Esta tese propõe a síntese e o estudo de uma nova técnica de cavidades de borda aplicada a antenas Vivaldi, com o intuito de melhorar suas características de diretividade. Embora as antenas do tipo Vivaldi possuam características diretivas, elas produzem radiações laterais indesejáveis, o que se reflete nos elevados índices de lóbulos laterais devido a correntes superficiais que fluem ao longo das bordas metalizadas nas laterais da antena. Estas correntes são a origem das radiações laterais que vêm sendo mitigadas pela aplicação de cavidades ressonantes, triangulares ou retangulares, que aprisionam tais correntes e, consequentemente, atenuam os lóbulos laterais, sem o incremento do lóbulo principal, uma vez que toda a energia dos lóbulos laterais é apenas confinada nos ressonadores e por isso literalmente perdida. Ao contrário desses esforços, este trabalho propõe cavidades radiantes tanto na forma de abertura exponencial, como na forma do fractais de Koch, que funcionam como radiadores auxiliares (antenas auxiliares), canalizando as correntes de borda e aproveitando-as para aumentar os níveis do lóbulo principal, mitigando os níveis de lóbulo lateral. A síntese desta nova técnica foi implementada em uma antena Vivaldi antipodal com características de baixa diretividade, como qualquer antena Vivaldi, o que foi corrigido e a aplicação da técnica de cavidades radiantes deu origem a duas novas antenas Vivaldis efetivamente diretivas. Os resultados foram obtidos através de simulações do modelo numérico no CST Microwave Studio e confirmados com medidas de laboratório, o que evidenciou a melhora das características de diretividade da antena pela aplicação da nova técnica de cavidades radiantes. / This work presents a new Slot Edge technique applied to Vivaldi antennas to improve their characteristics of directivity, resulting in two new Vivaldi antennas: the Palm Tree Vivaldi antenna and the Koch Vivaldi antenna. This new technique proposes to add lateral radiators which reduce the side lobe level, increasing the gain of the main lobe in an unprecedented way. This technique is called radiating slot edges, and acts as parasitic antennas, surface currents draining edges of the antenna, and using them to increase the gain in the main lobe. The development was done systematically, starting with an extensive literature review, design and simulation in CST, as well as prototyping and measurements of several antenna designs. All this effort proved the functionality of this technique.

Esta tese propõe a síntese e o estudo de uma nova técnica de cavidades de borda aplicada a antenas Vivaldi, com o intuito de melhorar suas características de diretividade. Embora as antenas do tipo Vivaldi possuam características diretivas, elas produzem radiações laterais indesejáveis, o que se reflete nos elevados índices de lóbulos laterais devido a correntes superficiais que fluem ao longo das bordas metalizadas nas laterais da antena. Estas correntes são a origem das radiações laterais que vêm sendo mitigadas pela aplicação de cavidades ressonantes, triangulares ou retangulares, que aprisionam tais correntes e, consequentemente, atenuam os lóbulos laterais, sem o incremento do lóbulo principal, uma vez que toda a energia dos lóbulos laterais é apenas confinada nos ressonadores e por isso literalmente perdida. Ao contrário desses esforços, este trabalho propõe cavidades radiantes tanto na forma de abertura exponencial, como na forma do fractais de Koch, que funcionam como radiadores auxiliares (antenas auxiliares), canalizando as correntes de borda e aproveitando-as para aumentar os níveis do lóbulo principal, mitigando os níveis de lóbulo lateral. A síntese desta nova técnica foi implementada em uma antena Vivaldi antipodal com características de baixa diretividade, como qualquer antena Vivaldi, o que foi corrigido e a aplicação da técnica de cavidades radiantes deu origem a duas novas antenas Vivaldis efetivamente diretivas. Os resultados foram obtidos através de simulações do modelo numérico no CST Microwave Studio e confirmados com medidas de laboratório, o que evidenciou a melhora das características de diretividade da antena pela aplicação da nova técnica de cavidades radiantes. / This work presents a new Slot Edge technique applied to Vivaldi antennas to improve their characteristics of directivity, resulting in two new Vivaldi antennas: the Palm Tree Vivaldi antenna and the Koch Vivaldi antenna. This new technique proposes to add lateral radiators which reduce the side lobe level, increasing the gain of the main lobe in an unprecedented way. This technique is called radiating slot edges, and acts as parasitic antennas, surface currents draining edges of the antenna, and using them to increase the gain in the main lobe. The development was done systematically, starting with an extensive literature review, design and simulation in CST, as well as prototyping and measurements of several antenna designs. All this effort proved the functionality of this technique.

Com a proposta de selecionar a melhor conformação de um forno para redução carbotérmica com micro-ondas, dois tipos de cavidades com formatos paralepipédico e hexagonal foram projetadas e construídas. Os dois com uma característica em comum, o pleno controle da potência fornecida e da medida da energia de micro-ondas efetivamente aplicada à carga em processo de redução podendo assim realizar balanços de energia e determinação de taxa de reação com altos níveis de confiança. Eles permitem, sobretudo, a medida simultânea de temperatura e de massa do material sob redução, e a fácil reprodutibilidade das condições de ensaio. Os fornos paralepipédico e hexagonal operam com geradores de micro-ondas de 2,45 GHz e potência ajustável até 6 kW. Durante os ensaios as amostras foram mantidas sob atmosfera de argônio. Nos testes operacionais dos fornos procedeu-se à redução carbotérmica de minério de ferro de Carajás, utilizando carvão mineral Chipanga como redutor através de pelotas auto redutoras. Obtiveram-se curvas cinéticas de redução de minério de ferro, temperatura e de consumo de energia durante o processo. Os dados colhidos com estes fornos permitiram realizar análises estatísticas da eficiência de cada tipo de forno através da taxa de reação obtida além da energia de micro-ondas efetivamente consumida na redução do minério. Ainda, foi construído um forno cilíndrico, portanto extrapolando o formato hexagonal, com potência de 15 kW, com o objetivo de averiguar como o conjunto pelotas/cavidade se comporta em condições mais drásticas. / This work deals with two different types of microwave cavities to be used in carbothermic reduction that were designed and built in order to select a better furnace conformation. Parallepipedic and hexagonal shapes were used for this purpose. Both of them share some common characteristics: full control of the power supplied to the furnace, and measurement of the effective microwave power applied to the load under reduction process. These characteristics help to achieve energy balance and reaction rate with high confidence levels. Simultaneous measurements of mass and temperature versus time are also easily done and helps reproduction of each test condition. The parallelepiped and hexagonal ovens are excited by 2.45 GHz microwave generators with adjustable power up to 6 kW. Argon gas atmosphere was used when processing the samples. Operational tests of the carbothermic reduction of iron ore from Carajás were done by the use of self-reducing pellets of Chipanga coal. Temperature and other data collected during the processes allowed calculation of their kinetic curves and energy consumption. The efficiency of each kind of furnace was obtained from statistical analysis of the data using reaction rate as well as the microwave energy consumption. Finally, going further from the hexagonal shape, a cylindrical furnace was built in order to verify the behavior of the pellets/cavity groups in heavier conditions with applied power up to 15 kW.

O estudo da inativação da enzima pectinametilesterase (PME) em suco de laranja foi realizado, tanto por tratamento térmico convencional quanto por microondas em batelada. O tratamento térmico convencional foi realizado em banho termostático em diferentes temperaturas no intervalo entre (40 e 95) °C e tempo de retenção entre (0 a 60) s. O processo de aquecimento assistido por micro-ondas foi conduzido em digestor e em reator de síntese química e enzimática, ambos operando em modo descontínuo, por energia de micro-ondas. Nesse processo as condições de ensaio foram: intervalo de temperatura entre (40 e 90) °C e tempo de retenção entre (0 e 60) s. O histórico da temperatura foi adquirido em tempo real para todos os processos. Foram conduzidas análises físico-químicas de caracterização do suco não processado. As análises da atividade da enzima PME presente, acidez e teor de sólidos solúveis foram realizadas tanto para o suco não processado quanto para o suco pasteurizado em diferentes condições. A efetividade entre os métodos empregados foi verificada pela análise dos parâmetros obtidos para a cinética da inativação enzimática. Os resultados demonstram que o processo térmico assistido por micro-ondas focalizadas se mostrou mais efetivo que o processamento térmico convencional atingindo inativação de 90 % a 60 °C após 10 s de processamento e atingindo 99 % de inativação quando exposto a 80 °C por no mínimo 20 s. / The enzyme pectin methylesterase (PME) inactivation in orange juice was studied by both conventional and microwave heat treatment in batch conditions. Conventional heat treatment was carried out in a thermostatic bath, maintaining the temperature constant during the process. Different temperatures were tested at the interval between (40 and 95) °C and time between (0 and 60) s. The microwaveassisted heating process took place through two equipments: the first one have used a multi-mode microwave digestor, and the second a chemical and enzymatic synthesis mono-mode microwave reactor. Temperatures have been tested in the range of (40 to 90) °C and retention time between (0 and 60) s. The temperature\'s history has been acquired in real time for all processes. Physical-chemical characterization of the non-processed juice, pectin methylesterase enzyme activity, acidity and soluble solids content were conducted for both, fresh and treated juice. The results demonstrated that the microwave-assisted pasteurization was more effective than conventional, reaching 90 % inactivation at 60 °C after 10 s and reaching 99 % inactivation when exposed to 80 °C by at least 20 s.

Neste trabalho foi apresentado um sistema para decomposição de aerossóis partindo de soluções contendo naftaleno (C10H8) e tolueno (C7H8) diluídos em nitrogênio por meio da aplicação individual e combinada de plasma e micro-ondas. O naftaleno e o tolueno são chamados nesta tese como \"compostos modeladores de alcatrão\" como sugere a literatura. A disposição e geometria das câmaras de plasma e micro-ondas foram estabelecidas por meio do auxílio de simulações fluidodinâmicas empregando o FloEFD V.16 (Mentor Graphics) associado aos modelos sólidos desenhados no Solid Edge ST10 (SIEMENS). Os processos de coleta de resíduos dos compostos modeladores de alcatrão, seja das cinzas, sejam da fração não decomposta foram obtidos de acordo com um protocolo bem estabelecido baseado em estudos descritos na literatura. As concentrações de tolueno e naftaleno foram obtidas utilizando espectrometria de mobilidade iônica com ionização por electrospray (ESI-IMS). Não foram empregados materiais catalisadores. As densidades de energia empregadas ao longo deste trabalho foram 0,73, 1,22 e 1,98 kWh·m-3, sob uma vazão constante de 10 L·min-1 de N2 para concentrações de 3,0 e 5,0 g·m-3 de naftaleno e tolueno. As temperaturas empregadas na decomposição térmica assistida por micro-ondas foram de 845, 960 e 1.016 °C. Para cada uma das densidades de energia, considerando a concentração de 3,0 g·m-3 de naftaleno, as eficiências obtidas por meio do plasma foram de 48,3, 59,6 e 72,2%, enquanto que aplicando micro-ondas foram de 46,2, 57,9 e 68,2%. Por outro lado, considerando a concentração de 5,0 g·m-3, as eficiências foram 31,5, 45,9 e 64,8% para plasma e 26,6, 44,3 e 56,8% empregando a decomposição térmica assistida por micro-ondas, respectivamente. Analogamente, considerando a concentração de 3,0 g·m-3 de tolueno, as eficiências foram de 52,2, 69,9 e 84,5 % por meio de plasma e 49,3, 66,8 e 79,9% por meio de micro-ondas. Finalmente, considerando a concentração de 5,0 g·m-3, as eficiências foram 33,8, 60,7 e 80,7 % empregando plasma e 30,1, 54,1 e 72,9% empregando a decomposição térmica assistida por micro-ondas, respectivamente. Por meio do teste pareado de Wilcoxon, pôde ser afirmado com evidência estatística suficiente a 95% de certeza de que decomposição por plasma foi mais eficiente do que a decomposição térmica assistida por micro-ondas e SiC. / In this work a system for the aerosols decomposition from aerosols containing naphthalene (C10H8) and toluene (C7H8) diluted in nitrogen by means of the individual and combined application of plasma and microwaves was presented. Naphthalene and toluene are referred to in this thesis as \"modeling compounds of tar\" as suggested by the literature. The arrangement and geometry of the plasma and microwave chambers were established with the aid of fluid dynamics simulations using FloEFD V.16 (Mentor Graphics) associated to solid models drawn in Solid Edge ST10 (SIEMENS). The residues collection processes of the tar model compounds, whether from the ashes or from the non-decomposed fraction of the tar model compounds were constructed according to a protocol based on well-established studies presented in the literature. The toluene and naphthalene concentrations were obtained using ion mobility spectrometry with ionization by electrospray (ESI-IMS). No catalyst materials were used. The energy densities employed during this work were 0.73, 1.22 and 1.98 kWh·m-3, under a constant flow rate of 10 L·min-1 of N2 at concentrations of 3.0 and 5.0 g·m-3 of naphthalene and toluene. The temperatures obtained in microwave assisted thermal decomposition were 845, 960 and 1016 °C. For each of the energy densities, considering the concentration of 3.0 g·m-3 of naphthalene, the efficiencies obtained by means of plasma were 48.3, 59.6 and 72.2%, while applying microwave were 46.2, 57.9 and 68.2%. On the other hand, considering the concentration of 5.0 g·m-3, the efficiencies were 31.5, 45.9 and 64.8% for plasma and 26.6, 44.3 and 56.8% using decomposition microwave assisted thermal power, respectively. Similarly, considering the 3.0 g·m-3 concentration of toluene, the efficiencies were 52.2, 69.9 and 84.5% by means of plasma and 49.3, 66.8 and 79.9% by means of microwaves. Finally, considering the concentration of 5.0 g·m-3, efficiencies were 33.8, 60.7 and 80.7% using plasma and 30.1, 54.1 and 72.9% employing assisted thermal decomposition by microwave, respectively. The Wilcoxon paired test was applied and it was stated sufficient statistical evidence with a 95% level of certainty that plasma decomposition was more efficient than microwave and SiC assisted thermal decomposition.

Orientador: Prof. Dr. Vani Xavier de Oliveira Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência & Tecnologia - Química, 2014. / Peptídeos são biomoléculas formadas pela ligação de dois ou mais aminoácidos através de ligações peptídicas, entre um grupo amina de um aminoácido e o grupo carboxila de outro aminoácido. Atualmente, uma das metodologias de síntese aplicada é a síntese de peptídeos em fase sólida, pela estratégia t-Boc. No presente trabalho foi analisada a eficiência da etapa de clivagem, utilizando o método convencional a 5°C e 30°C e a clivagem assistida por micro-ondas. Nesse sentido, foram utilizadas como suporte sólido as resinas Merrifield, MBHA, BHA e PAM. Os resultados mostram que a etapa de clivagem é influenciada pelo tamanho e sequência peptídica e pela resina empregada. Os melhores rendimentos foram encontrados para as clivagens assistidas por micro-ondas com a resina BHA e entre as clivagens convencionais, os melhores resultados foram obtidos a 5ºC, com as resinas MBHA e BHA. / Peptides are biomolecules formed by connecting two or more amino acids by peptide bonds between an amino group of an amino acid and the carboxyl group of another amino acid. Currently, one of the methodologies applied synthesis is the synthesis of peptides solid phase by t-Boc strategy. The present study examined the efficiency of the cleavage step using the conventional method at 5°C and 30°C and cleavage by microwave assisted. Accordingly were used as solid support the Merrifield, MBHA, BHA and PAM resins. The results show that cleavage step is influenced by size and peptide sequence and the resin employed. The best yields were found for the microwave assisted with the BHA resin and between conventional cleavages, the best results were obtained at 5°C, with the BHA and MBHA resin cleavages.

Orientadora: Profa. Dra Márcia T. Escote / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, 2014. / Este trabalho mostra um estudo sistemático da síntese e caracterização da manganita mista La1..xSrxMnO3 (com x = 0, 4; 0, 5 e 0, 6) e os estudos iniciais de síntese e caracterização da manganita mista La1..xBaxMnO3 ( com x = 0, 4; 0, 5 e 0, 6). As amostras foram produzidas a partir de soluções precursoras contendo sais de La, Ba, Sr e Mn misturadas em quantidades estequiométricas em uma solução de hidróxido de potássio (KOH) para a obtenção de manganitas na forma de pós cristalinos utilizando o método de síntese hidrotermal usando um reator de microondas. No trabalho são estudados os parâmetros da reação necessários para a produção destes compostos. Esses parâmetros foram: temperatura de síntese, concentração da solução mineralizadora (KOH), tempo de síntese e porcentagem de preenchimento do vaso reacional. As amostras foram caracterizadas pelas técnicas de difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e medidas de magnetização em função da temperatura e campo magnético aplicado. A partir dos resultados experimentais foram determinadas as condições adequadas para a síntese dessas manganitas, essas condições foram: temperatura do forno de 250C, 30 minutos de síntese, um preenchimento de 50% da capacidade do vaso reacional usado para a síntese de ambas manganitas e concentrações molares na faixa de 9-12 mol/L de KOH na solução para a o caso da síntese da manganita dopada com estrôncio e concentrações 10-14 mol/L de KOH para as manganitas dopadas com bário. As caracterizações mostraram que as manganitas La1..xSrxMnO3 (com x = 0, 4; 0, 5 e 0, 6) obtidas neste estudo cristalizam-se em uma estrutura perovskita distorcida tetragonalmente com tamanho de partículas na faixa de 0, 2 - 8 mm e com uma morfologia irregular. Foi encontrado que o aumento na concentração do mineralizador KOH resulta na obtenção de partículas menores reduzindo a faixa de tamanhos de 3 - 8 mm a 0, 2 - 1 mm no caso das manganitas de lantânio estrôncio manganês preparadas com concentrações molares na faixa de 9 a 12 mol/L de KOH. O aumento da concentração de KOH no caso das manganitas de bário favoreceu a cristalização de microcubos. Os fatores como tempo de síntese e porcentagem de preenchimento do vaso reacional não tiveram um efeito significativo no tamanho ou morfologia dos produtos obtidos neste estudo. Os compostos La0,6Sr0,4MnO3, La0,5Sr0,5MnO3 e La0,4Sr0,6MnO3 tiveram comportamentos típicos ferromagnético abaixo da temperatura de transição e o composto La0,4Sr0,6MnO3 apresentou um comportamento anti-ferromagnético a temperaturas menores a 200K. / This work shows a systematic study for the synthesis and characterization of mixed valence manganites La1..xAxMnO3 (A = Sr and Ba with x = 0.4, 0.5 and 0.6). The samples were produced from precursor solutions containing La, Ba, Sr and Mn salts in stoichiometric amounts in KOH alkaline medium in order to obtain the manganites in the form of crystalline powders using the microwave hydrothermal synthesis technique. In this work we evaluate the necessary parameters for the production of these compounds, these parameters were: temperature synthesis, concentration of mineralizer agent (KOH), synthesis time and the filling percentage of the reaction vessel. The obtained samples were characterized using X-ray diffraction technique (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and magnetic measurements as a function of temperature and applied magnetic field. The results show that the suitable conditions for the synthesis were a temperature of 250C for A = Sr and Ba with KOH concentration in the range of 9 - 12 mol/L for the stronium based manganite and from 10-14 mol/L for de barium based manganite. 30 minutes of hydrothermal synthesis were found sufficient to obtain the manganites and with a filling percentagem of 50% of capacity of the reaction vessel. Were found that the La1..xSrxMnO3 manganites had a tetragonal perovskite structure with particle sizes in the range of 0.2 - 8 mm with irregular morphology. The size of this particles were dependent of the KOH concentration used in the synthesis, It was found that the enhancement of the KOH concentration results in smaller size particles. Others factors as synthesis time and filling percentage have not a significative effect on the manganite morphology. The magnetic measurements of the compounds La0.6Sr0.4MnO3, La0.5Sr0.5MnO3 and La0.4Sr0.6MnO3 show that these compounds present a typical ferromagnetic behavior below their Tc and the compound La0.4Sr0.6MnO3 has an antiferromagnetic behavior below 200K.

O estudo da inativação da enzima pectinametilesterase (PME) em suco de laranja foi realizado, tanto por tratamento térmico convencional quanto por microondas em batelada. O tratamento térmico convencional foi realizado em banho termostático em diferentes temperaturas no intervalo entre (40 e 95) °C e tempo de retenção entre (0 a 60) s. O processo de aquecimento assistido por micro-ondas foi conduzido em digestor e em reator de síntese química e enzimática, ambos operando em modo descontínuo, por energia de micro-ondas. Nesse processo as condições de ensaio foram: intervalo de temperatura entre (40 e 90) °C e tempo de retenção entre (0 e 60) s. O histórico da temperatura foi adquirido em tempo real para todos os processos. Foram conduzidas análises físico-químicas de caracterização do suco não processado. As análises da atividade da enzima PME presente, acidez e teor de sólidos solúveis foram realizadas tanto para o suco não processado quanto para o suco pasteurizado em diferentes condições. A efetividade entre os métodos empregados foi verificada pela análise dos parâmetros obtidos para a cinética da inativação enzimática. Os resultados demonstram que o processo térmico assistido por micro-ondas focalizadas se mostrou mais efetivo que o processamento térmico convencional atingindo inativação de 90 % a 60 °C após 10 s de processamento e atingindo 99 % de inativação quando exposto a 80 °C por no mínimo 20 s. / The enzyme pectin methylesterase (PME) inactivation in orange juice was studied by both conventional and microwave heat treatment in batch conditions. Conventional heat treatment was carried out in a thermostatic bath, maintaining the temperature constant during the process. Different temperatures were tested at the interval between (40 and 95) °C and time between (0 and 60) s. The microwaveassisted heating process took place through two equipments: the first one have used a multi-mode microwave digestor, and the second a chemical and enzymatic synthesis mono-mode microwave reactor. Temperatures have been tested in the range of (40 to 90) °C and retention time between (0 and 60) s. The temperature\'s history has been acquired in real time for all processes. Physical-chemical characterization of the non-processed juice, pectin methylesterase enzyme activity, acidity and soluble solids content were conducted for both, fresh and treated juice. The results demonstrated that the microwave-assisted pasteurization was more effective than conventional, reaching 90 % inactivation at 60 °C after 10 s and reaching 99 % inactivation when exposed to 80 °C by at least 20 s.

Com a proposta de selecionar a melhor conformação de um forno para redução carbotérmica com micro-ondas, dois tipos de cavidades com formatos paralepipédico e hexagonal foram projetadas e construídas. Os dois com uma característica em comum, o pleno controle da potência fornecida e da medida da energia de micro-ondas efetivamente aplicada à carga em processo de redução podendo assim realizar balanços de energia e determinação de taxa de reação com altos níveis de confiança. Eles permitem, sobretudo, a medida simultânea de temperatura e de massa do material sob redução, e a fácil reprodutibilidade das condições de ensaio. Os fornos paralepipédico e hexagonal operam com geradores de micro-ondas de 2,45 GHz e potência ajustável até 6 kW. Durante os ensaios as amostras foram mantidas sob atmosfera de argônio. Nos testes operacionais dos fornos procedeu-se à redução carbotérmica de minério de ferro de Carajás, utilizando carvão mineral Chipanga como redutor através de pelotas auto redutoras. Obtiveram-se curvas cinéticas de redução de minério de ferro, temperatura e de consumo de energia durante o processo. Os dados colhidos com estes fornos permitiram realizar análises estatísticas da eficiência de cada tipo de forno através da taxa de reação obtida além da energia de micro-ondas efetivamente consumida na redução do minério. Ainda, foi construído um forno cilíndrico, portanto extrapolando o formato hexagonal, com potência de 15 kW, com o objetivo de averiguar como o conjunto pelotas/cavidade se comporta em condições mais drásticas. / This work deals with two different types of microwave cavities to be used in carbothermic reduction that were designed and built in order to select a better furnace conformation. Parallepipedic and hexagonal shapes were used for this purpose. Both of them share some common characteristics: full control of the power supplied to the furnace, and measurement of the effective microwave power applied to the load under reduction process. These characteristics help to achieve energy balance and reaction rate with high confidence levels. Simultaneous measurements of mass and temperature versus time are also easily done and helps reproduction of each test condition. The parallelepiped and hexagonal ovens are excited by 2.45 GHz microwave generators with adjustable power up to 6 kW. Argon gas atmosphere was used when processing the samples. Operational tests of the carbothermic reduction of iron ore from Carajás were done by the use of self-reducing pellets of Chipanga coal. Temperature and other data collected during the processes allowed calculation of their kinetic curves and energy consumption. The efficiency of each kind of furnace was obtained from statistical analysis of the data using reaction rate as well as the microwave energy consumption. Finally, going further from the hexagonal shape, a cylindrical furnace was built in order to verify the behavior of the pellets/cavity groups in heavier conditions with applied power up to 15 kW.

Etanol é um dos principais combustíveis na matriz energética brasileira. Embora tenha uma fiscalização rigorosa, é comum sua adulteração com água. Este trabalho propõe o desenvolvimento de sensores planares de micro-ondas para a qualificação de etanol combustível. São apresentados dois conjuntos de sensores, sendo um voltado para a análise da fase vapor e outro para a fase líquida do etanol combustível. Foram projetados dois sensores para a fase vapor, sendo um deles uma antena de microfita e o outro uma antena de fenda em cavidade de guia de ondas integrada ao substrato, ambos recobertos com nanotubos de carbono e operando em 5,8 GHz. As antenas foram utilizadas como ressoadores e não como elementos radiantes. Os dois sensores para a fase líquida foram projetados em tecnologia de guia de ondas integrado ao substrato, sendo um deles a antena de fenda em cavidade, sem cobertura de nanotubos de carbono, e o outro um guia de ondas operando na faixa de 3,95 a 6 GHz contendo uma seção no substrato. Foram implementadas as técnicas de perturbação da cavidade ressonante e de transmissão/reflexão para a extração dos valores de permissividade elétrica complexa dos materiais sob teste, a partir da resposta em frequência dos sensores propostos. Foram caracterizadas amostras de álcool etílico absoluto 99,5%, água deionizada e misturas desses materiais em diferentes frações. Todos os sensores propostos demonstraram capacidade de discriminação de frações volumétricas de etanol em água de 2% (v/v) na faixa especificada pela legislação. Os nanotubos de carbono viabilizaram o desenvolvimento dos sensores de fase vapor, sendo que o sensor empregando a antena com fenda apresentou sensibilidade 5,1 vezes maior comparado ao sensor com antena de microfita. O sensor de fase líquida usando a antena com fenda apresentou a maior sensibilidade entre os sensores ressonantes -- 30,9 vezes maior do que o obtido com a antena de microfita com nanotubos de carbono. O sensor com guia de ondas integrado ao substrato apresentou incerteza máxima de 3,4% para medidas de etanol em água nas frações permitidas pela legislação. Dessa forma, este trabalho contribui de forma original no desenvolvimento de sensores para caracterização eletromagnética de materiais e para qualificação de etanol combustível. / Ethanol is one of the main fuels in the Brazilian energy matrix. Despite going through rigorous inspection, it is usually altered with water. This work proposes different planar microwave sensors for qualifying ethanol fuel. Two sets of sensors are presented: one for analyzing the vapor phase of ethanol and the other for the liquid phase of ethanol. Two sensors were designed for the vapor phase: a microstrip antenna and a cavity-backed slot antenna based on the substrate integrated waveguide technology, both coated with carbon nanotubes and operating at 5.8 GHz. The antennas were used as resonators and not as radiation elements. The sensors for the liquid phase were also designed based on the substrate integrated waveguide technology. The first sensor is a cavity-backed slot antenna, without carbon nanotubes, and the second sensor is a waveguide containing a section in the substrate, which operates at frequencies from 3.95 to 6 GHz. The cavity perturbation technique and the transmission/reflection method were implemented to extract the complex permittivity values from the materials under test, from the frequency response of the sensors. Samples of ethanol 99,5% pure, deionized water, and mixture with different proportions of these two materials were characterized. All the proposed sensors demonstrated capacity to differentiate 2% (v/v) of volumetric fraction of ethanol in water within the range specified by the legislation. Carbon nanotubes allowed the development of the vapor phase sensors. The vapor phase sensor using the cavitybacked slot antenna presented 5.1 times higher sensitivity compared to the sensor employing the microstrip antenna. The liquid phase sensor using the cavity-backed slot antenna presented the highest sensitivity among the resonant sensors -- 30.9 times higher than the microstrip antenna with carbon nanotubes. The sensor with substrate integrated waveguide presented uncertainty 3.4% for fractions of ethanol in water allowed by the legislation. Thus, this work provides an original contribution to the development of electromagnetic sensors for the characterization of materials and for qualifying ethanol fuel.