The techniques for estimating the fractal dimension of signals have been widely applied in the description of many physical systems, from studies of atmospheric turbulence, EEG signals, water systems to studies on the behavior of fractal surfaces fractured by impact. The analysis of the fractal dimension of complex phenomena has become an important tool to quantify the degree of irregularity of artificial or natural phenomena. In this paper we investigate the fractal dimension of the signal voltage of the arc processode MIG / MAG welding. The estimation technique used for calculating the fractal dimension of the signals in the study was the method box couting. It was verified that rapid changes in the values ​​of fractal dimension were associated with the phenomenon of metal transfer. Shows the signal analyzed in the time domain, the photographic pictures of the metal transfer, obtained by the technique of shadowgrafia, and programs used to obtain the graphs, calculating the fractal dimension as well as statistics of the signals welding. In the literature review is made a presentation of the electric arc welding considering only its physical aspects. It appears the method used in calculating the fractal dimension of signals. Are also treated the electron emission mechanisms, the process of welding MIG / MAG, the phenomenon of metal transfer in MIG / MAG and the forces involved during metal transfer. / As tÃcnicas de estimativa da dimensÃo fractal de sinais tÃm sido amplamente aplicadas na descriÃÃo de inÃmeros sistemas fÃsicos, desde estudos sobre turbulÃncia atmosfÃrica, sinais de eletroencefalograma, sistemas hidrolÃgicos atà estudos sobre o comportamento fractal de superfÃcies fraturadas por impacto. A anÃlise da dimensÃo fractal de fenÃmenos complexos passou a ser uma ferramenta importante para quantificar o grau de irregularidade de fenÃmenos artificias ou naturais. Neste trabalho investigou-se a dimensÃo fractal dos sinais de tensÃo do arco voltaico do processode soldagem MIG/MAG. A tÃcnica de estimativa empregada para o cÃlculo da dimensÃo fractal no estudo dos sinais foi o mÃtodo box couting. PÃde-se verificar que variaÃÃes bruscas nos valores da dimensÃo fractal estavam associadas com o fenÃmeno da transferÃncia metÃlica. SÃo apresentados os sinais analisados, no domÃnio do tempo, os quadros fotogrÃficos da transferÃncia metÃlica, obtidos pela tÃcnica de shadowgrafia, e os programas utilizados para obtenÃÃo dos grÃficos, cÃlculo da dimensÃo fractal e tambÃm de dados estatÃsticos dos sinais de soldagem. Na revisÃo bibliogrÃfica à feita uma apresentaÃÃo do arco elÃtrico de soldagem considerando-se apenas seus aspectos fÃsicos. à apresentado o mÃtodo empregado no cÃlculo da dimensÃo fractal dos sinais. SÃo tratados tambÃm os mecanismos de emissÃo eletrÃnica, o processo de soldagem MIG/MAG, o fenÃmeno da transferÃncia metÃlica no processo MIG/MAG e as forÃas envolvidas durante a transferÃncia metÃlica.

The consumption of energy is a main factor that determines the viability of any industrial process. Thermal dehydration is responsible for a high consumption of energy. In developed countries, 9 to 25% of the energy consumption of the national industry is attached to thermal dehydration. Thus, studying the dehydration process shows itself very promisor. In biological products, dehydration has a specific importance, the product conservation. The organic matter of the product and its water create a propitious medium for microorganisms proliferation that will deteriorate the product, making the product inappropriate for consumption. In this work, the modeling and simulation of a convective dehydration process using a diffusive-convective differential model solved by the finite volumes numeric method for predicting the behavior of the mean moisture content during the dehydration, defining molecular mass transfer and convective coefficients, and drawing moisture profiles of the interior of the solid. To evaluate the influence of internal and external resistances, the mass transfer Biot number was obtained. The implementation of the models of this work were made in Python using its scientific models for solving differential equations. This tool has been utilized because it is open source, has simple implementation when compared to other programming languages and has performance when performing simulations. As study of cases, experimental data of assisted convective dehydration by ultrasound of apple (Malus domestica L. var Royal Gala) cubes with 8 mm under the following operation conditions: 1, 2, 3 and 5 m/s for dehydration velocities, air flow temperature of 45ÂC and 60ÂC, presence and absence of ultrasound during the dehydration process and presence and absence of the pre-treatment with ultrasounds. The apple cubes of the experiments have 25 Â1g of mass. The dehydration has been performed until the removal of 80% of the initial mass of the cubes. The parameters, diffusivity and mass transfer coefficient, have been adjusted by Levenberg-Marquardt non-linear regression method. The results obtained in the simulations showed that the implemented model is very promisor, because it represents accurately the process. The values for diffusivity and mass transfer coefficient herein obtained were plausible. The influence of the air flow velocity, temperature and ultrasounds assistance and ultrasounds pre-treatments have been analyzed. / O consumo de energia à um fator determinante na viabilidade de qualquer processo industrial. A desidrataÃÃo tÃrmica à responsÃvel por um alto consumo de energia tÃrmica. Em paÃses desenvolvidos, o consumo da energia da indÃstria nacional à atribuÃdo, em mÃdia, entre 9-25% a desidrataÃÃo tÃrmica. Assim, o estudo do processo de secagem se mostra bastante promissor. Em produtos biolÃgicos, a secagem tem uma importÃncia especÃfica, a conservaÃÃo do produto, pois a matÃria orgÃnica do produto e a Ãgua presente nele torna este um local propÃcio para a proliferaÃÃo de micro-organismos que irÃo deteriorar o produto, tornando-o inapropriado para consumo. Neste trabalho, realizou-se a modelagem e simulaÃÃo do processo de secagem convectiva utilizando modelo diferencial difusivo-convectivo resolvido pelo mÃtodo numÃrico dos volumes finitos para predizer o comportamento do conteÃdo de umidade mÃdio durante a secagem de cubos, definir os coeficientes de transferÃncia de massa molecular e convectivo e encontrar os perfis do conteÃdo de umidade no interior do sÃlido. Para avaliar a influÃncia das resistÃncias interna e externa, o nÃmero de Biot de Massa foi obtido. A implementaÃÃo dos modelos deste trabalho foi realizada na ferramenta livre Python utilizando seus mÃdulos cientÃficos de resoluÃÃo de equaÃÃes diferenciais. Esta ferramenta foi utilizada porque à livre, implementaÃÃo simples, quando comparada com outras linguagens e possui alta performance nas simulaÃÃes. Como estudos de caso, utilizaram-se dados experimentais da secagem convectiva assistida por ultrassom de cubos de maÃà (Malus domestica L. var Royal Gala) com 8 mm de aresta nas seguintes condiÃÃes operacionais: velocidades de secagem: 1, 2, 3 e 5 m/s; temperatura do ar de secagem: 45 ÂC e 60 ÂC; presenÃa e ausÃncia de ultrassom durante a secagem; presenÃa e ausÃncia de etapa de prÃ-tratamento com ultrassom. Os cubos de maÃà dos experimentos tinham, em mÃdia, 25Â1 g. A secagem foi realizada atà que as amostras perdessem 80% da massa inicial. Os parÃmetros, difusividade e coeficiente de transferÃncia de massa, foram ajustados por regressÃo nÃo linear pelo mÃtodo de Levenberg-Marquardt. Os resultados obtidos nas simulaÃÃes mostraram que o modelo implementado à promissor, pois representa bem o processo. Os valores obtidos da difusividade e coeficiente de transferÃncia de massa foram plausÃveis. Analisou-se a influÃncia da velocidade do ar de secagem, da temperatura, da assistÃncia do ultrassom no processo e da utilizaÃÃo de uma etapa de prÃ-tratamento com ultrassom no processo de secagem.

AgÃncia Nacional do PetrÃleo / Este trabalho teve como objetivo determinar os parÃmetros de soldagem que proporcionem condiÃÃes adequadas para revestimentos com ligas de nÃquel atravÃs do processo MIG/MAG com transferÃncia metÃlica por curto-circuito indicadas para aplicaÃÃes no setor de petrÃleo e gÃs natural. A primeira etapa consistiu na realizaÃÃo de ensaios exploratÃrios para determinar os fatores de controle e seus nÃveis a serem utilizados na etapa posterior denominada de âensaios definitivosâ. Nos ensaios definitivos, para determinar o nÃmero de ensaios a serem realizados, optou-se pelo uso do mÃtodo Taguchi (planejamento robusto de experimentos), de forma a cumprir, com um reduzido nÃmero de ensaios, dois objetivos: o primeiro foi obter a influÃncia dos fatores de controle (parÃmetros de soldagem) sobre as variÃveis respostas (caracterÃsticas geomÃtricas dos cordÃes de solda); e segundo foi determinar as condiÃÃes ideais para aplicaÃÃo das ligas de nÃquel nas soldagens de revestimentos. Foram escolhidos seis fatores de controle com trÃs nÃveis cada: tensÃo de referÃncia (Ur = 20, 22, 24 V), velocidade soldagem (Vs = 0,2, 0,3 e 0,4 m/min), tipo de tecimento (sem tecimento, duplo oito e tecimento triangular), tÃcnica da tocha (normal, empurrando e puxando), gÃs de proteÃÃo (100%Ar, 70%Ar+30%He e 99,97%Ar+0,03%NO) e o material de adiÃÃo (AWS ERNiCrMo-3, AWS ERNiCrMo-14 e AWS ERNiCrMo-4). Tais fatores foram divididos pelo mÃtodo Taguchi em duas matrizes L9, resultando num total de 18 ensaios. JÃ as variÃveis respostas escolhidas foram: a diluiÃÃo (D), a razÃo entre o reforÃo e a largura (R/L) e produto da diluiÃÃo pela razÃo R/L (DxR/L). As soldagens foram realizadas na posiÃÃo plana por simples deposiÃÃo sobre chapas de aÃo ASTM 516 Gr60 com dimensÃes de 200 x 50 x 12,7 mm. Foram mantidas constantes a vazÃo do gÃs de proteÃÃo em 20 L/min, a velocidade de alimentaÃÃo em 6,0 m/min e a DBCP em 20 mm. Assim com base nos ensaios definitivos e nos custos de soldagem, foi realizada a soldagem de um revestimento. Os resultados mostraram que os menores nÃveis da tensÃo de referÃncia e da velocidade de soldagem proporcionaram as menores diluiÃÃes. O uso do tecimento proporcionou cordÃes com baixos valores da razÃo R/L. O material de adiÃÃo e o gÃs de proteÃÃo foram capazes de alterar significativamente a geometria do cordÃo de solda. A tÃcnica da tocha na posiÃÃo empurrando obteve os menores valores para a diluiÃÃo e para a razÃo R/L. E por fim os parÃmetros de soldagem selecionados pelo mÃtodo Taguchi e as caracterÃsticas econÃmicas demonstram ser capazes de obter um revestimento com um bom acabamento superficial e isento de defeitos / This work aims to determine the welding process parameters that provide appropriate conditions for weld overlay with nickel alloy through the GMAW process in a short circuiting transfer mode indicated for applications in petroleum and natural gas Industry. Exploratory tests were conducted initially to determine the control factors and their levels to be used in the subsequent stage called the definitive tests. In the definitive tests to determine the number of tests to be accomplished, was chosen by the Taguchi method (Robust design of experiments) and thus with a limited number of tests achieve two objectives: the first was to obtain the influence of the control factors (welding parameters) on quality characteristics (weld bead geometry) and the second was to determine optimal conditions for weld overlay with nickel alloy. Six control factors were employed with three levels each: reference voltage (Ur = 20, 22, 24 V), welding speed (Vs = 0,2, 0,3 and 0,4 m/min), arc oscillation (linear, double 8 and triangular weaving) , welding gun orientation (perpendicular, forehand and backhand), shielding gas (100%Ar, 70%Ar+30%He and 99,97% Ar+0,03% NO) and filler metal (AWS ERNiCrMo-3, AWS ERNiCrMo-14 and AWS ERNiCrMo-4). These factors were divided into two L9 orthogonal array resulting in a total of 18 experiments. The employed quality characteristics were: Percent of dilution (D), the ration between reinforcement and bead width (R/L) and product of the dilution for the ratio R/L (DxR/L). The weldings were accomplished using a bead on plate (BOP) technique, flat position, in steel ASTM 516 Gr60 with dimensions of 200 x 50 x 12,7 mm. The other parameters which were kept constant were gas flow rate at 20 L/min, wire feed rate at 6,0 m/min and stick out was at 20 mm. Based in the definitive tests and in the weld costs weld overlay was accomplished. The results showed that the smallest levels of the reference voltage and of the welding speed provided the smallest dilutions. The use of arc oscillation promote weld bead with low values of the ratio R/L. The filler metal and the shielding gas were capable to alter the weld bead geometry significantly. The welding gun orientation forehand obtained the smallest values for the dilution and for the ratio R/L. Finally the welding parameters selected by the Taguchi method and the weld costs demonstrated to be capable for obtaining an overlay with a good superficial aspect and without welding defects.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O avanÃo e o aperfeiÃoamento das tÃcnicas de sÃntese e manipulaÃÃo de materiais sÃo fundamentais para o entendimento de suas propriedades e das possÃveis formas de produÃÃo e utilizaÃÃo. PorÃm, no caso dos nanomateriais, principalmente, cujas extraordinÃrias capacidades sÃo bastante celebradas, problemas como defeitos estruturais, alto custo de obtenÃÃo e dificuldade de produÃÃo em larga escala ainda necessitam ser solucionados. Inserido neste panorama està o grafeno, um nanomaterial cuja morfologia bidimensional, constituÃda por Ãtomos de carbono dispostos de forma hexagonal, à responsÃvel por propriedades sem precedentes que apresentam revolucionÃria relevÃncia, tanto para a pesquisa bÃsica quanto para a pesquisa aplicada. Neste sentido, existem diferentes mÃtodos de sÃntese de grafeno, estando entre os mais vantajosos o mÃtodo de deposiÃÃo quÃmica em fase de vapor (Chemical Vapor Deposition - CVD). Este mÃtodo consiste na quebra das ligaÃÃes das molÃculas de um gÃs submetido a altas temperaturas de modo que os Ãtomos provenientes do gÃs sejam depositados sobre um determinado substrato. Neste trabalho, utilizou-se o mÃtodo CVD para a sÃntese de grafeno sobre substratos de silÃcio oxidado (Si/SiO2) recobertos por filmes de nÃquel (Ni) com, aproximadamente, 500nm de espessura, os quais funcionaram como catalisadores. O gÃs metano (CH4) foi utilizado como a fonte dos Ãtomos de carbono depositados e os processos de sÃntese tiveram diferentes conjuntos de parÃmetros executados. A sÃntese de grafeno pelo mÃtodo CVD teve como objetivo geral verificar os resultados divulgados na literatura e aperfeiÃoÃ-los, relacionando os parÃmetros utilizados nas sÃnteses e as caracterÃsticas dos filmes de Ni catalisadores com aquelas apresentadas pelos filmes de grafeno obtidos nos experimentos. As amostras foram caracterizadas por meio de Microscopia EletrÃnica de Varredura, Microscopia Ãptica e Raman Confocal e Microscopia de ForÃa AtÃmica. Em consistÃncia com os resultados publicados na literatura, observou-se que sÃo sintetizados filmes finos compostos por flakes de material grafÃtico com espessura nÃo uniforme, e que a obtenÃÃo de filmes mais uniformes à fortemente dependente da morfologia do filme catalisador. RegiÃes apresentando espectro Raman caracterÃstico de monocamadas de grafeno e de grafeno de poucas camadas foram maiores quando combinados o tratamento tÃrmico do filme de Ni com o baixo fluxo e menor tempo de exposiÃÃo ao CH4. Verificaram-se, ainda, variaÃÃes nos espectros Raman dos flakes. Estas variaÃÃes apresentaram-se mais intensas, quanto mais reduzido à o nÃmero de camadas de grafeno e incluem o aparecimento da banda D, alÃm do deslocamento dos picos, revelando a influÃncia dos substratos sobre os filmes sintetizados. Esta pesquisa considerou mÃtodos de estimativa do nÃmero de camadas por caracterÃsticas do espectro Raman, divulgados na literatura, aliados à anÃlise da espessura por AFM que mostraram ser possÃvel a sÃntese de monocamadas de grafeno. / The advancement and improvement of synthesis techniques and handling of materials are fundamental to understand their properties and possible forms of production and use. However, in the case of nanomaterials, problems such as structural defects, high cost and difficulty of achieving production on a large scale have yet to be solved. Inserted in this panorama is graphene, a two-dimensional nanomaterial whose morphology, consisting of carbon atoms arranged in hexagonal form, is responsible for unprecedented properties that have revolutionary relevance for both basic and applied research. There are different methods of synthesis of graphene. The method of Chemical Vapor Deposition (CVD) is among the most advantageous ones. This method consists in breaking the bonds of the molecules of a gas subjected to high temperatures so that the atoms from the gas are deposited on a given substrate. In this work, we used the CVD method for the synthesis of graphene on oxidized silicon substrates (Si/SiO2) coated with a 500 nm thick film of nickel (Ni), which served as the catalyst. Methane gas (CH4) was used as the source of the carbon atoms and the synthesis was carried out using different sets of parameters. Experiments were performed, firstly, using parameters es-tablished in the literature and the results were compared with those obtained by other authors. The influence of the synthesis parameters and the characteristics of the films of Ni catalysts on the properties of the graphene films was studied. The samples were characterized using Scanning Electron Microscopy, Confocal Raman and Optical Microscopy, and Atomic Force Microscopy. In agreement with results from the literature, it could be observed that thin films are synthesized and they are composed of graphitic flakes with a non-uniform thickness, which is strongly dependent of the morphology of catalyst film. Larger regions with characteristic Raman spectra of monolayer and few layer graphene could be obtained by combining thermal treatment of Ni film during the sputtering process with low gas flow and time of exposure to CH4 in the CVD experiment. Variations in the Raman spectra of the flakes could be observed, including the emergence of the D-band and the displacement of the peaks. These variations, which reveal the influence of substrates on the synthesized films, were more intense the smaller the number of graphene layers. Next, we combined methods reported in the literature for estimating the number of layers on the basis of the characteristics of the Raman spectra with AFM analysis to obtain the thickness of the graphene layer. The results obtained from our analysis show that monolayer graphene could be successfully synthesized in the experiments.