Made available in DSpace on 2014-10-09T12:44:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 07011.pdf: 7802124 bytes, checksum: c62d7e8f87af8c7b183c8aa37b808bff (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Acoustic pressure in environment protection programs of developed countries is the one of most important issue after air and water pollution. Acoustic pressure is all around us, such like machines, traffics and some other things. It is not possible to completely stop the noise, but there are some certain ways were used to reduce it up to acceptable limits. The aim of this work is to measure the acoustic noise and find solution to reduce it. The first measurements were done indoor (workplace studio) focused on room acoustic. We measured the acoustic pressure for three heights in different places,but finally the most important results were selected and compared with respect to each others. The next measurements were performed outdoor to collect the results about spread of the noise, which were analyzed with certain limits. The main goal was to find how to safe the human health and maintain peaceful and healthy environmental.

Neste trabalho foi realizado um estudo da influencia das composições dos materiais de blindagem e variações nos espectros emitidos por equipamentos de raios X através da utilização de um programa computacional que utiliza a técnica de Monte Carlo. Foi determinada a fluência de fótons depois das blindagens, com geometrias realísticas de feixe primário, para espectros de energias utilizados na prática da radiologia diagnóstica, gerando, dessa maneira, um banco de dados representativos da transmissão média e fluência para os materiais estudados. Com o método proposto, busca-se analisar a influencia da composição da argamassa baritada, e do concreto em curvas de transmissão, bem como sua influencia na determinação da espessura de blindagem, e a influencia da alteração das características do espectro da radiação X na transmissão de fótons. A metodologia desse trabalho foi realizada em duas etapas distintas: a análise com dados de fluência e da transmissão com espectros monoenergéticos e polienergéticos, mantendo-se as mesmas configurações das geometrias internas de simulação, como por exemplo, a filtração total, o ripple e o ângulo efetivo do feixe, mas considerando um material de blindagem para o espectro monoenergético e três materiais para o espectro polienergético; a intercomparação entre o mesmo material de blindagem, através da alteração da filtração total, do ripple, e do ângulo de voo da geometria interna de simulação. Como resultado, foi possível analisar os dados simulados, apresentando diferenças aparentemente significativas entre os dados das transmissões médias de fótons, devido às diferentes composições, mas estas diferenças não são significativas a ponto de influenciarem nas estimativas das espessuras das blindagens na construção civil. Este trabalho também apresenta um banco de dados contendo as fluências de radiação X, depois das blindagens para as diferentes configurações de feixe e materiais da parede, e um banco de dados contendo as curvas e suas equações de ajuste das curvas de transmissão para os diferentes materiais estudados. A avaliação da alteração da transmissão em função de variações no espectro de emissão de radiação X demonstrou grande importância para a influencia destes fatores na formação do espectro. As alterações nas composições do espectro, devido às variações da filtração total de alumínio, aumentaram o poder de penetração no material absorvedor e em sua energia média do feixe. As mudanças na composição do espectro devido a alterações do ângulo de inclinação do anodo e do ripple, evidenciaram seu grau de influencia nas estimativas das curvas de transmissão de fótons X, onde o aumento do ângulo efetivo e do ripple no espectro aumenta a participação de fótons de baixa energia, e diminui a energia média do feixe e a camada semirredutora, tendo uma participação diferenciada na formação da imagem radiográfica. Trabalhos futuros poderão ser realizados com simulações de maior número de pontos de espessuras e de histórias, possibilitando uma melhor estatística dos dados simulados, minimizando assim os erros relativos. Além disso, sugere-se que esse método seja aplicado a diferentes materiais e composições de materiais utilizados na construção de blindagens, com o intuito de gerar um banco de dados que auxilie na proteção radiológica na área da radiologia geral. / This work presents a study of the influence of the compositions of shielding materials and variations in the spectra emitted by X-ray equipment by using a computer program that uses the Monte Carlo technique. The flux of photons was determined after the shielding material, with realistic geometries of the primary beam energy spectra used in the practice of diagnostic radiology, generating in this way, a database representative of the average transmission and fluence for the materials studied. With the proposed method, we seek to analyze the influence of barium composition of the mortar, and concrete transmission curves and their influence in determining the shielding thickness, and the influence of altering the characteristics of the radiation spectrum in the transmission of X photons. The methodology of this study was conducted in two stages: analysis with data streaming and transmission spectra with monoenergetic and polienergetics beams, keeping the same settings of the internal geometry of the simulation, for example, the total filtration, the ripple and the effective angle beam, although considering a shielding material for the monoenergetic spectrum and three materials for the polienergetic spectrum; the intercomparison between the same shielding material by changing the total filtration, ripple, and the angle of flight of the internal geometry simulation. As a result it was possible to analyze the simulated data, presenting among mean transmission data of photons, due to different compositions, but these differences are not significant enough to influence the thicknesses of shielding estimation used in the construction industry. This work also presents a database containing the fluence of X-irradiation, the shielding for the various beams and wall materials, and a database containing the curves and their equations to fit the curves of transmission for different materials studied. The evaluation of the change in transmission due to variations in the emission spectrum of X-rays showed great importance on the influence of these factors in the formation of the spectrum. Changes in the composition of the spectrum, due to variations in the total aluminum filtration, increased the power of penetration into the absorbing material and its average energy. Changes in the composition of the spectrum due to changes in the angle of the anode and the ripple, showed their influence in the estimation of transmission curves of X-photons, where the increase in the effective angle and ripple in the spectrum increases the participation of low energy photons, and decreases the average energy of the beam and half-value layer, and a differentiated participation in the formation of radiographies. Future work will be carried on simulations of many points of thicknesses and stories, allowing a better statistical analysis of simulated data, thus minimizing the relative errors. Moreover, it is suggested that this method be his applied to different materials and compositions of shielding materials in order to generate a database to assist in radiological protection in the field of general radiology.

Neste trabalho foi realizado um estudo da influencia das composições dos materiais de blindagem e variações nos espectros emitidos por equipamentos de raios X através da utilização de um programa computacional que utiliza a técnica de Monte Carlo. Foi determinada a fluência de fótons depois das blindagens, com geometrias realísticas de feixe primário, para espectros de energias utilizados na prática da radiologia diagnóstica, gerando, dessa maneira, um banco de dados representativos da transmissão média e fluência para os materiais estudados. Com o método proposto, busca-se analisar a influencia da composição da argamassa baritada, e do concreto em curvas de transmissão, bem como sua influencia na determinação da espessura de blindagem, e a influencia da alteração das características do espectro da radiação X na transmissão de fótons. A metodologia desse trabalho foi realizada em duas etapas distintas: a análise com dados de fluência e da transmissão com espectros monoenergéticos e polienergéticos, mantendo-se as mesmas configurações das geometrias internas de simulação, como por exemplo, a filtração total, o ripple e o ângulo efetivo do feixe, mas considerando um material de blindagem para o espectro monoenergético e três materiais para o espectro polienergético; a intercomparação entre o mesmo material de blindagem, através da alteração da filtração total, do ripple, e do ângulo de voo da geometria interna de simulação. Como resultado, foi possível analisar os dados simulados, apresentando diferenças aparentemente significativas entre os dados das transmissões médias de fótons, devido às diferentes composições, mas estas diferenças não são significativas a ponto de influenciarem nas estimativas das espessuras das blindagens na construção civil. Este trabalho também apresenta um banco de dados contendo as fluências de radiação X, depois das blindagens para as diferentes configurações de feixe e materiais da parede, e um banco de dados contendo as curvas e suas equações de ajuste das curvas de transmissão para os diferentes materiais estudados. A avaliação da alteração da transmissão em função de variações no espectro de emissão de radiação X demonstrou grande importância para a influencia destes fatores na formação do espectro. As alterações nas composições do espectro, devido às variações da filtração total de alumínio, aumentaram o poder de penetração no material absorvedor e em sua energia média do feixe. As mudanças na composição do espectro devido a alterações do ângulo de inclinação do anodo e do ripple, evidenciaram seu grau de influencia nas estimativas das curvas de transmissão de fótons X, onde o aumento do ângulo efetivo e do ripple no espectro aumenta a participação de fótons de baixa energia, e diminui a energia média do feixe e a camada semirredutora, tendo uma participação diferenciada na formação da imagem radiográfica. Trabalhos futuros poderão ser realizados com simulações de maior número de pontos de espessuras e de histórias, possibilitando uma melhor estatística dos dados simulados, minimizando assim os erros relativos. Além disso, sugere-se que esse método seja aplicado a diferentes materiais e composições de materiais utilizados na construção de blindagens, com o intuito de gerar um banco de dados que auxilie na proteção radiológica na área da radiologia geral. / This work presents a study of the influence of the compositions of shielding materials and variations in the spectra emitted by X-ray equipment by using a computer program that uses the Monte Carlo technique. The flux of photons was determined after the shielding material, with realistic geometries of the primary beam energy spectra used in the practice of diagnostic radiology, generating in this way, a database representative of the average transmission and fluence for the materials studied. With the proposed method, we seek to analyze the influence of barium composition of the mortar, and concrete transmission curves and their influence in determining the shielding thickness, and the influence of altering the characteristics of the radiation spectrum in the transmission of X photons. The methodology of this study was conducted in two stages: analysis with data streaming and transmission spectra with monoenergetic and polienergetics beams, keeping the same settings of the internal geometry of the simulation, for example, the total filtration, the ripple and the effective angle beam, although considering a shielding material for the monoenergetic spectrum and three materials for the polienergetic spectrum; the intercomparison between the same shielding material by changing the total filtration, ripple, and the angle of flight of the internal geometry simulation. As a result it was possible to analyze the simulated data, presenting among mean transmission data of photons, due to different compositions, but these differences are not significant enough to influence the thicknesses of shielding estimation used in the construction industry. This work also presents a database containing the fluence of X-irradiation, the shielding for the various beams and wall materials, and a database containing the curves and their equations to fit the curves of transmission for different materials studied. The evaluation of the change in transmission due to variations in the emission spectrum of X-rays showed great importance on the influence of these factors in the formation of the spectrum. Changes in the composition of the spectrum, due to variations in the total aluminum filtration, increased the power of penetration into the absorbing material and its average energy. Changes in the composition of the spectrum due to changes in the angle of the anode and the ripple, showed their influence in the estimation of transmission curves of X-photons, where the increase in the effective angle and ripple in the spectrum increases the participation of low energy photons, and decreases the average energy of the beam and half-value layer, and a differentiated participation in the formation of radiographies. Future work will be carried on simulations of many points of thicknesses and stories, allowing a better statistical analysis of simulated data, thus minimizing the relative errors. Moreover, it is suggested that this method be his applied to different materials and compositions of shielding materials in order to generate a database to assist in radiological protection in the field of general radiology.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5667.pdf: 13990597 bytes, checksum: b95cfd98b18d138da54ab95fa27e9034 (MD5) Previous issue date: 2013-12-16 / Universidade Federal de Sao Carlos / The stress shielding phenomenon, resulting from the large difference between materials usually employed in prosthesis and the femur Young modulus, promotes significant bone mineral density loss, which originates several complications after hip arthroplasty. In this work, cervical-diaphisary angle and stem length influence over the mechanical stimulus for the bone remodelling, besides the effect of the low modulus alloy adoption, were evaluated by numerical simulation using the finite element method. In order to validate the computational model, a circular polariscope bending test was proposed, aming to photoelastic stress analysis. Results obtained on numerical simulation and on tests with optical monitoring seem to be both well enough confluent. It can be said that stem length reduction caused considerable increase in load transfer to femur, while cervical-diaphisary angle reduction did not produce so relevant effect. The employment of a low modulus stem, on the other side, really provided the elevation of load transfer to femur on higher levels than it has been achieved by the redesign of prosthesis geometrical features. It is understood that the combination of numerical simulation and photoelastic stress analysis may clearly contribute on an improvement of hip prosthesis design and registration process at ANVISA. / O fenômeno stress shielding, decorrente da grande diferença entre o módulo de elasticidade dos materiais comumente empregados em próteses e o módulo de elasticidade do fêmur, promove uma perda significativa de densidade mineral óssea, a qual origina diversas complicações após uma artroplastia de quadril. Neste trabalho, a influência do ângulo colodiafisário e do comprimento da haste femoral sobre o estímulo mecânico ao remodelamento ósseo, assim como o efeito da adoção de um material de módulo de elasticidade reduzido, foram avaliados por meio de simulação númérica, utilizando o método dos elementos finitos. Visando validar o modelo computacional, foi proposto um ensaio de flexão em polariscópio circular, direcionado à análise fotoelástica de tensões. Os resultados obtidos nas simulações numéricas e nos ensaios sob monitoramento óptico mostraram-se satisfatoriamente confluentes. Pode-se dizer que a redução do comprimento da haste ocasionou um aumento bastante considerável na transferência de carga ao fêmur, ao passo que a diminuição do ângulo colodiafisário não produziu efeito tão relevante. O emprego de uma haste com módulo de elasticidade reduzido, por sua vez, proporcionou a elevação da transferência de carga ao fêmur em níveis muito superiores ao que pode ser obtido pelo reprojeto das variáveis geométricas da prótese. Entende-se que o emprego de simulação numérica combinada com a análise fotoelástica de tensões pode efetivamente contribuir com o aprimoramento do projeto e do processo de registro das próteses de quadril junto à ANVISA.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:37:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 02030.pdf: 8691192 bytes, checksum: ad86831849e25d23427f44ea6beba5ed (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Orientador: Vicente Afonso Ventrella / Banca: Juno Gallego / Banca: José Roberto Berretta / Resumo: O objetivo deste trabalho é verificar a influência da atmosfera protetora nas características geométricas do cordão de solda, na susceptibilidade a formação de porosidades e inclusões, na microestrutura, na dureza e nas taxas de deposição e diluição do metal de solda obtido através das soldagens GMAW e FCAW, com arame sólido AWS E70S-6 e tubular AWS E309LT-1, respectivamente, visando otimizar o processo de recuperação por soldagem de turbinas Francis de aço carbono danificadas por erosão cavitacional. Para tanto, foram feitas deposições "bead on plate" com arames de 1,2 mm de diâmetro sobre chapas de aço carbono ASTM A-36. Utilizou-se como gás de proteção: Argônio puro, CO2 puro, misturas binárias Argônio/CO2, Argônio/O2 e uma mistura ternária Argônio/CO2/O2. No caso da soldagem FCAW, a taxa de deposição parece não ter estrita relação com o tipo de gás empregado, parecendo ser mais dependente da corrente de soldagem. Já parâmetros como largura, altura, penetração, taxa de diluição, nível de porosidades/inclusões e fração de ferrita parecem sofrer influência direta da composição química do gás de proteção empregado. No caso da soldagem GMAW, a taxa de deposição, largura, altura, penetração, taxa de diluição e nível de porosidades/inclusões demonstraram estar diretamente relacionados ao tipo de gás de proteção empregado. Não foi observada uma significativa variação nos valores de dureza do metal de solda obtidos com o processo FCAW devido a mudança na composição química do gás de proteção. Já os picos de dureza encontrados na ZTA para esse processo podem ser decorrentes da formação de carbonetos de cromo. No caso da soldagem GMAW, o que se pode observar foi uma queda na dureza desde o metal de solda até o metal de base. Os elevados valores de dureza do metal de solda para esse tipo de soldagem... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The goal of this study is to verify the influence of shielding gas composition in the geometric aspects of weld metals like width, height and depth, besides dilution and deposition rates. Besides this analyses were made upon the volumetric fraction of porosities/inclusions and upon the ferrite fraction to the austenitic weld metal. Additionally was withdrawn microhardness Vickers profiles from weld metal up base metal. Weld metals have been made with "bead on plate" deposition of wires AWS E309LT-1 and AWS E70S-6, both with 1,2 mm diameter, upon carbon steel ASTM A-36 plates by FCAW and GMAW welding process, respectively. The shielding gases employed were: pure Argon, pure CO2, binary mixtures of Argon/CO2, Argon/O2 and shielding gas containing Argon/CO2/O2. Related to the FCAW process, the deposition rate didn't show a direct relationship with the chemical composition of shielding gas, being more dependent of the welding current. Parameters like width, height, depth, dilution rate, porosity/inclusion levels and ferrite fraction showed to keep a direct relation to the chemical composition of the shielding gas. To the GMAW process, deposition rate, width, height, depth, dilution ratio and porosity/inclusion levels maintained a direct relation to the chemical composition of shielding gas. It wasn't observed a significative variation upon microhardness values of the weld metals produced with FCAW process because of the change in the shielding gas employed. In the GMAW welding, it was observed an abatement on the microhardness profile from the weld metal upto the base metal because, of, probably, the quenching increase in this area by the dilution of a metal with a high quantity of Manganese manganese coming from wire composition. / Mestre

Thesis submitted in partial fulfilment of the requirements for the degree Doctor of Technology: Electrical, Electronic and Computer Engineering in the Faculty of Engineering at the Cape Peninsula University of Technology / This research investigates the effects of sub-10 MeV protons on coatings obtained from the pulsed laser ablation of W2B5/B4C. This is in an attempt to extend the bullet proof applications of W2B5/B4C to space radiation shielding applications, offering low cost and low mass protection against radiation including X-rays, neutrons, gamma rays and protons in low Earth orbit. The focus in this research, however, is on low energy protons. The associated problems addressed in this work are solar cell degradation and Single Event Upsets in high density semiconductor devices caused by low energy protons. The relevant constraints considered are the necessity for low cost, low mass and high efficiency solutions. The work starts with a literature review of the space environment, the interaction of radiation with matter, and on pulsed laser deposition as a technique of choice for the coating synthesis. This paves the way for the pulsed laser ablation of W2B5/B4C. The resulting coating is a solid solution of the form WC1-xBx which contains crystalline and amorphous forms. Two proton irradiation experiments are carried out on this coating, and the resulting effects are analysed. The effects of 900 keV proton irradiation were the melting and subsequent growing of nanorods on the surface of the coating, the lateral transfer of the proton energy across the coating surface, and the lateral displacement of matter along the coating surface. These effects show that the coating is a promising cost effective and low mass radiation shield against low energy protons. The effects of 1 MeV protons on this coating are the three-stage melting of rods formed on the coating surface, and further evidence of lateral transfer of energy across the coating surface. Optical measurements of this coating show that it is about 73% transparent in the Ultraviolet, Visible and near Infrared range. This allows it to be used as radiation shielding for solar cells, in addition to high density semiconductor devices, against low energy protons in low Earth orbit. Simulations show that based on coulombic interactions alone, the same level of protection coverglass offers to solar cells can be achieved with about half the thickness of WC1-xBx or less.

Hoje em dia, a maioria das operações de alívio é feita utilizando um sistema de posicionamento dinâmico (DP). O sistema DP permite controlar a posição relativa entre o navio aliviador e o FPSO (Floating Production Storage and Offloading), trazendo desta forma muitas vantagens à operação. Neste tipo de operação os dois corpos flutuantes precisam ficar muito próximos um do outro em alto-mar, aumentando de forma significativa a interação hidrodinâmica entre eles. Quando um corpo está no mar ele se torna uma barreira à propagação das ondas, distorcendo o campo de ondas ao redor. Este efeito é chamado de efeito de sombra de onda ou simplesmente efeito de sombra. O efeito de sombra depende do comprimento de onda, do tamanho do corpo que o está criando e da direção de propagação da onda. O efeito de sombra altera de forma significativa a distribuição de energia das ondas do mar na região do fenômeno, alterando desta forma, o comportamento do corpo que está sob a influência do mesmo. Com o comportamento do corpo alterado é esperado que o sistema DP se comporte de forma diferente quando sob influência do efeito de sombra. Este trabalho se propõe a estudar a influência que o efeito de sombra causa no sistema DP, visando obter dados para melhorar os projetos de sistema DP. / Nowadays, a great number of offloading operations is carried out using a dynamic positioning (DP) system. The DP system allows the position between the shuttle tanker (ST) and the FPSO platform (Floating Production Storage and Offloading) to be controlled, bringing several advantages to the operation. In this kind of operation the two vessels must be kept very close in the sea, increasing significantly the hydrodynamic interaction effects between them. When a body is floating at the sea, it turns into a barrier to the wave propagation, disturbing the wave field around it. This effect is called shielding effect or shielding area. The shielding area depends on the wave length, the size of the body and the wave direction. The shielding area significantly disturbs the energy of the wave field nearby the FPSO. Because of that, it is expected that the shuttle tanker presents a different hydrodynamic behavior. The purpose of this work is to study the influence of the shielding area on the DP system, trying to obtain data to improve DP systems design.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:44:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 07011.pdf: 7802124 bytes, checksum: c62d7e8f87af8c7b183c8aa37b808bff (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP