[pt] O crescimento microbiológico em águas de sistemas de resfriamento pode resultar na formação de biofilme, o qual pode causar problemas de biocorrosão, perdas de carga em tubulações, redução de taxa de transferência de calor e obstrução de fluxo. Os principais e tradicionais biocidas utilizados no controle microbiológico de águas de resfriamento são os compostos à base de cloro. Entretanto, nos últimos anos o ácido peracético tornou-se uma alternava aos compostos clorados, uma vez que este biocida deixa como resíduo apenas o acetato o qual é biodegradável e não forma subprodutos organoclorados. Este trabalho analisou a aplicação do ácido peracético comparando-o com o hipoclorito de sódio no controle microbiológico e na corrosividade de materiais, empregando uma árvore de teste em escala de laboratório. Foi investigada a taxa de corrosão dos materiais metálicos de aço carbono, cobre e aço inoxidável, além da efetividade na redução da contagem bacteriana. Os experimentos foram realizados em condições de fluxo turbulento, pH 8 e temperatura de 32 C empregando uma água de estudo real, carregada de matéria orgânica (DQO = 350 mg/L). As concentrações usadas de ácido peracético foram 0,75; 1,0 e 3,0 mg/L e de hipoclorito de sódio foram 1,0 e 3,0 mg/L. O ácido peracético na concentração de 3,0 mg/L reduziu a carga bacteriana de 1,5x10 (elevado a 5) UFC/mL para 5,24x10 (elevado a 3) UFC/mL. Comparado ao hipoclorito de sódio, o ácido peracético foi menos corrosivo para o aço carbono em todas as concentrações. Na concentração de 1,0 mg/L a taxa de corrosão do cobre em ácido peracético foi menor do que na solução de hipoclorito de sódio. Já na concentração de 3,0 mg/L ocorreu o inverso. Não foi observada corrosão significativa no aço inoxidável para os biocidas estudados. / [en] Microbiological growth in cooling systems water may result in biofilm formation, which can cause problems of bio-corrosion, pressure drop in the pipes, reduction of heat transfer rate and flow obstruction. The main and traditional biocides applied in microbiological control of cooling waters are the chlorine based compounds. However, in recent years, peracetic acid has become an alternative to chlorinated compounds, since this biocide leaves as residue only the acetate, which is biodegradable and does not form chlorinated organic byproducts. This work analyzed the application of peracetic acid comparing to sodium hypochlorite in the microbiological control and material corrosivity using a laboratory scale test tree. The corrosion rate of carbon steel, copper and stainless steel alloys in addition to the effectiveness in reducing the bacterial count. The experiments were carried out under conditions of turbulent flow, pH 8 and temperature of 32 C using a real industrial test water loaded with organics (COD = 350 mg/L). Peracetic acid concentrations used were 0.75, 1.0 and 3.0 mg/L and sodium hypochlorite were 1.0 and 3.0 mg/L. Peracetic acid at the concentration of 3.0 mg/L decreased the bacterial load from 1.5x10 (raised to 5) UFC/mL to 5.24x10 (raised to 3) UFC/mL. Peracetic acid compared to sodium hypochlorite was less corrosive to carbon steel at all concentrations. At the concentration of 1.0 mg/L the corrosion rate of copper in peracetic acid was lower than in sodium hypochlorite solution. At the concentration of 3.0 mg/L, the reverse occurred. No significant corrosion was observed in stainless steel for the biocides studied.

[pt] A utilização de forças ópticas, elétricas e magnéticas para levitar e controlar nano-objetos em um ambiente de alto vácuo possibilitou o desenvolvimento do campo da levitodinâmica. A levitação óptica, em particular, permitiu a implementação de ressonadores massivos de alto fator de qualidade, conduzindo a resultados que incluem o resfriamento ao estado fundamental em escala mesoscópica e o desenvolvimento de sensores com sensibilidade ultrafina. Esses avanços possuem um potencial significativo tanto no âmbito da pesquisa fundamental quanto em termos de progresso tecnológico. O desenvolvimento e implementação de técnicas avançadas de controle é indispensável para o avanço experimental na levitodinâmica, visto que facilita a estabilização do movimento destes sistemas levitados, melhorando assim a sua sensibilidade e possibilitando a obtenção das propriedades necessárias para examinar princípios fundamentais. Esta dissertação concentra-se no estudo e controle de certos sistemas levitados opticamente: nanoesferas dielétricas aprisionadas no vácuo por um feixe Gaussiano altamente focalizado. Para realizar essa investigação, elucidaremos a descrição teórica destes sistemas e destacaremos algumas técnicas de controle importantes. Posteriormente, procederemos a investigações experimentais onde visamos atuar em dois contextos diferentes. Primeiramente, exploraremos a geração de forças não lineares como uma maneira de alterar o movimento dessas nanopartículas, visando compreender o efeito destes termos na sua dinâmica. Em segundo lugar, detalharemos o desenvolvimento de um aparato experimental que permite a estabilização tridimensional do movimento de uma nanopartícula por meio da aplicação apenas de controle elétrico, permitindo aprisionamento estável em alto vácuo. / [en] The harnessing of optical, electric and magnetic forces to levitate and control nano-objects in high vacuum environment has enable the development of the field of levitodynamics. Optical levitation, in particular, has allowed the implementation of massive high-quality factor resonators, yielding results that include ground-state cooling at the mesoscopic scale and high precision force and displacement sensor. These advancements hold significant potential for both fundamental research and technological progress. Precise control of levitated systems is indispensable for advancing experimental techniques in levitodynamics. This level of control facilitates motion stabilization, thereby enhancing the sensitivity of these systems and enabling the attainment of the desired properties necessary for examining fundamental principles. This dissertation focuses on the study and control of certain optically levitated systems: dielectric nanospheres trapped in vacuum by a highly focused Gaussian beam. To undertake this examination, we will elucidate the theoretical framework underlying these levitated systems and highlight some majorly important control techniques. Subsequently, we will proceed to experimental investigations where we aim to apply feedback forces in two different contexts. First, we will explore feedback forces as a way to change the dynamics of levitated nanoparticles, by means of adding nonlinear terms governing their motion. Secondly, we will detail the development of an experimental setup that allows 3D stabilization of motion by applying an all electrical control scheme, allowing stable trapping at high vacuum.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:08:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eric Nery Chaves.pdf: 1402393 bytes, checksum: eb28c97ecabfcf07a31c7bf35ab01e85 (MD5) Previous issue date: 2010-06-17 / This work presents the application of control techniques to drive single-phase induction motors with the aim of improving the performance of cooling systems. The control system is based on Fuzzy Logic and is applied to a three-phase PWM inverter adapted to drive singlephase motors with volts per hertz technique. The main feature of the work is to control the temperature of the cooling system driven by a hermetic compressor using variable speed. A commercial milk cooling system is used to obtain the results. / O presente trabalho demonstra os efeitos da aplicação de técnicas de controle em acionamento de motores de indução monofásicos, visando à melhoria do desempenho e eficiência energética, no local onde esses motores são aplicados. O trabalho em questão trata de um sistema que engloba um controlador de temperatura baseado em Lógica Fuzzy ou Nebulosa e um conversor de frequência trifásico, chaveado no modo PWM (modulação por largura de pulsos na sigla em inglês) senoidal, com controle escalar do tipo V/f (tensão proporcional à frequência) e adaptado para utilização em motores de indução monofásicos. O objetivo geral deste trabalho é o projeto e implementação de um sistema de controle de temperatura Fuzzy, com acionamento do compressor hermético em regime de velocidade variável. Também chamado de VCC (compressor de capacidade variável na sigla em inglês) - pois a capacidade é diretamente proporcional à velocidade - a estratégia de controle, a partir do acionamento do motor monofásico em regime de velocidade variável, será aplicada a um sistema de refrigeração que simula um tanque de resfriamento de leite e atenderá às Instruções Normativas nº 51 e nº 53, do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tulio Klassen.pdf: 1461464 bytes, checksum: 02d111496a486b94ea73232034f2aeb6 (MD5) Previous issue date: 2008-02-11 / The Artificial Neural Networks have been used with success for the description and modeling of processes in the most several areas of the knowledge, from economy, administration, artificial intelligence and even control of complex industrial processes. The process of chilling of chickens for immersion in cold water ("chillers") is complex and difficult to be modeled phenomenologicaly, because it involves transfer of heat, mass and transient regime, besides a great number of variables. In this work several architectures of artificial neural networks were used in the description and modeling of the process of chilling of the chickens, foreseeing the final temperature and the growth of weight of the carcasses. Also for comparison effect they were used an empiric model proposed by CARCIOFI & LAURINDO (2007) to describe the absorption of the water for the carcasses and the chilling model according to Newton's Law for the temperature of the carcasses. Different situations were tested changing the numbers of neurons of the entrance and hidden layers, and the number of layers. The data used were supplied by the SADIA - Toledo company for training and validation of the net. For the model twenty-five entrance variables were selected, as weight of the carcass, temperature before the chillers, temperature of the propilenoglicol shirt, flow of water in each module of the tanks, time of chilling and temperature of the renewal water, bubble intensity and amount of ice. The results obtained by the neural network and for Newton's Law they were not efficient to represent the final temperature of the carcass. The neural networks and the empiric model of CARCIOFI & LAURINDO (2007) went very efficient to esteem the amount of water absorbed for the carcasses. The obtained results showed that the net type with 4 x 12 x 4 neurons in the entrance layer, first and second hidden layers respectively was the best to represent the investigated system. / As Redes Neurais Artificiais têm sido empregadas com sucesso para a descrição e modelagem de processos nas mais diversas áreas do conhecimento, desde economia, administração, inteligência artificial e até controle de processos industriais complexos. O processo de resfriamento de frangos por imersão em água gelada ( chillers ) é complexo e difícil de ser modelado fenomenologicamente, pois envolve transferência de calor, massa e regime transiente, além de um grande número de variáveis. Neste trabalho foram empregadas diversas arquiteturas de redes neurais artificiais na descrição e modelagem do processo de resfriamento dos frangos, prevendo a temperatura final e o ganho de peso das carcaças. Também para efeito de comparação foram empregados um modelo empírico proposto por CARCIOFI & LAURINDO (2007) para descrever a absorção da água pelas carcaças e o modelo de resfriamento segundo a Lei de Newton para a temperatura das carcaças. Foram testadas diferentes situações alterando-se os números de neurônios das camadas de entrada e intermediária, e o número de camadas. Foram utilizados dados fornecidos pela empresa SADIA Toledo para treinamento e validação da rede. Para o modelo foram selecionadas vinte e cinco variáveis de entrada, como peso da carcaça, temperatura antes do resfriamento, temperatura da camisa de propilenoglicol, vazão de água em cada módulo dos tanques, tempo de resfriamento e temperatura da água de renovação, borbulhamento e quantidade de gelo. Os resultados obtidos pelas redes neurais e pela Lei de Newton não foram eficientes para representar a temperatura de saída da carcaça. As redes neurais e o modelo empírico de CARCIOFI & LAURINDO (2007) foram muito eficientes para estimar a quantidade de água absorvida pelas carcaças. Os resultados obtidos mostraram que a rede tipo 4 x 12 x 4 neurônios na camada de entrada, primeira intermediária e segunda intermediária respectivamente foi a que melhor representou o sistema investigado.

Submitted by NILTON ALBINO FILHO (nilton.albino@uol.com.br) on 2012-07-12T00:13:30Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_final_NiltonAlbino.pdf: 1758566 bytes, checksum: 55bd26c77bdc345efaa5c4c3b7a23fa0 (MD5) / Approved for entry into archive by Suzinei Teles Garcia Garcia (suzinei.garcia@fgv.br) on 2012-07-12T16:00:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_final_NiltonAlbino.pdf: 1758566 bytes, checksum: 55bd26c77bdc345efaa5c4c3b7a23fa0 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-07-12T16:44:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_final_NiltonAlbino.pdf: 1758566 bytes, checksum: 55bd26c77bdc345efaa5c4c3b7a23fa0 (MD5) Previous issue date: 2012-06-15 / Os mercados dos produtos oriundos da cana-de-açúcar no mundo vêm sofrendo nos últimos anos mudanças estruturais significativas. No cenário brasileiro, houve grande expansão da produção de cana-de-açúcar, impulsionados pela demanda dos carros flex –fuel, além da oportunidade de suprir o volume de açúcar que a União Europeia deixara de colocar no mercado mundial pela eliminação da subvenção aos exportadores de açúcar do bloco. As incertezas dos mercados exigem mudanças de estratégias de negócio, usinas projetadas para produção exclusiva de etanol, alteram sua estratégia para produção conjunta etanol e açúcar. Apesar dos processos comuns para produção de açúcar e etanol, não significa que essa mudança de estratégia seja fácil de ser efetivada, principalmente pelo aspecto energético. Estudos de processo de produção de açúcar mais eficientes energeticamente, com custos menores tem ganhado força na União Europeia, dentre elas a cristalização do açúcar por resfriamento. Vários cenários produtivos inclusive integrados a produção de etanol tem sido desenvolvidos ao longo dos anos. O objetivo do trabalho foi verificar por comparação de cenários, duas tecnologias de cristalização do açúcar (cozimento e resfriamento), em relação ao impacto nos excedentes de energia elétrica quando a produção de açúcar é adicionada a unidades que produzem somente etanol e energia elétrica. Por meio de simulações dos balanços térmicos dos cenários, observou-se uma restrição importante quando adotado a cristalização por cozimento, no que se refere aos volumes de excedentes de energia elétrica, e que pode ser minimizado se adotado o processo de cristalização por resfriamento, podendo assim ser uma alternativa quando se deseja mudar a estratégia do negócio, de produção exclusiva de etanol e energia elétrica para etanol, açúcar e energia elétrica. / Significant structural changes have been occurred in the markets of sugarcane derived products in the world in recent years. Regarding Brazilian scenario, there was a great expansion of sugarcane production due the high demand by flex-fuel cars. In addition the opportunity to meet the volume of sugar that the European Union had failed to put on the world market by eliminating the subvention to sugar exporters in the block. The uncertainties of the markets requires changes in the previus business strategies. Those mills designed for the exclusive production of ethanol, change your strategy to produce both ethanol and sugar. Despite the common processes for the production of sugar and ethanol, it does not mean that this change in strategy is easy to be effected mainly by the energy consumption. New developments in more energy efficient sugar production process, with lower costs have gained strength in the European Union, among them a sugar crystallization by cooling. Many scenarios production and integrated ethanol production have been developed over the past years. The objective of this study was to compare two technologies of sugar production such as boiling and cooling crystallization. The impact on electricity surplus when the production of sugar is added to units that produce only ethanol and electricity is discussed. By simulating the thermal balance of the scenarios, we observed an important restriction adopted when the crystallization by boiling, in terms of electricity surplus amount, which can be minimized by adopting the process of crystallization by cooling. It may therefore be an alternative when a change in the business strategy is desired from an exclusive production of ethanol and electricity to sugar, ethanol and electricity production.

Objetivou-se avaliar a efetividade da ventilação forçada associada à nebulização sobre as respostas comportamentais e fisiológicas de suínos mantidos dentro do veículo transportador antes do descarregamento na indústria frigorífica. Durante 6 semanas de transporte, 2 veículos pot-belly (PB) transportaram 191 suínos cada até a mesma planta frigorífica. Na chegada, ambos veículos permaneceram estacionados por 30 minutos antes da descarga. Um dos veículos PB foi posicionado ao lado do sistema de ventilação e nebulização (PBVM), enquanto o outro PB não teve acesso ao sistema de resfriamento (PBC). O tratamento (PBVM) consistiu em 10 minutos de ventilação (Espera 1); seguido de 10 minutos de ventilação e nebulização (Espera 2) e 10 minutos finais de ventilação (Espera 3). A temperatura do ar (T) e a umidade relativa (RH) foram monitorados. A frequência de suínos deitados e a frequência de acesso ao bebedouro foram calculadas. Temperaturas do trato gastrointestinal (GTT), lactato sanguíneo, hematócrito, creatina quinase e concentrações de cortisol foram avaliados. Durante a Espera 1, a ventilação forçada reduziu a temperatura do ar e o índice de temperatura e umidade no tratamento PBVM. Na Espera 3, a temperatura e o índice de temperatura e umidade foram menores (P < 0.001) no tratamento PBVM comparado ao PBC, contudo a umidade relativa do ar foi maior (P < 0.001). Suínos oriundos do compartimento 4 do PBVM apresentaram maior atividade durante o tempo de Espera 2 e 3, e reduzido tempo de latência para se deitar na baia do frigorífico (P < 0.05). Redução no GTT dos suínos oriundos do PBC foi observada após 1 hora de período de descanso comparada ao PBVM. O percentual de hematócrito tendeu a ser maior nos suínos PBC comparado ao PBVM. O sistema de ventilação e nebulização utilizado na indústria frigorifica antes do descarregamento melhora de forma eficiente as condições internas térmicas do caminhão e consequentemente o conforto térmico dos suínos mantidos no veículo transportador, com redução na temperatura dentro dos compartimento e baixo nível de desidratação no abate. / The aim of this study was to evaluate the effectiveness of water misting with forced ventilation on a stationary trailer on internal vehicle ambient conditions, behavioral and physiological response of market pigs. During 6 weekly shipments, two identical tri-axle pot-belly (PB) trailers transported 191 pigs each (126 ± 5 kg BW) to the same slaughter plant. On arrival, both trailers were kept stationary in the yard for 30 min before unloading. One PB trailer was pulled over along a fan-misters bank (PBVM), while the other PB trailer had no access to this cooling system (PBC). The PBVM treatment consisted in 10 min of fan-assisted ventilation (wait 1) followed by 10 min of ventilation and water misting (wait 2) and final 10 min of ventilation (wait 3). The air temperature (T) and relative humidity (RH) were monitored. The frequency of lying pigs, the latency to rest and the frequency of drinking bouts were calculated. Gastrointestinal tract temperature (GTT) and exsanguination blood lactate, hematocrit, creatine kinase and cortisol concentrations were assessed. In wait 1, the application of the fan-assisted ventilation resulted in lower (P < 0.05) T and THI in the PBVM. In wait 3, T and THI were still lower (P < 0.001) in PBVM compared to PBC, but the RH was higher (P < 0.001). Pigs from compartment 4 of PBVM had a greater (P < 0.001) activity during waits 2 and 3, and a reduced latency to lie down in the lairage pen compared to the same compartment in the PBC (P < 0.05). A higher (P < 0.05) GTT drop was recorded until 1 h after lairage in pigs located in PBC compared to those transported in PBVM. At slaughter, hematocrit tended to be higher (P = 0.08) in blood of PBC pigs compared to PBVM. The fan-misters bank used on the PBVM vehicle sitting at the slaughter plant before unloading efficiently improves internal trailer thermal conditions and consequently thermal comfort of pigs kept in a stationary trailer, with reduced temperature within the compartments and lower dehydration condition at slaughter.

Ao capturar a assinatura regional da exumação de uma área fonte, a termocronologia de sedimentos detríticos modernos tem se provada bem sucedida para revelar as taxas e estilos da orogênese. Nós aplicamos essa técnica a uma serra pequena de alto relevo na região do Caribe, no norte da Colômbia, denominada Sierra Nevada de Santa Marta, onde os padrões da orogênese no Cenozoico permanecem obscuros. A serra de Santa Marta é a montanha costeira mais alta da Terra, com elevações superiores a 5,8 km, apenas a 40 km do Mar do Caribe. A idade e os fatores controladores da formação dessa topografia abrupta são vagamente compreendidos. Novos dados de TFA e U-Th/He obtidas de areia fluvial de oito bacias hidrográficas que drenam o flanco oriental da serra, juntamente com uma compilação das idades publicadas, nos permitem determinar três pulsos de exumação abrangendo o Cenozoico: um pulso precoce durante o Paleoceno-Eoceno (60-45 Ma), associado ao caimento para leste da Cordilheira Central-Serra de Santa Marta, área antigamente adjacente, e que foi desencadeada por colisão de crosta oceânica ao longo do oeste da Colômbia; um episódio tardio no Oligoceno-Mioceno (25-20 Ma) de exumação tectônica associada à abertura do Vale do Baixo Magdalena, e um pulso tardio no Mioceno médio (16-10 Ma) relacionado à migração para leste da deformação em direção às bacias de Cesar Rancheria e a Serra de Perijá, e possivelmente relacionadas à reativação contracional da falha de Santa Marta-Bucaramanga. Enquanto a assinatura de exumação do Paleoceno-Eoceno é preservada principalmente nas bacias hidrográficas ao nordeste e a assinatura do Mioceno médio no sudoeste, o Oligoceno-Mioceno ocorre de forma generalizada. A modelagem termocinemática tridimensional calibrada com os dados bedrock disponíveis e os detríticos obtidos no presente estudo documentam exumação assimétrica com taxas integradas para o Cenozoico de até 0.26 km/My na margem ocidental e menores de 0.14 km/My para o leste. As taxas de exumação derivadas apenas da modelagem de dados sugerem uma aceleração de exumação após o Mioceno. / By capturing the regional signature of source rock exhumation, detrital thermochronology of modern sediments has proven successful in revealing the rates and styles of orogenesis. We applied this technique to a small, high relief mountain range in the Caribbean realm in northern Colombia, the Sierra Nevada de Santa Marta, where the patterns of Cenozoic mountain building remain unclear. The Santa Marta range is the highest coastal mountain on Earth, with summit elevation in excess of 5.8 km, only 40 km inland to the Caribbean Sea. The age and controlling factors for the formation of such abrupt topography remain loosely understood New AFT and U-Th/He data from river sand samples of eight catchments draining the eastern flank of the range together with a compilation of published ages, allow us to three exhumation pulses spanning the Cenozoic: An early pulse during the Paleocene-Eocene (60-45 Ma) associated to eastward tilting of the formerly continuous Cordillera Central-Santa Marta range triggered by collision of an oceanic crust along western Colombia; a late Oligocene-Miocene (25-20 Ma) episode of tectonic exhumation associated to opening of the Lower Magdalena Valley, and a late pulse at the middle Miocene (16-10Ma) related to eastward migration of the deformation towards the Cesar Rancheria basins and the Perijá Range, and possibly related to contractional reactivation of the Santa Marta-Bucaramanga fault. Whilst the Paleocene-Eocene exhumation signature is mainly preserved in the northeastern catchments and the middle Miocene in the southwestern ones, the Oligocene- Miocene is ubiquitous to all them. Three-dimensional thermokinematic modeling calibrated, with available bedrock and our new detrital thermochronometric data document asymmetric exhumation in the Cenozoic with integrated rates of 0.26 km/my in the western margin and below 0.14 km /my to the east. Exhumation rates derived from modeling suggest a post-Miocene acceleration of exhumation.

O presente trabalho apresenta uma análise do comportamento térmico da estrutura intra-ocular humana durante a cirurgia de remoção de catarata. O procedimento cirúrgico em estudo, conhecido por facoemulsificação, baseia-se em destruir o cristalino opaco, removê-lo da estrutura intra-ocular e substituí-lo por uma lente artificial. A destruição do cristalino é realizada por aplicação de energia ultra-sônica, resultante da vibração do cristal piezoelétrico existente na ponteira do equipamento cirúrgico. O campo acústico imposto à estrutura intra-ocular aquece a mesma, elevando sua temperatura até valores críticos. Pelo fato da córnea poder atingir valores entre 40oC e 115oC durante este procedimento, inúmeras complicações pós-operatórias podem ser diagnosticadas, tais como: danos ao estroma e endotélio da córnea, formação de fístula, astigmatismo residual e impossibilidade de autoselamento da incisão, sendo necessário suturar a esclera. Para o estudo deste superaquecimento identificado como crítico, foi realizada a modelagem do comportamento térmico da estrutura intra-ocular humana durante a facoemulsificação. Foram desenvolvidos modelos para quantificar o campo acústico imposto à estrutura pelo equipamento, bem como para avaliar o aquecimento e o resfriamento da estrutura ocular. Dos resultados obtidos a partir destes modelos, o equilíbrio térmico nos tecidos da córnea forneceu o resfriamento necessário a ser imposto pelo fluido de irrigação (6,62 W), a fim de se manterem os níveis normais de temperatura na estrutura (30ºC). Enquanto na literatura estudos têm sido apresentados no sentido de melhorar a facoemulsificação ou mesmo desenvolver novas técnicas, mais complexas, em busca de menor prejuízo à integridade da estrutura, a análise conjunta entre medicina e engenharia desenvolvida neste trabalho apresentou como resultado a proposta de resfriamento do fluido utilizado na irrigação, sendo esta uma solução simples e prática. Para permitir o resfriamento do fluido, dimensionou-se um sistema de troca de calor acessório ao equipamento utilizando o Efeito Peltier, por permitir a fabricação de resfriadores miniaturizados, compactos e eficientes. / This research presents an analysis of the thermal behavior of the human intra-ocular structure during surgery of cataracts removing. The surgical procedure under study, known as phacoemulsification, is based on destructing the lens with cataracts, removing it from the intra-ocular structure and changing it into artificial lens. The destruction of the lens is achieved by using ultrasound energy, resulting from the vibration of a piezoelectric crystal existent in the surgical equipment. The acoustic beam incident in the intra-ocular structure heats it, increasing its temperature up to critical values. As the corneal structure can achieve from 40oC to 115oC during this procedure, many postoperative complications can happen, such as: damage to the corneal stroma and endothelium, fistula formation, induced astigmatism and inability to close the incision, necessitating a scleral patch graft. For the studies regarding this over heating identified as critical, a model of the thermal behavior of the human intraocular structure during phacoemulsification was created. Models were developed to quantify the acoustic beam incident in the structure by the equipment, as well as models to valuate the heating and cooling of the intra-ocular structure. With the results from these models, the thermal equilibrium on the corneal tissues gave the necessary cooling to be incident by the irrigation fluid (6,62 W) so that the normal temperature levels could be kept on the structure (30ºC). While in the literature studies have been presented on the way to improve phacoemulsification or even develop new techniques, more complex, aiming to have less prejudice to the integrity of the structure, the analysis together involving medicine and engineer developed within this research presented as result a proposal of cooling the irrigation fluid, what seemed to be a simple and practical solution. To allow this cooling, it was dimensioned a heat changing system as an accessory to the surgical equipment using the Peltier effect, as it allows the construction of miniaturized, compact and efficient coolers.

A demanda pelo uso de formulações biodegradáveis e provenientes de fontes renováveis tem motivado o desenvolvimento de biofluidos de resfriamento para aplicação em têmpera de aços. Os óleos vegetais são potenciais candidatos a serem empregados como base destas formulações, porém, a baixa estabilidade termo-oxidativa inibe sua maior utilização pela indústria. As modificações químicas na cadeia carbônica dos óleos vegetais podem promover melhoria nesta característica, sendo epoxidação uma das mais comuns. O presente trabalho estudou, primeiramente, a estabilidade termo-oxidativa de formulações contendo óleo de soja epoxidado (ESBO) e éster metílico de ácido graxo (FAME), em diferentes concentrações, por Calorimetria Exploratória Diferencial com Pressão (PDSC). Posteriormente, o desempenho destes biofluidos, no tratamento térmico de têmpera, foi avaliado pela análise microestrutural e medições de dureza (curvas em U) nos aços SAE 1045 e SAE 4140, comparando-o com o desempenho promovido pelos fluidos derivados de petróleo. As tensões térmicas residuais foram simuladas com o ABAQUS, usando os coeficientes de transferência de calor obtidos pela solução do problema inverso. As distorções causadas pelos biofluidos foram estudadas em corpos Navy-C-rings modificados de aço SAE 4140. Além disto, a viscosidade dos biofluidos também foi estudada em função da temperatura por estar diretamente relacionada à propriedade de molhamento, que influencia a transferência de calor durante o processo de resfriamento. A adição de FAME no ESBO foi eficiente na redução da viscosidade das formulações propostas, em função da temperatura, adequando-as para utilização como fluidos de resfriamento. As formulações EF30 e EF38 apresentaram temperatura inicial de oxidação (OOT) superior ao óleo de soja, indicando assim, maior estabilidade termo-oxidativa. Todas bioformulações foram eficientes na têmpera de ambos os aços, nos diâmetros ensaiados, promovendo dureza mínima de aproximadamente 52 HRC no centro dos corpos SAE 4140, dureza esta, comparável àquela promovida pelos fluidos minerais. Comportamento similar foi observado para o aço de menor temperabilidade. As tensões térmicas residuais simuladas não variam em magnitude em função da composição das formulações, enquanto que as distorções tenderam a aumentar em função do aumento do FAME nas formulações. / The search for biodegradable and renewable basestocks has motivated the development of bioquenchants for steel heat treatment. Vegetable oils are potential candidates, however, their poor thermo-oxidative stability inhibits a wide industrial application. Modifications of the chemical structure of vegetable oils may be used to improve this characteristic and epoxidation is one of the most common approaches reported to date. The first step of the study reported here was to analyze and compare the thermo-oxidative stability of soybean oil, epoxidized soybean oil (ESBO) and different blend ratios of ESBO with a soybean oil-derived fatty acid methyl ester (FAME) by Pressure Differential Scanning Calorimetry (PDSC). Subsequently, the quenching performance of the formulations was evaluated by cooling curve analysis and microstructural analysis and hardness measurements by U-curves analysis of SAE 1045 and SAE 4140 steels and then, compared with results obtained using commercially available petroleum oil quenchants. Thermal residual stress profiles were simulated with ABAQUS, using the heat transfer coefficients obtained by an inverse method. Bioquenchant distortions were determined using SAE 4140 steel and a so-called modified Navy C-ring test. Moreover, the viscosity-temperature property of bioquenchants was also studied, since it is directly related to the heat transfer and wetting behavior occurring during the cooling process. Although the viscosity of ESBO was too high for use as a quenchant, increasing FAME addition to ESBO provided sufficient reduction of resulting kinematic viscosities to permit their potential use as quenchants. EF30 and EF38 (30% and 38% FAME, respectively) exhibited onset oxidation temperatures (OOT) higher than soybean oil, thus indicating better thermo-oxidative stability. All bioquenchants were effective for both steels, at the specimen diameters tested, producing a minimum hardness of approximately 52 HRC at the center of the SAE 4140 test specimen. This hardness is comparable to that obtained with the petroleum-based fluids. Comparable results were obtained for the lower hardenability SAE 1045 steel. The simulated residual stress profiles did not vary in terms of magnitude as a function of formulation composition while the distortions tended to increase as FAME is added in the formulations.

A distorção em tratamento térmico é a maior causa dos problemas na indústria. Existem vários parâmetros que compõem esse fenômeno. Com o avanço da tecnologia, a medição de algumas variáveis intrínsecas ao fenômeno da distorção se tornou possível, auxiliando no melhor conhecimento do processo o que resulta na diminuição do retrabalho e sucata na indústria. A concretização de melhoria em processos produtivos já é uma realidade; que se tornou possível com a diminuição dos limites de padronização e com processos de produção bem definidos e simplificados. Estudos localizados em determinados produtos específicos, bem como os seus meios de resfriamentos estão em constante evolução, tornando possível a troca de informação e tecnologia, auxiliando na diminuição dos desperdícios e contribuindo para a mitigação dos impactos ambientais. Esse trabalho visa estudar as distorções produzidas em aços AISI 5160 e AISI 6150, com corpos de prova sensíveis a distorção, variando alguns fatores como, mudança em três níveis de temperatura e em três níveis de agitação em óleo mineral convencional; os quais fazem parte do processo produtivo na indústria. Variando as temperaturas do meio de resfriamento e a agitação do banho, é possível determinar com o auxílio estatístico, metalográfico, das curvas de resfriamento e das curvas das taxas de resfriamento quais são as variáveis que tem influência na distorção. Esses resultados mostraram que a agitação e a temperatura do meio líquido de resfriamento são parâmetros imprescindíveis de controle para uma uniformidade da têmpera para a obtenção das características desejáveis. / The heat treatment distortion is the biggest cause of problems at companies. There are many parameters which cause this phenomenon. Studies in specific products, as well as in the quenchants are always progressing what became possible the dissemination of information and also the technology, helping to decreasing of waste and to improve environment. With the technology improvement, distortion phenomenon has become well known, resulting in better control of variables decreasing scrap metal and rework. However, this subject still needs to be investigated. In his context, this work studies the distortion phenomenon in two different steels (AISI 5160 and AISI 6150) under variable conditions of the cooling. Mineral oil quenchant in three bath temperatures and three agitation levels were used in this work. Changing those parameters it was possible to determinate which conditions would promote worst results in terms of distortion. Statistics studies, cooling curves analysis and metallographic observation offered support for the obtained conclusion.