O objetivo desse trabalho é a aplicação da Espectroscopia de Luminescência em modo estacionário para o estudo do processo de cura de pré-impregnados (prepregs) de fibra de vidro e resina fenólica, tratadas termicamente em três diferentes temperaturas 90, 120 e 150 C. O processo de cura dos prepregs também foi monitorado por Espectroscopia de absorção na região do Infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR). Os espectros de luminescência dos prepregs mostram mudanças significativas atribuídas a emissão dos intermediários da reação de reticulação. Inicialmente é observada uma banda em 400 nm e outra em 500 nm que são relacionadas à emissão dos intermediários metilados do fenol. A intensidade da banda em 400 nm decresce e a banda em 500 nm aumenta com o tempo. Esse comportamento está relacionado à formação de intermediários contendo pontes metilênicas entre os anéis fenólicos. inalmente, é observado um deslocamento para a região do vermelho e uma redução de intensidade da banda das amostras do prepreg quando tratados termicamente a 120 e 150 C. Esse comportamento foi relacionado ao significante decréscimo dos grupos fenólicos da matriz polimérica. Os espectros de FT-IR dos prepregs apresentam mudanças espectrais significativas durante o processo de cura: (a) decréscimo da intensidade da banda em 3338 cm-1 atribuída ao estiramento do grupo hidroxila e relacionada a eliminação de água durante o processo de reticulação. (b) substituição do anel aromático evidenciado pela diminuição da intensidade das bandas em 885, 822, 754 cm-1. (c) aumento da intensidade relativa das bandas na região de 2000 - 1650 cm-1 atribuído ao estiramento carbono-carbono do anel aromático substituído nas posições orto e para preferencialmente. A Análise Termogravimétrica (TG) foi estudada em duas condições experimentais diferentes: atmosfera inerte e atmosfera oxidante para estudar o efeito dessas condições no tratamento térmico dos prepregs.

Componentes eletropirotécnicos possuem várias aplicações, como por exemplo em ignições de sistemas operacionais de veículos espaciais e também em sistemas de acionamento de "airbags". Estes componentes normalmente são constituídos de um corpo metálico com dois pinos condutores ligados por um filamento formando uma ponte elétrica.A massa primária, também chamada de "primer", é o primeiro componente da cadeia explosiva de um componente eletropirotécnico. A ponte elétrica e a massa primária devem possuir características elétricas e funcionais conforme padrões internacionais de segurança estabelecidos para veículos espaciais, os quais exigem uma condição de não funcionamento, que ao ser submetida à uma corrente de 1A, 1W, durante 5 minutos, embora sensível ao calor a massa primária não pode entrar em combustão, situação que deve ocorrer necessariamente em correntes superiores a 3A, caracterizando a condição de funcionamentoOs objetivos deste trabalho foram formular três composições pirotécnicas que atendessem aos requisitos acima e definir a melhor formulação para aplicação em pontes elétricas de eletropirotécnicos a ser utilizada nos componentes do VLS, através das análises de sensibilidade ao atrito e impacto, análises térmicas e ensaios funcionais.A melhor condição obtida foi com a formulação n 3 (zircônio, perclorato de potássio e nitrocelulose), pois demonstrou ser segura para manuseio e mais estável termicamente do que a formulação n1, além de ser mais sensível termicamente que a formulação n2, indicando boas condições para o acendimento em pontes elétricas. Este produto já está sendo utilizado nos ensaios de redes elétricas que antecipam o lançamento do VLS V03.

O presente estudo tem como objetivo determinar se a gravidade da DPOC poderá ser estimada através da área do gráfico das intensidades sonoras dos sons respiratórios de pacientes com DPOC. O estudo realizado com 51 pacientes com DPOC leve, moderado, grave, muito grave e 7 indivíduos saudáveis não fumantes. Os sons respiratórios de cada participante, foram coletados através de estetoscópio adaptado com um mini microfone. O método compara as áreas das intensidades sonoras em função da frequência de pacientes de DPOC e indivíduos saudáveis. Neste contexto, para atender ao objetivo, um método foi proposto e testado baseado na combinação de técnicas de filtragem e TFTC, seguida de análise estatística, cálculo da média, desvio padrão e interpolação. Os resultados sugerem que a área do gráfico da variância da intensidade sonora em função da frequência diminui quando aumenta a gravidade da DPOC, exceto para os casos em que a bronquite crônica é predominante. / The present study aims to determine if the severity of COPD can be estimated through the chart area of the sound intensities of respiratory sounds in patients with COPD. The study included 51 patients with mild, moderate, severe, very severe COPD and 7 healthy non-smokers. The breathing sounds of each participant were collected through a stethoscope adapted with a mini microphone. The method compares the areas of intensity sonic densities as a function of the frequency of COPD patients and healthy individuals. In this context, to meet the objective, a method was proposed and tested based on the combination of filtering techniques and TFTC, followed by statistical analysis, calculation of the mean, standard deviation and interpolation. The results suggest that the area of the graph of frequency-frequency sound intensity variance decreases as the severity of COPD increases, except for cases where chronic bronchitis is predominant.

A Qualidade da energia elétrica é caracterizada pela disponibilidade da energia através de uma forma de onda senoidal pura, sem alterações na amplitude e freqüência. No entanto situações transitórias em sistemas de potência são comuns e estas podem provocar inúmeras interferências indesejáveis. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo desenvolver um algoritmo para detectar, localizar no tempo e classificar diversos distúrbios que ocorrem no sistema elétrico através da aplicação da transformada wavelet (TW). Foi realizado um estudo teórico desde a origem até os recentes avanços sobre a TW. Para a detecção e localização no tempo foi utilizada apenas a TW. Com relação à classificação foram comparadas três ferramentas matemáticas: TW, TRF (Transformada Rápida de Fourier) e RNA (Redes Neurais Artificiais). Através do software ATP (Alternative Transients Program) foi modelado um sistema de distribuição, cujas características seguem um sistema real. Todos os distúrbios de tensão gerados e analisados puderam ser detectados e localizados no tempo através da técnica de análise multiresolução. Em relação à classificação, foi realizada uma comparação entre a TW, a TRF e RNA com resultados satisfatórios, destacando dentre elas a TRF e a RNA. Pode-se concluir que os resultados obtidos através do algoritmo mostraram-se eficientes tanto no aspecto da detecção, localização e classificação, assim como na estimação da amplitude do distúrbio e da duração do distúrbio. / A perfect power supply would be one that is always available, maintaining the supply voltage and frequency within certain limits, and supplying pure noise free sinusoidal waveform. Nevertheless, transient events are usual in power systems, resulting in several interferences. The purpose of this study is for detecting, locating in time and to classifying with wavelet transform (WT) several disturbances that occur on power systems. A WT theoretical revision, referring to the first mention in wavelet up to the recent research advances is presented. Only WT was used in order to detect and locate in time the power system disturbances. For classification, three mathematical tools were compared: WT, FFT (Fast Fourier Transform) and ANN (Artificial Neural Networks). A distribution System, with identical characteristics as the real distribution system, was performed with ATP software (Alternative Transients Program). The results showed that multiresolution analysis technique is able to detect and locate all the generated and analyzed voltage disturbances. For classification the results were similar for the WT, FFT and ANN, however FFT and ANN results presented a better performance. The results conclude that the WT algorithm is efficient at detecting, localizing and classifying power system disturbances, as well as, at estimating the amplitude and duration of the voltage disturbance.

A análise de sinais biomédicos é uma área de pesquisa importante pois diversos processos fisiológicos que ocorrem no corpo humano podem ter suas atividades registradas como sinais. Neste trabalho, investigou-se a q-transformada de Fourier (q-FT), uma generalização não linear da transformada de Fourier baseada no formalismo não extensivo de Tsallis, que é caracterizado pela presença do parâmetro q. Foram realizados estudos analíticos e experimentos computacionais com sinais reais e simulados. A partir da dfinição da q-FT, um método de análise espectral generalizado para aplicação em sinais biomédicos foi desenvolvido. Este método foi avaliado através de experimentos com séries de intervalos RR cardíacos, usadas em estudos de variabilidade da frequência cardíaca. Os resultados ajudam a esclarecer algumas propriedades desta q-transformada, porém não indicam que o método desenvolvido seja efetivo para a análise espectral de séries RR. Entretanto, estudos posteriores de novos métodos de análise espectral baseados no formalismo de Tsallis podem ser desenvolvidos para a investigação de sinais biomédicos. / Biomedical signals analysis is an important research eld because many physiological processes occurring in human body can have their activities recorded as signals.This study investigated the q-Fourier transform (q-FT), a nonlinear generalization of Fourier transform based on the Tsallis nonextensive formalism, which is characterized by q parameter. Analytical studies and computational experiments with simulated and real signals were conducted. From the denition of q-FT, a generalized spectral analysis method for application in biomedical signals has been developed. This method was assessed through experiments with cardiac RR interval time series, which are used in studies of heart rate variability. The results help to clarify some properties of the q-Fourier transform, but do not indicate that the developed method is efective for the spectral analysis of RR series. However, further studies on new spectral analysis methods based on Tsallis formalism can be developed for biomedical signals investigation.

Introdução: a cromoblastomicose (CBM) é uma micose subcutânea causada por fungos melanizados de vários gêneros. Alternativas para identificação das espécies causadoras de CBM utilizando Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) foi avaliada somente para o gênero Exophiala. Os testes de suscetibilidade aos antifúngicos não foram realizados para algumas espécies de agentes da CBM, sendo importante essa determinação para auxiliar na escolha adequada do tratamento. Embora o conhecimento de que a melanina tenha ação contra radicais livres oxidantes, poucos estudos exploraram o tema e somente o gênero Fonsecaea foi avaliado, utilizando baixo número de isolados. Objetivo: propor identificação dos agentes da CBM por FTIR e avaliar o perfil das diferentes espécies na resposta aos antifúngicos. Além disso, quantificar a melanina e avaliar a influência da mesma na sobrevivência dos isolados após estresse oxidativo e na suscetibilidade aos antifúngicos. Métodos: foram utilizados até 78 isolados clínicos em cada experimento. Para FTIR, a aquisição dos espectros de 4000-650 nm foi realizada a partir de técnica proposta; O teste de suscetibilidade a seis antifúngicos e o ensaio de estresse oxidativo frente ao peróxido de hidrogênio (H2O2) foram realizados com os isolados pareados (com e sem inibidor de melanina - triciclazol); A melanina foi extraída pelo método álcali-ácida e quantificada por gravimetria. Resultados: o modelo proposto de identificação por FTIR teve alto coeficiente de determinação e baixo erro da linha de tendência e validação cruzada obtidas. Terbinafina foi o antifúngico que apresentou menores concentrações inibitórias mínimas (CIMs) contra gêneros Fonsecaea, Phialophora e duas espécies de Rhinocladiella. Já anfotericina B e itraconazol apresentaram as CIMs mais elevadas. Além disso, outras diferenças entre gêneros e espécies foram observadas; gênero Rhinocladiella, quando a melanina não está inibida, mostrou maior sensibilidade ao estresse causado por H2O2 do que Phialophora e Fonsecaea, enquanto que os dois últimos foram os mais resistentes ao estresse oxidativo. Ao passo de que a quantidade de melanina extraída de Rhinocladiella foi significativamente menor do que Phialophora e Fonsecaea. Conclusão: Foi proposto um modelo que apresentou alta capacidade de classificar as 13 espécies de agentes causadores de CBM. A identificação e o teste de suscetibilidade aos antifúngicos nas práticas clínicas são importantes para auxiliar no tratamento. Além disso, os estudos que avaliaram a relação com melanina, tanto quantificação, estresse oxidativo e relação com antifúngicos comprovam, em agentes da CBM, o fator protetor da melanina frente a agressões externas sofridas por determinados gêneros e espécies, agressões estas relacionadas ao ambiente e ao hospedeiro. / Background: chromoblastomycosis (CBM) is a subcutaneous mycosis caused by melanized fungi of several genera. Alternative for species identification using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) was evaluated only for the genus Exophiala. The testing of antifungal susceptibity was not evaluated for some species of CBM agents, and this determination is important to aid in the appropriate choice of treatment. Although the knowledge that melanin has an action against oxidative radicals, few studies have explored the subject and only the genus Fonsecaea has been evaluated, using a low number of isolates. Objective: to propose identification of the CBM agents by FTIR and to evaluate the profile of the different species in the response to antifungals. Furthermore, to quantify the melanin and to evaluate its influence in the survival of the isolates after oxidative stress and the susceptibility to the antifungals. Methods: up to 78 clinical isolates were used in each experiment. For FTIR, the acquisition of the 4000-650 nm spectra was performed using a proposed technique; The susceptibility test using six antifungal agents and the oxidative stress test using hydrogen peroxide (H2O2) were performed with the isolates in paired form (with and without melanin inhibitor - tricyclazole); The melanin was extracted by the alkali-acid method and quantified by gravimetry. Results: the proposed FTIR identification model had a high coefficient of determination and a low error of the trend line and cross-validation obtained. Terbinafine was the antifungal that presented smaller minimum inhibitory concentrations (MICs) against genera Fonsecaea, Phialophora and two species of Rhinocladiella. While amphotericin B and itraconazole had the highest MICs. In addition, other differences between genera and species were observed; Genus Rhinocladiella, when melanin is not inhibited, showed greater sensitivity to stress caused by H2O2 than Phialophora and Fonsecaea, while the last two genera were the most resistant to oxidative stress. Moreover, the amount of melanin extracted from Rhinocladiella was significantly lower than Phialophora and Fonsecaea. Conclusion: a model that presented high capacity to classify the 13 species of CBM agents was proposed. Identification and testing of antifungal susceptibility in clinical settings are important to aid in treatment. Furthermore, the studies that evaluated the relationship with melanin, both quantification, oxidative stress and relation with antifungals demonstrate, in CBM agents, the protective factor of melanin against external aggressions of environmental and host suffered by certain genera and species.

Nesta Tese são estudados o processo de moldagem por injeção a baixa pressão de pós cerâmicos submicrométricos e a extração dos ligantes orgânicos utilizados durante a moldagem, com o objetivo de ampliar o entendimento dos aspectos científicos envolvidos no processo, bem como desenvolver tecnologia nacional para a produção robusta de peças cerâmicas de alta qualidade. A moldagem por injeção a baixa pressão apresenta vantagens na produção de peças cerâmicas complexas, quando comparada à moldagem por injeção tradicional. É mais simples e barata, porém apresenta problemas na remoção da mistura de ligantes. As dificuldades envolvidas neste processo são ainda maiores quando se considera a confecção de peças cerâmicas espessas preparadas com pó submicrométrico. Este último, por outro lado, permite a obtenção de corpos sinterizados com alta densidade e excelentes propriedades mecânicas. Para viabilizar o emprego desta técnica, fez-se necessário desenvolver, neste trabalho, uma formulação de ligantes adequada para a injetora utilizada, bem como otimizar os parâmetros de injeção, além do desenvolvimento e confecção dos moldes necessários à injeção das peças. O pó cerâmico utilizado foi alumina (Al2O3) submicrométrica de alta pureza e o ligante principal foi a parafina. O processo desenvolvido permitiu a produção de lotes de peças de cerâmica de ótima qualidade, com excelente reprodutibilidade, que foram muito bem aceitas no mercado, em um projeto de interação com a indústria. O processo se mostrou robusto, confiável e adequado para suprir uma importante demanda, que está surgindo no Brasil, por pequenos lotes de peças de cerâmicas avançadas, com diferentes formas e características. Com o objetivo de verificar se os defeitos observados em algumas peças sinterizadas poderiam ter sua origem rastreada até a etapa de conformação da peça cerâmica, foi desenvolvido um método para medida da distribuição de pó cerâmico em corpos "a verde", baseado na absorção de radiação X e 1 de diferentes energias. A variação da distribuição de material cerâmico é obtida através da medida da absorção relativa da radiação de diferentes comprimentos de onda, proveniente de uma fonte de 241 Am, ao atravessar seções finas de um corpo injetado a baixa pressão. Esta medida, feita em distintas posições, permitiu traçar o perfil de densidade relativa ao longo de diferentes eixos da amostra. Os resultados obtidos demonstram que a concentração de Al2O3 em diferentes pontos da amostra a verde não varia mais que 1% em peso, e não pode ser responsável pelas rachaduras que surgem durante a etapa de extração dos ligantes. Também utilizou-se radiografias para verificar macrodefeitos decorrentes da injeção, defeitos esses que foram sanados após a otimização dos parâmetros de injeção. Para a remoção de ligantes de peças com paredes finas (até cerca de 7 mm), mesmo quando injetadas com pó submicrométrico, o método da extração por capilaridade, que utiliza leito de pó, mostrou-se bastante adequado. No entanto, para a remoção dos ligantes de peças espessas, fez-se necessário desenvolver dois métodos: o primeiro utiliza a técnica do fluxo capilar em leito de pó convencional (wicking) , com um longo patamar em 170°C, e o segundo, totalmente desenvolvido por nós, utiliza ao mesmo tempo pressão externa, vácuo nas regiões intersticiais entre as partículas do leito de pó e capilaridade. Neste último, o corpo a verde é envolvido em pó cerâmico, sob vácuo e compactado pela ação da pressão externa que atua sobre o pó, através de uma membrana. Este método propicia uma redução substancial no tempo de extração dos ligantes, sem a formação de bolhas e rachaduras indesejáveis. Ambos os métodos foram implementados com sucesso neste trabalho. Durante o processo de extração de ligantes ao ar, ocorrem complexas reações químicas superficiais, dando origem a uma casca dura nas peças parcialmente queimadas a 250°C. Para melhor compreender alguns aspectos do mecanismo de decomposição dos ligantes, foi estudado o processo de queima dos corpos a verde, em diferentes atmosferas, utilizando diversas técnicas de análise. Durante a extração dos ligantes ocorre um acúmulo de carbono na superfície das peças, que escurecem significativamente. Este acúmulo é devido aos ligantes que migram para a superfície com o aquecimento e sofrem degradação oxidativa. A película que se forma na superfície das peças apresenta uma dureza significativa, cerca de 10 vezes maior do que no centro da amostra. Esta casca mostrou ser prejudicial ao processo de extração dos ligantes de peças espessas. Foi observado, por meio de medidas de absorção no infravermelho (FTIR), que os ácidos carboxílicos presentes na mistura ligante reagem com a superfície da alumina, formando sais carboxilatos. A presença destes sais torna-se mais acentuada nas peças queimadas em 250°C, temperatura na qual se forma a casca dura. O conjunto de resultados obtidos sugere que a superfície das peças, enriquecida das frações mais pesadas dos ligantes, fica sujeita, sob condições oxidativas, à formação de ligações cruzadas (cross-linking) entre as longas cadeias carbônicas, o que acaba enrijecendo a matriz orgânica. Esta matriz, por sua vez, encontra-se ancorada às partículas do pó cerâmico com a formação de sais carboxilatos, do que resulta que a superfície das peças cerâmicas se torna rígida e, possivelmente impermeável à saída dos ligantes, dificultando a sua extração. A compreensão deste mecanismo de endurecimento da superfície das peças cerâmicas queimadas ao ar foi de suma importância para a proposta de processos alternativos de extração de ligantes, que resultaram na obtenção de peças sinterizadas de excelente densidade e livres de defeitos. / In this Thesis we study the process of low-pressure injection molding (LPIM) of submicrometric ceramic powder and particularly the debinding of the organic matrix employed for molding. LPIM presents many advantages for complex ceramic parts production, in comparison with traditionai high-pressure injection moiding. LPIM is more simple and cheap, but it present some problems mainly in the debinding step. The difficulties encountered in the debinding process increase for large ceramic parts made with submicrometric powder. But, on the other hand, the use of submicrometric ceramic powder permits the attainment of sintered bodies with high density and excellent mechanical properties. To overcome these difficulties, it was necessary to develop a binder formulation for the LPIM machine, to optimize the injection parameters, and also to develop adequate molds for the injection of ceramic parts. The ceramic powder used was high-purity submicrometric alumina (Al2O3) and the major binder was paraffin. The process we developed permitted the production of high quality ceramic parts, with very good reproducibility. These ceramic parts were well accepted in the market, through a research program made in cooperation with industry. The overall process resulted robust, reliable and adequate for the supply of an important demand, in Brazii, for smalllots of diversified ceramic parts. To verify whether the defects observed in some sintered pieces arose in the forming process, it was developed a new method for ceramic powder distribution measurement, in green bodies, based in the absorption of 1 and x-ray radiation of different energies. The variation of density in ceramic green bodies was obtained through the measurement of the relative absorption of photons with different energy, emitted by a 241 Am source, as they cross a fine section of a low pressure injected green body. This measurement, made in distinct positions, allow us to obtain a relative density profile along different axis of the sample. The results obtained show that the Al2O3 concentration in different points of green ceramic samples do not vary more than 1 wt%, and cannot be responsible for the cracks that appear during the debinding step. Conventional radiography was also used to observe internal macrodefects that result from injection. These macrodefects do not appear anymore after optimization of the injection parameters. For debinding of thin ceramic pieces (up to 7 mm), even when injected with submicrometric powder, wicking in a powder bed showed to be very adequate. But, for large section pieces, it was necessary to develop new debinding methods: the first one uses a conventional wicking with a long hold at 170°C; the second method, totally developed by us, makes use concomitantly of external pressure, vacuum on the intergrain regions and wicking. In the latter, the green body is embedded in a ceramic powder, under vacuum, and compacted by the action of the external pressure acting on the powder through a membrane. With this method we had a substantial time reduction for debinding, without the formation of bubbies and cracks. During the debinding process in air, complex chemical reactions take place on the surface, originating a hard-skin in partially-fired parts at 250°C. To better understand what occurs during binder degradation at different temperatures, we have studied the debinding process in different atmospheres, with the aid of several analytical techniques. It was observed a darkening resulting from carbonaceous residues accumulating on the surface of the ceramic parts. This carbon accumulation originates from the binder migration from the inner parts of the ceramic bodies toward its surface, followed by binder oxidative degradation. The carbon-enriched film that forms on the ceramic surface presents a significative hardness, tenfold higher than that at the center of the sample. This hard-skin is harmful for the debinding process of large pieces and its formation should be avoided. It was observed, by means of Fourier-Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR), that the carboxylic acids present in the binder mixture react with alumina surface, forming carboxylate salts. The salt production is more intense in pieces fired at 250°C, the same temperature at which the hard-skin is formed. The whole set of experimental results suggests that the ceramic surface, enriched with the binder heavy fractions, can undergoes, under oxidative conditions, cross-linking between long carbon chains, thus increasing the hardness of the organic matrix. This cross-linked organic matrix anchors on the surface of the ceramic powder particles by means of bridging carboxylate salts, with the consequent hardening of the surface of the ceramic pieces, that becomes rigid and probably impermeable for the binder exit, hampering the debinding. The understanding of the hardening mechanism of the ceramic pieces surface fired in the air was very important for the proposal of alternative debinding processes, that resulted in the obtention of excellent sinterized ceramic pieces, free of defects.

Neste trabalho são descritos e avaliados diferentes modelos de linhas aéreas de transmissão, considerando a variação dos parâmetros da linha com a frequência. Em geral os modelos apresentados são baseados no uso da matriz de admitâncias nodais, com algumas análises complementares empregando o método das características. São testados casos de circuito-aberto, curto-circuito, linha em carga e manobras com chaves. Os resultados de cálculo são comparados com as respostas simuladas nos programas ATP e PSCAD. Também são apresentadas as formulações para o cálculo de parâmetros da linha de transmissão, considerando o efeito pelicular e a resistividade do solo São avaliadas as respostas no domínio do tempo para diferentes modelos equivalentes de linha de transmissão, obtidos do modelo polo-resíduo com passividade da matriz de admitâncias nodais, sendo empregados: i) transformação do modelo racional para uma representação em espaço de estados, ii) construção de uma rede elétrica equivalente com resistências, indutores e capacitores e iii) representação por meio de um equivalente de Norton. Também é analisado o equivalente de Norton obtido dos modelos polo-resíduo com passividade de uma linha equivalente dobrada nas condições em curto-circuito e circuito-aberto. Foi analisada a solução de redes elétricas no domínio da frequência usando uma formulação nodal e sem a necessidade de ajustes intermediários da matriz de admitâncias nodais. As respostas de tensão e corrente são antitransformadas para o domínio do tempo por meio de diferentes formulações baseadas na transformada inversa de Fourier, levando em conta os métodos que mitigam erros de truncamento e discretização. As seguintes formulações foram avaliadas: i) transformada modificada de Fourier, ii) transformada inversa rápida de Fourier e iii) transformada inversa de Fourier com integração semianalítica. É também apresentado um modelo para linhas de transmissão em paralelo, baseado no domínio modal usando uma matriz de transformação constante, juntamente com a aplicação do método de ajuste Vector Fitting com o objetivo de modelar com precisão o efeito de acoplamento mútuo entre linhas. / In this work different overhead transmission lines models are described and evaluated, considering the frequency dependence of parameters. In general, the models are based on the nodal admittance matrix, with some complementary analysis using the method of characteristics. Cases of open-circuit, short-circuit, line connected to a load and switching maneuvers are tested. The calculation results are compared with the simulated responses obtained with the ATP and PSCAD. The formulations for the transmission line parameters are also presented, taking into account the skin effect and the ground return. The time-domain responses for different transmission line models are evaluated. These models are obtained from the passive pole-residue model of the nodal admittance matrix. The equivalent models are: i) state-space representation, ii) electrical network composed of resistors, inductors and capacitors, iii) the Norton\'s equivalent. In addition, an evaluation is performed for the Norton\'s equivalent obtained from the pole-residue models for the open-circuit and short-circuit conditions of a folded line equivalent. On the other hand, the network is solved completely in frequency-domain using a nodal formulation, without the fitting of the nodal admittance matrix. The voltage and current responses are transformed back to the time-domain by different formulations based on the inverse Fourier transform, taking into account methods to minimize errors by truncation and discretization. The formulations investigated are: i) modified Fourier transform, ii) fast Fourier transform, iii) inverse Fourier transform with semianalytic integration. The model for parallel transmission lines is also evaluated, based on modal domain using a constant transformation matrix and the application of the vector fitting method, with emphasis on accurate representation of mutual coupling effects.

Nesta Tese são estudados o processo de moldagem por injeção a baixa pressão de pós cerâmicos submicrométricos e a extração dos ligantes orgânicos utilizados durante a moldagem, com o objetivo de ampliar o entendimento dos aspectos científicos envolvidos no processo, bem como desenvolver tecnologia nacional para a produção robusta de peças cerâmicas de alta qualidade. A moldagem por injeção a baixa pressão apresenta vantagens na produção de peças cerâmicas complexas, quando comparada à moldagem por injeção tradicional. É mais simples e barata, porém apresenta problemas na remoção da mistura de ligantes. As dificuldades envolvidas neste processo são ainda maiores quando se considera a confecção de peças cerâmicas espessas preparadas com pó submicrométrico. Este último, por outro lado, permite a obtenção de corpos sinterizados com alta densidade e excelentes propriedades mecânicas. Para viabilizar o emprego desta técnica, fez-se necessário desenvolver, neste trabalho, uma formulação de ligantes adequada para a injetora utilizada, bem como otimizar os parâmetros de injeção, além do desenvolvimento e confecção dos moldes necessários à injeção das peças. O pó cerâmico utilizado foi alumina (Al2O3) submicrométrica de alta pureza e o ligante principal foi a parafina. O processo desenvolvido permitiu a produção de lotes de peças de cerâmica de ótima qualidade, com excelente reprodutibilidade, que foram muito bem aceitas no mercado, em um projeto de interação com a indústria. O processo se mostrou robusto, confiável e adequado para suprir uma importante demanda, que está surgindo no Brasil, por pequenos lotes de peças de cerâmicas avançadas, com diferentes formas e características. Com o objetivo de verificar se os defeitos observados em algumas peças sinterizadas poderiam ter sua origem rastreada até a etapa de conformação da peça cerâmica, foi desenvolvido um método para medida da distribuição de pó cerâmico em corpos "a verde", baseado na absorção de radiação X e 1 de diferentes energias. A variação da distribuição de material cerâmico é obtida através da medida da absorção relativa da radiação de diferentes comprimentos de onda, proveniente de uma fonte de 241 Am, ao atravessar seções finas de um corpo injetado a baixa pressão. Esta medida, feita em distintas posições, permitiu traçar o perfil de densidade relativa ao longo de diferentes eixos da amostra. Os resultados obtidos demonstram que a concentração de Al2O3 em diferentes pontos da amostra a verde não varia mais que 1% em peso, e não pode ser responsável pelas rachaduras que surgem durante a etapa de extração dos ligantes. Também utilizou-se radiografias para verificar macrodefeitos decorrentes da injeção, defeitos esses que foram sanados após a otimização dos parâmetros de injeção. Para a remoção de ligantes de peças com paredes finas (até cerca de 7 mm), mesmo quando injetadas com pó submicrométrico, o método da extração por capilaridade, que utiliza leito de pó, mostrou-se bastante adequado. No entanto, para a remoção dos ligantes de peças espessas, fez-se necessário desenvolver dois métodos: o primeiro utiliza a técnica do fluxo capilar em leito de pó convencional (wicking) , com um longo patamar em 170°C, e o segundo, totalmente desenvolvido por nós, utiliza ao mesmo tempo pressão externa, vácuo nas regiões intersticiais entre as partículas do leito de pó e capilaridade. Neste último, o corpo a verde é envolvido em pó cerâmico, sob vácuo e compactado pela ação da pressão externa que atua sobre o pó, através de uma membrana. Este método propicia uma redução substancial no tempo de extração dos ligantes, sem a formação de bolhas e rachaduras indesejáveis. Ambos os métodos foram implementados com sucesso neste trabalho. Durante o processo de extração de ligantes ao ar, ocorrem complexas reações químicas superficiais, dando origem a uma casca dura nas peças parcialmente queimadas a 250°C. Para melhor compreender alguns aspectos do mecanismo de decomposição dos ligantes, foi estudado o processo de queima dos corpos a verde, em diferentes atmosferas, utilizando diversas técnicas de análise. Durante a extração dos ligantes ocorre um acúmulo de carbono na superfície das peças, que escurecem significativamente. Este acúmulo é devido aos ligantes que migram para a superfície com o aquecimento e sofrem degradação oxidativa. A película que se forma na superfície das peças apresenta uma dureza significativa, cerca de 10 vezes maior do que no centro da amostra. Esta casca mostrou ser prejudicial ao processo de extração dos ligantes de peças espessas. Foi observado, por meio de medidas de absorção no infravermelho (FTIR), que os ácidos carboxílicos presentes na mistura ligante reagem com a superfície da alumina, formando sais carboxilatos. A presença destes sais torna-se mais acentuada nas peças queimadas em 250°C, temperatura na qual se forma a casca dura. O conjunto de resultados obtidos sugere que a superfície das peças, enriquecida das frações mais pesadas dos ligantes, fica sujeita, sob condições oxidativas, à formação de ligações cruzadas (cross-linking) entre as longas cadeias carbônicas, o que acaba enrijecendo a matriz orgânica. Esta matriz, por sua vez, encontra-se ancorada às partículas do pó cerâmico com a formação de sais carboxilatos, do que resulta que a superfície das peças cerâmicas se torna rígida e, possivelmente impermeável à saída dos ligantes, dificultando a sua extração. A compreensão deste mecanismo de endurecimento da superfície das peças cerâmicas queimadas ao ar foi de suma importância para a proposta de processos alternativos de extração de ligantes, que resultaram na obtenção de peças sinterizadas de excelente densidade e livres de defeitos. / In this Thesis we study the process of low-pressure injection molding (LPIM) of submicrometric ceramic powder and particularly the debinding of the organic matrix employed for molding. LPIM presents many advantages for complex ceramic parts production, in comparison with traditionai high-pressure injection moiding. LPIM is more simple and cheap, but it present some problems mainly in the debinding step. The difficulties encountered in the debinding process increase for large ceramic parts made with submicrometric powder. But, on the other hand, the use of submicrometric ceramic powder permits the attainment of sintered bodies with high density and excellent mechanical properties. To overcome these difficulties, it was necessary to develop a binder formulation for the LPIM machine, to optimize the injection parameters, and also to develop adequate molds for the injection of ceramic parts. The ceramic powder used was high-purity submicrometric alumina (Al2O3) and the major binder was paraffin. The process we developed permitted the production of high quality ceramic parts, with very good reproducibility. These ceramic parts were well accepted in the market, through a research program made in cooperation with industry. The overall process resulted robust, reliable and adequate for the supply of an important demand, in Brazii, for smalllots of diversified ceramic parts. To verify whether the defects observed in some sintered pieces arose in the forming process, it was developed a new method for ceramic powder distribution measurement, in green bodies, based in the absorption of 1 and x-ray radiation of different energies. The variation of density in ceramic green bodies was obtained through the measurement of the relative absorption of photons with different energy, emitted by a 241 Am source, as they cross a fine section of a low pressure injected green body. This measurement, made in distinct positions, allow us to obtain a relative density profile along different axis of the sample. The results obtained show that the Al2O3 concentration in different points of green ceramic samples do not vary more than 1 wt%, and cannot be responsible for the cracks that appear during the debinding step. Conventional radiography was also used to observe internal macrodefects that result from injection. These macrodefects do not appear anymore after optimization of the injection parameters. For debinding of thin ceramic pieces (up to 7 mm), even when injected with submicrometric powder, wicking in a powder bed showed to be very adequate. But, for large section pieces, it was necessary to develop new debinding methods: the first one uses a conventional wicking with a long hold at 170°C; the second method, totally developed by us, makes use concomitantly of external pressure, vacuum on the intergrain regions and wicking. In the latter, the green body is embedded in a ceramic powder, under vacuum, and compacted by the action of the external pressure acting on the powder through a membrane. With this method we had a substantial time reduction for debinding, without the formation of bubbies and cracks. During the debinding process in air, complex chemical reactions take place on the surface, originating a hard-skin in partially-fired parts at 250°C. To better understand what occurs during binder degradation at different temperatures, we have studied the debinding process in different atmospheres, with the aid of several analytical techniques. It was observed a darkening resulting from carbonaceous residues accumulating on the surface of the ceramic parts. This carbon accumulation originates from the binder migration from the inner parts of the ceramic bodies toward its surface, followed by binder oxidative degradation. The carbon-enriched film that forms on the ceramic surface presents a significative hardness, tenfold higher than that at the center of the sample. This hard-skin is harmful for the debinding process of large pieces and its formation should be avoided. It was observed, by means of Fourier-Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR), that the carboxylic acids present in the binder mixture react with alumina surface, forming carboxylate salts. The salt production is more intense in pieces fired at 250°C, the same temperature at which the hard-skin is formed. The whole set of experimental results suggests that the ceramic surface, enriched with the binder heavy fractions, can undergoes, under oxidative conditions, cross-linking between long carbon chains, thus increasing the hardness of the organic matrix. This cross-linked organic matrix anchors on the surface of the ceramic powder particles by means of bridging carboxylate salts, with the consequent hardening of the surface of the ceramic pieces, that becomes rigid and probably impermeable for the binder exit, hampering the debinding. The understanding of the hardening mechanism of the ceramic pieces surface fired in the air was very important for the proposal of alternative debinding processes, that resulted in the obtention of excellent sinterized ceramic pieces, free of defects.

[pt] Este trabalho tem como objetivo analisar o problema das perdas por absorção dos dados de reflexão sísmica, bem como testar três métodos disponíveis na literatura para sua correção. Utilizamos a modelagem da absorção apresentada por Romanelli Rosa, com a noção de frequência instantânea, e analisamos os seguintes métodos de correção: a Compensação Q, o método de Varela et al. e o método de Duarte, que é um filtro recursivo. Observamos que o método de Duarte é computacionalmente mais rápido que os demais. Ainda assim, podemos utilizar a Transformada de Fourier para torná-lo mais rápido nos casos em que a recursão é interrompida em uma etapa M, menor que o número de amostras N do dado sísmico e maior que lnN. Por fim, testamos o desempenho dos métodos em uma linha de reflexão sísmica marítima da Bacia de Sergipe-Alagoas, fornecida pela Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP). A linha foi reprocessada, com a correção das perdas por absorção aplicada antes do empilhamento, para cada método estudado. Para comparar os resultados, o dado também foi processado sem correção da absorção. Verificamos que houve um aumento da resolução das camadas geológicas de subsuperfície em todos os métodos testados em comparação com o dado sem correção, porém o método de Duarte mostrou-se mais rápido que os demais. / [en] This work aims at analyzing the problem of losses by absorption in seismic reflection data and test three correction methods available in the literature. We use the modeling of the absorption presented by Romanelli Rosa, with the concept of instantaneous frequency, and analyzed the following correction methods: Q compensation, Varela s method and Duarte s method, which is a recursive filter. We note that Duarte s method is computationally faster than the others. However, we can use the Fourier Transform to make it faster in cases where the recursion is interrupted at a step M, smaller than the number of samples N in the seismic data and greater than ln N. Finally, we test the performance of the methods in a marine seismic line in Sergipe-Alagoas Basin, provided by the Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP). The line was reprocessed, with the correction of the losses by absorption applied before stacking, for each method studied. In order to compare the results, the data was also processed without correction of absorption. We observe an increase in the resolution of the geological subsurface in all methods tested in comparison with the data without correction. We also observe the computational advantage of Duarte s method.