes mas que apresentam comportamento crítico. Na primeira parte, a partir de modelos que estudam avalanches usando blocos e molas e utilizando cadeias de bits simulamos estes sistemas de maneira simples e conseguimos obter resultados que são compatíveis com os já mostrados na literatura. A seguir, descrevemos um método para analisar séries temporais com tendências que serve para retirar tendências de baixas frequências da mesma. Finalmente, descrevemos a realização de uma experiência de fragmentação em gotas de mercúrio que repetimos para tentar obter melhores resultados. / In this work we study critical behaviour in systems with different characteristics. In the first part, beginning with block and spring models for avalanches, we use bit chains for simple simulations of these models and obtain results compatible with those published in the literature. Next, we describe a new method to analyse temporal series which is useful to extract the low frequency tendencies. Finally, we describe the realisation of an experiment using mercury drops, which we repeated to obtain bettes results.

[pt] O presente trabalho concentra-se na caracterização geológica-geotécnica e hidrogeotécnica de uma pilha de estéril temporária, proveniente de rocha itabirítica, e de seu entorno, a fim de apresentar as possíveis condicionantes geradoras das elevadas pressões hidrostáticas medidas na fundação desta pilha. Com base nesta caracterização, criou-se um modelo hidrogeológico das condições de escoamento da água subterrânea pelo material estéril e pelas regiões adjacentes desta pilha, utilizando os programas computacionais SlideÒ e VisualModflowÒ. Em ambos os resultados apresentados pelos modelos computacionais, observou-se que a sub-pressão existente na fundação da pilha de estéril está diretamente associada a dois fatores: (i) aos condicionantes geológicos do local e (ii) ao índice pluviométrico do ano de 2005. / [en] This study focuses on the geological, geotechnical and hydrogeotechnical characterization of a temporary waste pile, made of itabiritc rock, and of its surrounding area, and presents possible causes for the high pore pressures measured at the waste pile foundations. Based on this characterization, a computer models of this scenario were developed using both Slide and VisualModFlow softwares. In both cases, results indicate that the high pore pressures are directly related to two main causes: (1) to local geological conditions and boundaries and (2) to high rainfall rate recorded in 2005.

Made available in DSpace on 2016-04-28T14:16:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Renata Saponara Boni.pdf: 2505611 bytes, checksum: 1729acc9ae6cb425b9d61fa4682fae02 (MD5) Previous issue date: 2007-11-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The purpose of this dissertation is to analyze some aspects of the contact theory of Alessandro Volta (1745-1827) pointing out his observations related to the construction of the battery. We have focused our attention on Volta s works which were organized in Le Opere di Alessandro Volta, published between 1918-1929, in which we may find memoirs, letters, texts, articles and manuscripts. We have showed indications that the battery was presented in 1800 to make public the contact theory in opposition to the animal electricity theory proposed for some of Volta s contemporaries. Regarding this, we sought to analyze some reasons that could have stimulated Volta to propose his theory as well as to present some Volta s theoretical assumptions which led him to formulate it. Furthermore, to conclude this work, we have tried to analyze the spread of Volta s theory departing from some opinions of his contemporaries and of other historians of science / O propósito desta dissertação é analisar determinados aspectos da teoria de contato de Alessandro Volta (1745-1827), focalizando, especialmente, as observações voltianas relativa à construção da pilha. Para tanto, partimos de algumas considerações acerca da obra Le Opere di Alessandro Volta, que foi publicada entre 1918-1927, reunindo memórias, cartas, textos, artigos publicados e manuscritos. Procuramos apontar para o fato de que a pilha foi apresentada em 1800 com o intuito de divulgar a teoria de contato e contrapor-se à teoria da eletricidade animal proposta por alguns contemporâneos de Volta. Desse modo, procuramos analisar as possíveis razões que motivaram Volta a propor a teoria de contato, bem como apresentar alguns pressupostos teóricos, que permearam a sua elaboração. Quanto à divulgação da teoria, procuramos abordá-la a partir de algumas opiniões tecidas pelos contemporâneos de Volta e de historiadores da ciência para, enfim, concluirmos esta pesquisa.

Submitted by Maria Lucia Solera (lucinha@ipt.br) on 2018-04-05T14:54:47Z No. of bitstreams: 1 Solera_Maria_Lucia.pdf: 7380822 bytes, checksum: b8c2f83d71228edc0643d9c3ef334ac5 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Bacalgini null (bruna@sorocaba.unesp.br) on 2018-04-05T17:53:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 solera_ml_dr_soro.pdf: 7380822 bytes, checksum: b8c2f83d71228edc0643d9c3ef334ac5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-05T17:53:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 solera_ml_dr_soro.pdf: 7380822 bytes, checksum: b8c2f83d71228edc0643d9c3ef334ac5 (MD5) Previous issue date: 2018-03-09 / A mineração representa um importante setor na economia promovendo diversos benefícios econômicos e sociais ao país. Ainda que apresente impactos positivos, os cenários da degradação originados pela atividade minerária causam impactos negativos ao meio ambiente, dificultando a recuperação da área degradada. Esta pesquisa discute a aplicabilidade da bioengenharia de solos como estratégia promissora para recuperar um talude de pilha de estéril. Esse talude está constituído por materiais de diferentes granulometrias, alta declividade e elevado índices de vazios, características físicas que podem afetar o desenvolvimento ou mesmo a recolonização da vegetação nativa por processos naturais de sucessão. Três modelos estruturais de bioengenharia de solos denominados de guirlanda, colmeia e retentor foram confeccionados para reter mistura de solo-substrato/sementes de Crotalaria juncea, Mucuna aterrina e Cajanus cajan como adubos verdes visando à produção de matéria orgânica e promover as condições necessárias para posterior revegetação do talude. Os resultados obtidos com aplicação dos índices desenvolvidos para avaliar os modelos indicam que a guirlanda apresentou melhor resultado, destacando-se a baixa dificuldade de instalação do modelo no talude, a baixa dificuldade de preenchimento do solo-substrato/sementes no modelo e o alto desenvolvimento da adubação verde. O segundo melhor desempenho foi alcançado pelo modelo retentor seguido pelo modelo colmeia com o pior desempenho. Na análise dos bioindicadores ambientais do solo, a guirlanda apresentou melhor resultado na produção da matéria orgânica, em número de morfoespécies e em numero de indivíduos da fauna edáfica, seguindo pelos modelos retentor e colmeia. Os critérios preestabelecidos especificamente para avaliar esses modelos indicam potencial de aplicabilidade em futuros projetos de pesquisas para recuperar situações similares de degradação em áreas de mineração a céu aberto. / Mining represents an important sector in the economy promoting many economic and social benefits to the country. Although this represents positive impacts, the degradation scenarios originated by the mining activity cause negative impacts to the environment, which difficult the recovery of the degraded area. This research discusses the applicability of soil bioengineering as a promising strategy for recovering a slope of a waste dump. This slope consists of materials of different granulometries, high slope and high void ratio, physical characteristics that can hinder the development or even the recolonization of native vegetation by natural succession processes. Three soil bioengineering structural models, named as guirlanda, colmeia and retentor were made to retain a mix of soilsubstrate and seeds of Crotalaria juncea, Mucuna aterrina and Cajanus cajan as green manures for the production of organic matter and to promote the necessary conditions for future revegetation of the slope. The results obtained with application of the indices developed to assess the models indicate that guirlanda presented the best results, with highlights for the low difficulty in installing the model on the slope, the low difficulty of filling the model with the mix of soil-substrate and seeds and the high development of green manure. The second best performance was achieved by retentor model followed by the worst performing colmeia model. In the analysis of soil environmental bioindicators, guirlanda presented better results in the production of organic matter, in number of morphospecies and in number of individuals of the edaphic fauna, followed by the models retentor and colmeia. The specifically pre-established criteria to assess these models indicate the potential applicability in future research projects to recover similar situations of degradation in open pit mining areas.

Este trabalho tem seu foco no problema de sequenciamento e programação da lavra em mina a céu aberto, com alocação de equipamentos de carregamento. Neste estudo considera-se a existência de uma frota heterogênea de equipamentos de carga e dois tipos de material lavráveis, sendo minério ou estéril. Para a lavra de minério são considerados requisitos de qualidade a serem atingidos pela mistura de minério, um britador, uma capacidade de operação atribuída à usina de beneficiamento e uma pilha de estoque objetivando abastecer a usina quando faltar minério nas frentes de lavra, denominada pilha de ROM. Em uma mina o carregamento pode ser gerido por um plano de lavra que descreve a movimentação e a produção horária de cada equipamento de carga ao longo do tempo. Neste contexto, apresenta-se um modelo matemático apoiado por um algoritmo responsável por mover o horizonte de tempo a cada execução do modelo com intuito de gerar ordens de lavra resolvidas com otimalidade. Juntas, essas ordens descreverão o plano de lavra dos equipamentos de carga. Os experimentos computacionais, realizados utilizando dados de uma jazida de cobre, mostram a efetividade da proposta considerando um horizonte de médio prazo. / This paper focuses on the mining scheduling problem in open pit, considering the allocation of loading equipment. This study considers the existence of a heterogeneous fleet loading equipment and two types of mineable material, namely ore or waste. For the mining of ore are considered quality requirements to be met by the ore blending, a crusher, the capacity of operation of the processing plant and a stockpile which feed the plant when there is lack of ore in mining fronts, called ROM stockpile. In a mine, loading can be managed by a mining plan that describes the movement and the schedule of each load equipment over time. In this context, we present a mathematical model supported by an algorithm that is responsible for moving the time horizon for each model run, with the goal of generating mining orders till resolved to optimality. Together, these orders describe the mining plan of the loading equipment. The computational experiments, conducted using data from a copper deposit, show the effectiveness of the proposal considering a medium-term horizon.

Este trabalho tem seu foco no problema de sequenciamento e programação da lavra em mina a céu aberto, com alocação de equipamentos de carregamento. Neste estudo considera-se a existência de uma frota heterogênea de equipamentos de carga e dois tipos de material lavráveis, sendo minério ou estéril. Para a lavra de minério são considerados requisitos de qualidade a serem atingidos pela mistura de minério, um britador, uma capacidade de operação atribuída à usina de beneficiamento e uma pilha de estoque objetivando abastecer a usina quando faltar minério nas frentes de lavra, denominada pilha de ROM. Em uma mina o carregamento pode ser gerido por um plano de lavra que descreve a movimentação e a produção horária de cada equipamento de carga ao longo do tempo. Neste contexto, apresenta-se um modelo matemático apoiado por um algoritmo responsável por mover o horizonte de tempo a cada execução do modelo com intuito de gerar ordens de lavra resolvidas com otimalidade. Juntas, essas ordens descreverão o plano de lavra dos equipamentos de carga. Os experimentos computacionais, realizados utilizando dados de uma jazida de cobre, mostram a efetividade da proposta considerando um horizonte de médio prazo. / This paper focuses on the mining scheduling problem in open pit, considering the allocation of loading equipment. This study considers the existence of a heterogeneous fleet loading equipment and two types of mineable material, namely ore or waste. For the mining of ore are considered quality requirements to be met by the ore blending, a crusher, the capacity of operation of the processing plant and a stockpile which feed the plant when there is lack of ore in mining fronts, called ROM stockpile. In a mine, loading can be managed by a mining plan that describes the movement and the schedule of each load equipment over time. In this context, we present a mathematical model supported by an algorithm that is responsible for moving the time horizon for each model run, with the goal of generating mining orders till resolved to optimality. Together, these orders describe the mining plan of the loading equipment. The computational experiments, conducted using data from a copper deposit, show the effectiveness of the proposal considering a medium-term horizon.

[pt] A linguagem Java foi definida tendo como foco a portabilidade. O código gerado pela compilação é interpretado por uma máquina virtual, e não diretamente pelo processador destino, como um programa em C. Este código intermediário, também conhecido como bytecode, é a chave da portabilidade de Java. Os Bytecodes Java usam uma pilha para manipular os operandos das instruções. O uso de pilha tem suas vantagens e desvantagens. Dentre as vantagens, podemos citar a simplicidade da implementação do compilador e da máquina virtual. A principal desvantagem é a redução na velocidade de execução dos programas, devido à necessidade de se mover os operandos para a pilha e retirar dela o resultado, gerando um aumento no número de instruções que devem ser processadas. Diversos estudos indicam que máquinas virtuais baseadas em registradores podem ser mais rápidas que as baseadas em pilha. Decidimos criar uma nova especificação de bytecodes, específicos para máquinas virtuais baseadas em registradores. Esperamos com isso obter um aumento no desempenho das aplicações. / [en] The Java language was created with a focus on portability. The code generated by the compiler is interpreted by a virtual machine, and not directly by the target processor, like programs written in C. This intermediate code, also known as bytecode, is the key to Java's portability. The Java Bytecodes use a stack to manipulate the instruction operands. The use of stack has its their pros and cons. Among the advantages, we can cite the simplicity of implementation of the compiler and virtual machine. On the other hand, there is a speed reduction in the program's execution, due to the need to move the operands to and from the stack, and retrieve results from it, increasing the number of instructions that are processed. Much study has been done that indicating that register-based virtual machines can be faster than the ones based on stacks. Based on this, we decided to create a new bytecode specification, proper for a virtual machine based on registers. By doing this, we hope to obtain an increase in an application's performance.

[pt] Esta dissertação apresenta uma análise numérica do fluxo não saturado em uma pilha de lixiviação de minério de cobre. Adicionalmente, foi feito também um estudo da estabilidade estática e sísmica da pilha de lixiviação, por sua construção estar planejada em região de alta sismicidade no sul do Peru. A pilha será construída com minério de cobre não tratado sobre base impermeável para evitar a contaminação do meio ambiente por fluxo da solução ácida através da fundação. Os resultados obtidos nas análises numéricas indicam que a pilha de lixiviação apresenta fatores de segurança satisfatórios considerando sismos de magnitude até 7,5 com aceleração máxima de até 0,30g. Da mesma forma, constatou-se que a posição da linha freática formada pela solução de lixiviação não atinge as camadas previstas para proteção das tubulações de drenagem. / [en] This dissertation presents a numerical analysis for the non saturated flow throughout a copper ore heap leach. Additionally, static and dynamic stability analyses were also made because the heap leach is planned to be built in a highly seismic region in the south of Peru. The heap will be constructed with non-treated copper ore (run of mine) on impermeable pad specially devised to avoid any possibility of ground contamination by the flow through the foundation of the acid solution used for the lixiviation process. The numerical results obtained in the stability analyses indicate that the heap leach presents satisfactory safety factors even when considering earthquakes of magnitude 7.5 with maximum acceleration of 0.30g. It has been also observed that the phreatic line formed by the lixiviation fluid does not reach the layers devised to protect the drainage pipes of the lixiviation system.