O Pará é o estado Amazônico mais visado pela atividade madeireira. Possui a maior gama de serrarias da Amazônia, e produze mais de 50% da madeira em tora do Brasil. A zona Leste do Estado é a responsável por 45% da produção de madeira em tora. Nessa zona se localiza o município de Paragominas, onde o 56% da população urbana depende diretamente da indústria madeireira para sua subsistência. Esta região faz parte da chamada área de endemismo Belém, cuja perda de floresta nativa é de 67,48% devido ao desmatamento. Historicamente as explorações madeireiras foram desenvolvidas com técnicas convencionais, que produzem danos tanto na floresta quanto no solo, e com impactos diretos sobre a fauna que depende da floresta. Na última década estabeleceram-se uma série de diretrizes técnicas para promover o manejo florestal em florestas de terra firme da Amazônia Brasileira, recomendadas pelo Conselho de Manejo Florestal (FSC) para todas as operações de exploração em florestas nativas. O presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos do manejo florestal, incluída a exploração de impacto reduzido, em áreas exploradas em diferentes temporadas (1997, 2000, 2003, 2006 e 2009) e uma área não explorada sob a comunidade de aves, comparando a riqueza, abundância de espécies e de grupos funcionais e outros grupos ecológicos vulneráveis a distúrbios naturais e antrópicos. As aves foram usadas neste estudo devido à sua importância nos processos ecológicos da floresta como polinização, e dispersão e predação de sementes. As amostragens de campo foram feitas na temporada de seca (outubro de 2010) e chuva (abril de 2011) mediante observação direta por pontos fixos em seis transectos de 1 km de distância, com pontos marcados a cada 200 m, e distância de 150 m entre transectos, para um total de 36 pontos por área de manejo florestal. A análise das informações coletadas em campo mostra que: a) registraram-se 235 espécies entre as áreas de manejo florestal; b) existem diferenças significativas de riqueza de espécies entre a as áreas de manejo florestal e entre as temporadas de amostragem; c) a área de manejo florestal com maior riqueza de espécies e abundância de grupos funcionais foi a área explorada em 2000, contraste evidenciado com a área não explorada que teve a menor riqueza e abundâncias de grupos funcionais; d) As espécies do interior da floresta, espécies que requerem de cavidades de árvores para ninho e os grupos funcionais insetívoros (seguidores de formigas), insetívoros de sub-bosque e nectarívoros-insetívoros de sub-bosque foram os grupos cológicos mais afetados pelo manejo florestal, especialmente na área não explorada que teve atividades de pré-exploração e a área explorada em 2003 que foi afetada por distúrbios naturais antes da amostragem de campo; e) os grupos que se viram afetados pelas atividades de manejo florestal podem e devem ser usados como indicadores em programas de monitoramento durante as etapas de manejo florestal, principalmente as etapas de pré-exploração, exploração e pós-exploração, na área de manejo florestal Rio Capim. / Para is the most important state from the Amazon region in wood activities. It has the greatest sawmill of the region and produce more than 50% of the Brazilian wood. The Easte zone of the State is responsible of the 45% of wood production. In this zone is located Paragominas, a town where 56% of the urban human population depends directly on the wood industries to survive. This town is into the endemism area called Belem, whose forest loss is almost 67,48%. Historically wood explorations were made with conventional techniques that produced damages in the forest structure and into the soil, and have direct impacts on the forest fauna. In the last ten years they were established some technique guidelines to promove forest management in terra firme forests of the Brazilian Amazon, recommended by the Forest Stewardship Council (FSC) to all the exploration activities in native forests. The principal aim of this study was to assess the effects of forest management, including reduced impact logging, in areas that were logged in different seasons (1997, 2000, 2003, 2006 and 2009) and an unlogged area, on the community of birds, comparing richness, species and guilds abundance, and other ecological groups that are vulneravel to the natural and antropic disturbances. Birds were used because of its importance in forest ecological process like pollination, and seed dispersion and predation. Fieldwork was made in dry season (October 2010) and rain season (abril 2011) by direct observations in pointcounts into 1 km transects; six transects were sampled with pointcounts at each 200 m with a total of 36 pointcounts per area. Information analysis demonstrate that: a) were registered 235 species into the all six forest management areas; b) there were significative differences in species richness between forest management areas and sampled seasons; c) species richness and guild abundances had their major value in the area logged in 2000, contrasting with the unlogged area that had lower values in this items; d) species of the forest interior, cavity nesters, and understorey ant follower insectivores, insectivores and nectarivores were the most affected ecological groups by the forest management, specially in the unlogged area that had pre-logged activities and the area logged in 2003 that was affected by natural disturbances before fieldwork; e) Ecological groups named above that were the most affected by the forest management could and should be used as indicators in monitoring programs during the forest management steps, principally pre-logging, logging and pós-loggingin the Rio Capim Forest Management Area.

Accurate forecasts of weather and climate will become increasingly important as the world adapts to anthropogenic climatic change. Forecasts' accuracy is limited by the computer power available to forecast centres, which determines the maximum resolution, ensemble size and complexity of atmospheric models. Furthermore, faster supercomputers are increasingly energy-hungry and unaffordable to run. In this thesis, a new means of making computer simulations more efficient is presented that could lead to more accurate forecasts without increasing computational costs. This 'scale-selective reduced precision' technique builds on previous work that shows that weather models can be run with almost all real numbers represented in 32 bit precision or lower without any impact on forecast accuracy, challenging the paradigm that 64 bits of numerical precision are necessary for sufficiently accurate computations. The observational and model errors inherent in weather and climate simulations, combined with the sensitive dependence on initial conditions of the atmosphere and atmospheric models, renders such high precision unnecessary, especially at small scales. The 'scale-selective' technique introduced here therefore represents smaller, less influential scales of motion with less precision. Experiments are described in which reduced precision is emulated on conventional hardware and applied to three models of increasing complexity. In a three-scale extension of the Lorenz '96 toy model, it is demonstrated that high resolution scale-dependent precision forecasts are more accurate than low resolution high-precision forecasts of a similar computational cost. A spectral model based on the Surface Quasi-Geostrophic Equations is used to determine a power law describing how low precision can be safely reduced as a function of spatial scale; and experiments using four historical test-cases in an open-source version of the real-world Integrated Forecasting System demonstrate that a similar power law holds for the spectral part of this model. It is concluded that the scale-selective approach could be beneficially employed to optimally balance forecast cost and accuracy if utilised on real reduced precision hardware.

Orientador: Antonio Riul Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-02T14:50:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ly_KallyCheinSheng_M.pdf: 2442128 bytes, checksum: 86716c6c19fa3a9db425b32c36463141 (MD5) Previous issue date: 2017 / Resumo: Materiais biomiméticos são inspirados em estruturas biológicas para a obtenção de propriedades e funcionalidades específicas. Dentre os materiais biomiméticos, os que são capazes de se regenerar (self-healing) despertaram grande interesse pelo potencial de aplicação em diversas áreas. Para ilustrar, alguns materiais autorregeneráveis poliméricos apresentam regeneração múltipla, necessitando apenas de água para que a regeneração ocorra em alguns minutos, aumentando consideravelmente a proteção mecânica da superfície contra desgastes, danos mecânicos entre outros. Entretanto, múltiplas imersões em água ou em meios aquosos pode degradar o material e neste contexto este projeto visa incorporar a hidrofobicidade a um sistema regenerável. Desta forma, o material regenerável hidrofóbico, durante sua regeneração imersa em água, poderá diminuir a interação da superfície não danificada com a água, reduzindo corrosões e degradações devido a meios aquosos. Estudamos a nanoestruturação de materiais através da técnica de automontagem por adsorção física (LbL, do inglês Layer-by-Layer) utilizando os polieletrólitos poli(etileno imina) (PEI) e poli(ácido acrílico) (PAA), a fim de produzir revestimentos capazes de se regenerar a danos mecânicos micrométricos. Adicionalmente, foram incorporados a estes dois materiais nanofolhas de óxido de grafeno reduzido (rGO) funcionalizados com poli(cloridrato de alilamina) (GPAH) e poli(estireno-sulfonato de sódio) (GPSS), com o intuito de verificarmos um aumento de resistência a abrasão do material e alterações nas propriedades elétricas na nanoestrutura formada para aumentar o potencial de aplicação em eletrônica flexível. A arquitetura molecular (GPAH-PEI/GPSS-PAA)60 foi caracterizada com espectroscopia Raman, medidas de ângulo de contato, microscopia de força atômica, medidas elétricas e nanoindentação. Foi observada boa regeneração do material após 15 minutos de imersão em água a temperatura ambiente em um dano mecânico da ordem de 10 micrômetros. Também observamos boa hidrofobicidade do filme LbL (GPAH-PEI/GPSS-PAA)60 ( teta = 136º), e medidas de microscopia de força atômica e perfilometria indicaram, respectivamente, rugosidade superficial de 55 nm em uma área de (2 ?m x 2 ?m) e espessura de filme de 30 ?m. A análise Raman apontou para uma forte interação das nanofolhas de rGO com os polímeros, corroborando o tem caráter elétrico isolante do filme (GPAH-PEI/GPSS-PAA)60, que apresentou função trabalho ~ 5,2 eV e condutividade elétrica da ordem de 10-7 S/cm, que acreditamos resultar das fortes interações das nanofolhas com os polímeros. Por fim, medidas de nanoindentação indicaram que a incorporação de nanofolhas de GPSS e GPAH aumentou em 10 vezes a dureza do nanocompósito formado, sem comprometer a regeneração / Abstract: Biomimetic materials are inspired in biological structures to obtain specific properties and functionalities and among them, those capable of self-healing brought great interest due to high potential of application in different areas. To illustrate, some polymeric self-healing materials present multiple regeneration in the presence of water, with the regeneration occurring within a few minutes, increasing considerably the mechanical protection of a surface against wear and mechanical damage among others. Nevertheless, multiple immersions in water or in aqueous media can degrade the material and in this context this project aims the incorporation of hydrophobicity to a self-healing system. In this way, the self-healing, hydrophobic material during its immersion in water may decrease the interaction of the damaged surface with water, reducing corrosion and degradation due to aqueous media. We study the nanostructuration f materials through the layer-by-layer (LbL) technique using poly(ethylene imine) (PEI) and poly(acrylic acid) (PAA) in order to produce self-healing coatings from micrometric mechanical damages. In addition, we also incorporate to these materials reduced graphene oxide (rGO) functionalized with poly(allylamine hydrochloride) (GPAH) and poly(styrene-sodium sulfonate) (GPSS), with the purpose of verifying an increase in the mechanical abrasion resistance of the material and changes in the electrical properties of the nanostructures formed to increase the potential application in flexible electronics. The molecular architecture (GPAH-PEI/GPSS-PAA)60 was characterized by Raman spectroscopy, contact angle measurements, atomic force microscopy, electrical measurements and nanoindentation. It was observed good self-healing capacity after 15 min f immersion in water at room temperature in a mechanical scratch of the order of 10 micrometers. It was also observed good hydrophobicity in the (GPAH-PEI/GPSS-PAA)60 LbL film ( teta = 136º) and atomic force microscopy and perfilometer indicate, respectively, surface roughness of 55 nm in a (2 ?m x 2 ?m) area and film thickness of 30 ?m. Raman analysis pointed out to a strong physical interaction between the rGO nanoplatelets with the polymeric materials, corroborating the strong insulating nature of (GPAH-PEI/GPSS-PAA)60 film that displayed a work function of 5.2 eV and electrical conductivity of 10-7 S/cm, which we believe results from the strong interactions of the nanosheets with the polymers. Finally, nanoindentation measurements indicated that the incorporation of GPAH and GPSS nanoplatelets increased hardness by 10 times, without compromising the regeneration / Mestrado / Física / Mestra em Física / 1543078/2015 / CAPES

Cette thèse porte sur la modélisation des piles à combustible à membrane d'échange de protons (PEMFC), en vue de leur surveillance et de leur diagnostic par spectroscopie d'impédance. La première partie du document présente le principe de fonctionnement de ces piles, ainsi que l'état de l'art de la modélisation et des méthodes de surveillance et diagnostic. Le modèle physique multi échelle particulièrement détaillé publié en 2005 par A.A. Franco sert de point de départ. Il est simplifié de façon à aboutir à un système d'équations aux dérivées partielles en une unique dimension spatiale. L'objectif principal de la seconde partie est l'analyse harmonique du fonctionnement de la pile. En s'inspirant de travaux classiques sur l'analyse géométrique de réseaux de réactions électrochimiques, un modèle réduit compatible avec la thermodynamique est obtenu. Cette classe de systèmes dynamiques permet de déterminer, pour un tel réseau, une formule analytique de l'impédance de l'anode et de la cathode d'une pile PEMFC. Un modèle complet de la pile est obtenu en connectant ces éléments à des éléments représentant la membrane, les couches diffuses et les couches de diffusion des gaz. Les modèles précédents supposent la pile représentée par une cellule unique et homogène. Afin de permettre d'en décrire les hétérogénéités spatiales, nous proposons finalement un résultat de modélisation réduite d'un réseau de cellules représentées par leur impédance. Ce modèle approxime l'impédance globale du réseau par une "cellule moyenne", connectée à deux cellules "série" et "parallèle" représentatives d'écart par rapport à la moyenne. / This PhD thesis focuses on reduced modeling of PEM fuel cell for supervision and diagnosis by impedance spectroscopy. The first part of the document presents the principle of the PEM fuel cell, as well as the state of the art of modeling and of the methods for supervision and diagnosis. The multiscale dynamic model published in 2005 by A.A. Franco is particularly detailed and serves as a starting point. It is simplified, in order to obtain a system of partial differential equations in a single spatial dimension. The second part is devoted to harmonic analysis of the PEM Fuel cell. Inspired by classical work on the geometric analysis of electrochemical reactions networks, a model compatible with thermodynamics is obtained. This class of dynamic systems allows establishing, for such a network, an analytical formula of the impedance of the anode and the cathode of the PEM fuel cell. A complete model of the cell is obtained by connecting these elements to the membrane, diffuse layers and gas diffusion layer. The previous models assumed the PEM Fuel cell represented by a single, homogeneous, cell. In order to describe the possible spatial heterogeneities, we finally propose a result of reduced modeling for the impedance of a cell network. This model approximates the overall impedance of the network by a "mean cell", connected to two cells, put in "serial" and "parallel", and representative of the deviations from the average.

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Orientador: Miguel Ángel Ramírez Gil / Resumo: O óxido de grafeno reduzido (OGR) é um nanomaterial que possui propriedades como elevada área superficial e resistência mecânica, e é altamente dispersível em água. A literatura é muito escassa sobre a aplicação deste nanomaterial em materiais da construção civil, como argamassas cimentícias. Este trabalho abordou a influência do OGR nas propriedades mecânicas, físicas e microestruturais em argamassas cimentícias com dosagens já testadas para o óxido de grafeno (OG) 0,03%, 0,05%, 0,07% e 0,09% (em relação ao peso de cimento), em idades de 7, 28 e 91 dias. Com adição de 0,05% de OGR, a resistência à compressão teve aumentos 12,0%, 9,6%, e 7,8%, respectivamente, em todas as idades de cura, em relação a amostra sem adição de OGR. Em relação a resistência à compressão diametral e absorção de água por capilaridade, não houve melhoras aos 7 e 28 dias de cura, somente aos 91 dias, nas amostras com as maiores dosagens de OGR de 0,07% e 0,09%, apresentando um aumento de 16% da resistência à tração por compressão diametral. Na absorção de água por capilaridade aos 91 dias de cura, houve uma redução de 18,2% e 27,3%, com adição de 0,07 e 0,09%, respectivamente. As microestruturas mais favoráveis para bons resultados foram as que os cristais de hidratação se assemelham a bastonetes, lâminas, flocos e cristais lamelares que se sobrepõem tornando-se compactos e/ou densos. / Abstract: Reduced graphene oxide (RGO) is a nanomaterial that has properties such as high surface area and strength, it can be highly dispersible in water. The literature is very scarce on the application of this nanomaterial in civil construction materials, such as cement mortar. This work deals with the influence of RGO on the mechanical, physical and microstructural properties of cement mortar with already tested dosages for 0.03%, 0.05%, 0.07% and 0.09% graphene oxide (GO) (in relation to the weight of cement), with ages 7, 28 and 91 days. With addition of 0.05% RGO, the resistance of compression had increases of 12.0%, 9.6%, and 7.8%, respectively, in all curing ages, in relation to the sample without addition of RGO. The resistance by diametrical compression and water absorption by capillarity did not improve at 7 and 28 days of cure, only at 91 days of cure, in samples with higher RGO values of 0.07% and 0.09%, there was an average increase of 16.0% in the resistance by diametrical compression. / Mestre

Submitted by Fabíola Silva (fabiola.silva@famerp.br) on 2016-10-03T18:49:30Z No. of bitstreams: 1 daniellabalduinovictorino_dissert.pdf: 2037812 bytes, checksum: ec4892555795968e4470a593baca8ebc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-03T18:49:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 daniellabalduinovictorino_dissert.pdf: 2037812 bytes, checksum: ec4892555795968e4470a593baca8ebc (MD5) Previous issue date: 2014-10-06 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - FAPESP / Introduction Down syndrome (DS) is caused by the presence of three copies of chromosome 21 in consequence to chromosome nondisjunction in maternal meiosis observed in about 95% of cases. Genetic polymorphisms involved in folate metabolism were associated with the maternal risk for DS. However, the results are contradictories. Objectives To perform a systematic review and meta-analysis in order to evaluate the association between Methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) C677T and A1298C, Methionine synthase reductase (MTRR) A66G, Methionine synthase (MTR) A2756G, Reduced folate carrier 1 (RFC1) A80G, Cystathionine β-synthase (CβS) 844ins68, Methylenetetrahydrofolate dehydrogenase 1 (MTHFD1) G1958A and Transcobalamin 2 (TC2) C776G genetic polymorphisms and the maternal risk for DS. Methods Studies were searched up to May 2014 on MEDLINE, EMBASE, LILACS, hand searched reference lists of published articles and conference meetings and personal communication. Case-control studies that evaluated the association between genetic polymorphisms in case mothers (DSM) and controls mothers (CM) were included. DSM are considered mothers that have gave birth to children with free trisomy of 21 chromosome and CM are considered mothers that have gave birth to children without chromosomal abnormality, syndrome or malformation. Studies with mothers of DS individuals with translocation or mosaicism, case reports, editorials and review articles were excluded. Data extraction and quality assessment were performed independently by two investigators. Meta-analysis assesses the associations between each genetic polymorphism and maternal risk for DS by dominant, recessive, codominant and allelic genetic models. Dichotomous outcome measures were pooled using fixed and random effects models and the results were expressed by odds ratio (OR) with 95% confidence intervals (95% CI). Heterogeneity between studies was evaluated using Q test and the I2 and subgroup and sensitivity analyses were performed in order to investigate the potential sources of heterogeneity. Publication bias was estimated using funnel plot and linear regression test. Results Collectively, 30 case-control studies including 3,101 DSM and 3,967 CM were included. Significant association between MTHFR C677T and MTRR A66G polymorphisms and maternal risk for DS was found when all population is considered. Subgroup and sensitivity analyses according ethnicity showed significant associations for the MTHFR C677T polymorphism in Caucasians, Brazilians and Asians and for the MTRR A66G polymorphism in Caucasians. Additionally, the results of the RFC1 A80G polymorphism demonstrated significant association, it was also found in Asians and maternal age less than 35 years at conception subgroups analyses. Finally, MTHFD1 1958GA genotype was revealed as maternal risk factor for DS when only studies with control group in Hardy-Weinberg equilibrium were considered. No association among MTHFR A1298C, MTR A2756G, CβS 844ins68 and TC2 C776G polymorphisms and maternal risk for DS was found. Conclusions MTHFR C677T, MTRR A66G, RFC1 A80G and MTHFD1 1958GA polymorphisms are associated with maternal risk for DS. / Introdução Síndrome de Down (SD) é atribuída à presença de três cópias do cromossomo 21, decorrente da não-disjunção cromossômica meiótica materna em 95% dos casos. Polimorfismos genéticos maternos envolvidos no metabolismo do folato foram associados ao nascimento de indivíduos com a SD, porém os resultados dos estudos são contraditórios. Objetivos Avaliar, por meio de revisão sistemática e metanálise, a associação entre os polimorfismos genéticos maternos Metilenotetrahidrofolato redutase (MTHFR) C677T e A1298C, Metionina sintase redutase (MTRR) A66G, Metionina sintase (MTR) A2756G, Carreador de folato reduzido 1 (RFC1) A80G, Cistationina β-sintase (CβS) 844ins68, Metilenotetrahidrofolato desidrogenase 1 (MTHFD1) G1958A e Transcobalamina 2 (TC2) C776G e o nascimento de indivíduos com a SD. Métodos As buscas bibliográficas foram realizadas anteriormente a maio de 2014 e os bancos de dados utilizados foram: PUBMED, EMBASE, LILACS, lista de referências bibliográficas dos artigos selecionados, busca manual em anais de congressos e comunicação pessoal. Foram incluídos estudos caso-controle que avaliaram a presença dos polimorfismos genéticos em mães de crianças com SD por trissomia livre do cromossomo 21 (mães-caso) e em mães de crianças sem histórico de anormalidades cromossômicas, síndromes ou malformações (mães-controle). Os critérios de exclusão consistiram em estudos que incluíram mães de crianças com SD por translocação ou mosaicismo, relatos de caso, editoriais e artigos de revisão. A extração dos dados e a avaliação da qualidade dos estudos foram feitas por dois investigadores. A metanálise avaliou a associação entre cada polimorfismo e o risco materno para a SD por meio dos modelos genéticos dominante, recessivo, codominante e alélico. Medidas de desfecho dicotômicas foram sumarizadas utilizando-se modelos de efeito fixo e randômico e os resultados foram expressos em odds ratio (OR) com intervalo de confiança de 95% (IC 95%). A heterogeneidade entre estudos foi calculada pelo teste Q e pela estatística I2 e suas potenciais fontes foram investigadas pelas análises de sensibilidade e subgrupo. O viés de publicação foi estimado pelos funnel plot e teste de regressão linear. Resultados Coletivamente, 30 estudos caso-controle preencheram os critérios de elegibilidade, o que totalizou 3.101 mães-caso e 3.967 mães-controle. Foi verificada associação significativa entre os polimorfismos MTHFR C677T e MTRR A66G e o risco materno para SD. As análises de subgrupo de acordo com a etnia revelaram associações significativas para o polimorfismo MTHFR C677T e o risco materno para a SD em caucasianos, brasileiros e asiáticos e para o polimorfismo MTRR A66G em caucasianos. Adicionalmente, foi encontrada associação significativa para o polimorfismo RFC1 A80G e o risco materno para a SD e também nas análises de subgrupo de asiáticos e de mães com idade materna inferior a 35 anos no momento da concepção. Finalmente, o genótipo MTHFD1 1958GA revelou-se fator de risco materno para o nascimento de indivíduos com SD quando a análise foi restringida aos estudos cujo grupo controle estava em equilíbrio de Hardy-Weinberg. Nenhuma associação foi verificada para os polimorfismos MTHFR A1298C, MTR A2756G, CβS 844ins68 e TC2 C776G. Conclusões Os polimorfismos MTHFR C677T, MTRR A66G, RFC1 A80G e MTHFD1 G1958A são fatores de risco materno para a SD.

Ces dernières années, les énormes progrès réalisés en nanotechnologie ainsi qu’en science des matériaux ont conduit à la préparation de nombreuses nouvelles nanoparticules sans réellement connaître l’ensemble des propriétés associées à leurs dimensions. La première partie de notre travail vise à évaluer les risques et les problèmes associés aux nanomatériaux, en termes de toxicité, en utilisant des nanoparticules de ZnO. Nous avons tout d’abord étudié la capacité de ces nanoparticules à générer des espèces réactives d’oxygènes (EROs) sous irradiation UV en utilisant trois types des quantum dots (QDs) comme modèles, ZnO, ZnO dopé avec des ions Cu2+ et ZnO avec des ions Cu2+ adsorbés à sa surface. Les trois types des QDs ont montré une forte capacité à générer des EROs mais ceux modifiés par les ions Cu2+ en périphérie sont les plus producteurs. Ces QDs inhibent également le plus fortement la croissance de la bactérie E. coli. La toxicité n’est cependant pas dépendante des EROs photo-produits ni du zinc (+2) libéré par les QDs et montre qu’un mécanisme plus complexe doit être considéré. Dans une second partie, nous avons tenté d’améliorer l’activité photocatalytique de nanobâtonnets de ZnO en les associant à de l’oxyde de graphène réduit (rGO). Des nanocomposites ZnO/rGO ont été préparés par voie solvothermale et utilisés pour la phototodégradation du colorant Orange II comme modèle de polluant. Les résultats obtenus montrent que le photocatalyseur ZnO/rGO est très efficace sous irradiation solaire ou visible et qu’il est peu sensible à des variations de pH ou à la présence de perturbateurs dans le milieu. Finalement, le photocatalyseur est très stable et peut être réutilisé plus de dix fois sans perte notable d’activité. / In recent years, tremendous advances in nanotechnology and materials science have led to the synthesis of many new nanoparticles without really knowing all the properties associated with their dimensions. The first part of our work aims to evaluate the risks and problems associated with nanomaterials, in terms of toxicity, using ZnO nanoparticles. We first studied the ability of these nanoparticles to produce reactive oxygen species (ROS) under UV irradiation using three ZnO-based quantum dots (QDs) as models, ZnO, ZnO doped with Cu2+ ions and ZnO with chimisorbed Cu2+ ions at their periphery. The three QDs have a strong capacity of generating ROS but those modified with Cu2+ at their surface were found the be the highest producers. These dots were also found to inhibit more markedly the growth of the E. coli bacteria. The toxicity does neither depend on the amount of photo-generated ROS nor on the amount of Zn(+2) leaked by the QDs, thus indicating that a more complex mechanism should be considered. In a second part, we tried to improve the photocatalytic efficiency of ZnO nanorods by associating these nanomaterials with reduced graphene oxide (rGO). ZnO/rGO composites were prepared by a solvothermal method and applied for the photodegradation of Orange II used as model pollutant. Results obtained demonstrate that the ZnO/rGO photocatalyst is highly efficient under solar and under visible light irradiation and weakly sensitive to pH changes and to the presence of perturbators in the reaction medium. Finally, the photocatalyst is stable and can be reused up to ten times without significant loss of catalytic activity.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Este trabalho apresenta o estudo, o projeto e a implementaÃÃo de um driver trifÃsico para diodos emissores de luz (LEDs) baseado num conversor com capacitor chaveado (SC â Switched Capacitor), tambÃm conhecido como charge-pump. Uma luminÃria LED com a tecnologia Chip-on-Board (COB), que proporciona uma elevada densidade de potÃncia, à utilizada como carga. Assim como os LEDs, os drivers destes dispositivos devem apresentar uma longa vida Ãtil e um elevado rendimento. A vida Ãtil dos drivers para LEDs à geralmente limitada pelo uso de capacitores eletrolÃticos convencionais. Estes dispositivos apresentam uma vida Ãtil incompatÃvel com a dos LEDs e, por isso, nÃo devem ser utilizados nos seus drivers. AlÃm disso, os drivers para LEDs devem proporcionar uma baixa ondulaÃÃo de corrente nos LEDs, garantindo um baixo flicker percentual e evitando danos à saÃde humana. Diante destes problemas, o conversor trifÃsico SC proposto nÃo utiliza capacitores eletrolÃticos, o que eleva a expectativa de vida Ãtil do driver. O conversor emite um baixo flicker percentual e à capaz de estabilizar a corrente de saÃda sem a necessidade de um controle de malha fechada, o que pode reduzir os custos de projeto. A topologia permite a dimerizaÃÃo dos LEDs atravÃs da variaÃÃo da frequÃncia de comutaÃÃo. Resultados experimentais de um protÃtipo de 216 W sÃo analisados e discutidos para validaÃÃo da proposta. Em condiÃÃes nominais, o conversor apresentou um rendimento global de 91,5%, um fator de potÃncia acima de 0,99 e uma distorÃÃo harmÃnica menor que 5% nas trÃs fases, obedecendo as Classes A e C da norma IEC 61000-3-2:2014. AlÃm disso, foi obtida uma ondulaÃÃo de corrente de alta frequÃncia igual a 16,97% e um flicker percentual de 4,97%, estando de acordo com as recomendaÃÃes da IEEE. A dimerizaÃÃo dos LEDs permitiu a reduÃÃo da potÃncia de saÃda em atà 50%, com rendimento prÃximo a 91%, fator de potÃncia acima de 0,97, distorÃÃo harmÃnica total inferior a 6% para as trÃs fases e flicker percentual menor que 7% para toda a faixa de potÃncia. / This paper presents the study, design and implementation of a three-phase light-emitting diode (LED) driver based on a switched capacitor (SC) converter, also known as charge-pump. A LED lamp with Chip-On-Board (COB) technology, which provides a high power density, is used as load. As the LEDs, drivers of these devices must have a high efficiency and a long useful lifetime, which is usually limited by the use of conventional electrolytic capacitors. These devices have an incompatible lifetime with LEDs and, therefore, they should not be used in their drivers. In addition, the LED drivers should provide a low ripple current in LEDs, which can provide the emission of a low percent flicker. Studies demonstrate that excessive percent flicker may cause damage to human health. Given these problems, the proposed switched capacitor LED driver does not use electrolytic capacitors, which increases the expectative of useful lifetime of the driver. It emits a low percent flicker, which reduces the risks to human health. It can stabilize the output current without the need of a closed-loop control, which may reduce design costs. It allows the LEDs dimming by varying the switching frequency. An experimental prototype rated at 216 W has been developed in order to evaluate the performance of the proposed approach, while results are properly presented and discussed. In nominal conditions, the drive presented an overall efficiency of 91.5%, a power factor greater than 0.99 and a current total harmonic distortion lower than 5% in three phases. The harmonic currents are in accordance with the limits imposed by IEC Standard 61000-3-2:2014 to class A and C equipment. Furthermore, a high frequency current ripple equal to 16.97% and a percent flicker of 4.97% was obtained, which is in accordance with IEEE recommendations. The LEDs dimming allowed the reduction of the output power up to 50%, while the efficiency remained close to 91% and the power factor remained above 0.97. In addition, the total harmonic distortion was below 6% and the percent flicker was lower than 7% for the entire dimming range.

A adoção de políticas de incentivo ao desenvolvimento de novas tecnologias de geração de energia tem sido consenso entre especialistas de gestão ambiental. Nesta perspectiva, sistemas de conversão como células a combustível de baixa temperatura de operação (60120 °C) constituem alternativas propícias para fornecimento de energia com emissão reduzida de poluentes. Em adição, o etanol representa uma opção atrativa como combustível devido às vantagens relacionadas à característica renovável e à consolidação da indústria de bioetanol em países como Brasil e Estados Unidos. Contudo, a oxidação do etanol resulta em perdas de eficiência por causa da dificuldade de clivagem da ligação carbono-carbono. Tradicionalmente, platina tem sido usada como catalisador em decorrência das elevadas energia de adsorção e densidade de corrente de troca. Entretanto, a melhora na cinética de reação requer maior utilização catalítica. Neste contexto, um processo de síntese de óxido de grafeno reduzido foi desenvolvido para estabilizar e suportar a fase metálica, aperfeiçoando a área eletroquimicamente ativa. Uma metodologia convencional de síntese química e processamento de óxido de grafeno, a partir de grafite, foi aprimorada visando à fabricação de materiais com características desejáveis aos processos eletrocatalíticos. As estratégias foram baseadas em princípios combinados para introdução controlada de defeitos, redução no estado de aglomeração com auxílio de funcionalização direcionada com surfactante brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) e manufatura de dispersões com aumentada estabilidade coloidal. A nova nanoestrutura forneceu elevada densidade de sítios ativos, que incorreu em valores de corrente mássica aumentados em torno de 2,5 e 5,4 vezes frente à platina suportada em negro de fumo e grafeno aglomerado, respectivamente. / In the last decade, the adoption of policies aimed at developing new technologies for clean energy production has been a broad consensus among environment experts. From this perspective, low-temperature fuel cells (60120 °C) would appear to be promising systems to provide continuous and low-carbon power supply. As an alternative fuel, ethanol would be an appealing option due to renewability and mass production scalability. Nevertheless, the sluggish kinetics of ethanol electro-oxidation represents a major roadblock for the development of direct ethanol fuel cells. Platinum has been the most commonly used catalyst because of the highest energy adsorption and exchange current density. Optimizing reaction kinetics by tuning catalyst utilization has been applied to achieve improved performance on platinum-based catalysts. In this context, reduced graphene oxide sheets were developed to stabilize and support platinum nanoparticles, as well as to enhance the electrochemically active surface area. A conventional wet chemical methodology for synthesizing and processing graphene oxide from graphite was improved for assembling bi and/or tridimensional nanostructures with relevant microstructural features to electrocatalysis. The approach for reducing mass-transport resistances was based on a three-step design strategy aimed at the controlled introduction of defects, in situ cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) surfactant functionalization/intercalation and a manufacturing perspective on graphene dispersions from a basic solution thermodynamics theory. The unique nanoarchitecture provided a high density of active sites, which incurred in a mass current value increased by about 2.5 and 5.4 times compared to platinum supported on state-of-the-art carbon black and restacked graphene, respectively.