Neste trabalho investigou-se a obtenção do composto TiFe a partir da moagem de alta energia de misturas de pós de TiH2 e Fe, seguida de aquecimento sob vácuo para a reação de síntese. No lugar do Ti, o TiH2 foi escolhido como precursor em razão de sua fragilidade, benéfica para a diminuição da aderência dos pós ao ferramental de moagem. Foram preparados dois lotes de misturas obedecendo-se a relação Ti:Fe de 50:50 e 56:44. Ambos foram processados em um moinho do tipo planetário por tempos que variaram de 5 até 40 horas, sob atmosfera de argônio de elevada pureza. Em todos os experimentos foram mantidos constantes a velocidade de rotação do prato do moinho, a quantidade de amostra, o diâmetro e o número de bolas. As amostras moídas foram caracterizadas por calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX) e fluorescência de raios X por dispersão de energia (EDXRF). Apenas TiH2 e Fe foram observados nas amostras moídas, com um grau crescente de mistura em função do tempo de moagem. O composto TiFe nanoestruturado (12,5 a 21,4nm) foi obtido de forma majoritária em todas as amostras após a reação de síntese promovida pelo tratamento térmico a 600ºC (873K). As amostras reagidas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão (MET) e DRX. Um equipamento do tipo Sievert, operando sob um fluxo constante (modo dinâmico), foi utilizado para levantar as curvas termodinâmicas de absorção e dessorção de hidrogênio. Todas as amostras absorveram hidrogênio à temperatura ambiente (~298K) sem a necessidade de ciclos térmicos de ativação. Os melhores resultados foram obtidos com as amostras moídas por 25 e 40 horas, de composição não estequiométrica 56:44. Tais amostras absorveram e dessorveram hidrogênio à temperatura ambiente, sob os platôs de aproximadamente 6,4 e 2,2bar (~0,6 e 0,2MPa), respectivamente. A capacidade máxima de armazenamento foi de 1,06% em massa de hidrogênio (H:M~0,546), sob pressão de até 11bar (1,1MPa), com reversão de até 1,085% em massa de hidrogênio (H:M~0,559), sob pressão de até 1bar (0,1MPa). Estas amostras também apresentaram maior cinética de absorção e dessorção de hidrogênio com fluxos de 1,23 (25h) e 2,86cm3/g.min. (40h). Tais resultados são atribuídos à variação composicional da fase TiFe e à maior quantidade de TiH2 livre. / In this work high-energy ball milling from TiH2 and Fe powder mixtures, followed by post-heating under vacuum, were performed for the reaction synthesis of TiFe compound. TiH2 was used instead of Ti due to its brittleness, preventing strong particles adhesion to the grinding balls and vial walls. Two mixtures batches were prepared following Ti:Fe ratios of 50:50 and 56:44. Both of them were dry-milled in a planetary mill for times ranging from 5 to 40 hours, under high purity argon atmosphere. The speed of main disk rotation, the amount of sample, number and diameter of the balls were kept constant in all experiments. As-milled samples were characterized by differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TG), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive X-ray fluorescence (EDXRF). As-milled materials presented only Fe and TiH2 phases showing increased mixture degree with the milling time. After heat treatment at 600ºC (873K), nanostructured TiFe compound (12.5 to 21.4nm) was mostly formed in all samples. Reacted samples were characterized by transmission electron microscopy (TEM) and XRD. Hydrogen absorption and desorption thermodynamics curves were determined in a Sievert-type apparatus operating at constant flow (dynamic mode). All samples absorbed hydrogen at room temperature (~298K) requiring no thermal activation cycles. Best results were seen on samples milled at 25 and 40 hours, with non-stoichiometric composition 56:44. Those samples absorbed and desorbed hydrogen at plateaus of 6.4 and 2.2bar (~0.6 and 0.2MPa), respectively. Maximum hydrogen storage capacity was 1.06 wt% (H:M~0,546) at 11bar (1.1MPa), with reversion of 1.085 wt% (H:M~0,559) at 1bar (0.1MPa). Higher hydrogen absorption and desorption kinetics were observed in those samples, as well, with flows of 1.23 (25h) and 2.86cm3/g.min. (40h). Such results were assigned to the compositional variation of TiFe phase and to the largest amount of free TiH2.

A hipótese de que a matéria estranha de quarks (um plasma composto por quarks up, down e strange em quantidades aproximadamente iguais) é estável `a pressão nula vem sendo considerada há mais de vinte anos, tanto teoricamente quanto em experimentos específicos para sua eventual detecção. Se a matéria estranha é de fato estável, então poderia haver importantes implicações para a Astrofísica. Entre as mais estimulantes destas implicações está a possibilidade de conversão da matéria nuclear ordinária em matéria estranha no interior das estrelas de nêutrons devido ás altíssimas densidades ali encontradas. Processos tais como coalescência em binárias de estrelas de nêutrons e as próprias supernovas, eventos responsáveis pelo nascimento destas estrelas, poderiam ejetar estruturas finitas de matéria estranha, chamadas strangelets (equivalentes aos núcleos), no meio interestelar. Desta forma, strangelets estariam presentes entre os primários de raios cósmicos e seriam sujeitas a processos elementares análogos aos núcleos ordinários. Nesta Tese, as strangelets são estudadas desde os prováveis sítios para sua produção astrofísica, passando por interações com a matéria do meio interestelar, ate a chegada ás imediações terrestres. Estima-se o fluxo de strangelets de baixa energia que poderia ser mantido aprisionado na magnetosfera da Terra, bem como são estudados os processos de suas interações com componentes da atmosfera, com vistas às assinaturas observacionais então resultantes. Desta forma, são determinadas as características relevantes para a identificação destes exóticos por experimentos que testam o fluxo de raios cósmicos, ajudando na melhor compreensão das propriedades da matéria nuclear em alta densidade bariônica e baixa temperatura. / The strange quark matter hypothesis, which states that a plasma composed of quarks up, down and strange in roughly equal amounts is absolutely stable at zero pressure, has been studied for more than twenty years, both theoretically and during searches for its detection in specific experiments. If strange quark matter is indeed stable, then there could be important implications for the field of Astrophysics. Among the most stimulating ones is the possibility of conversion of ordinary nuclear matter in strange quark matter in the interior of neutron stars due to the extremely high densities reached in the core of these compact objects. Processes such as the merger in neutron star binaries systems and supernovae themselves, responsible for the birth of these stars, may eject lumps of strange quark matter, termed strangelets, in the interstellar medium. In this way, strangelets may be present among the cosmic ray flux and be subjected to elementary processes much in the same way as ordinary nuclei. In this Thesis, strangelets are studied from their likely astrophysical production sites, passing through the interstellar medium until they reach the Earth neighborhood. Estimates of the low energy flux of strangelets that could be trapped in the terrestrial magnetosphere are given. Also, the interaction of these particles with components in the Earth atmosphere are studied with the aim of providing better understanding of the resulting observational signatures. It allows the determination of the relevant characteristics for the identification of these exotics by experiments testing the cosmic ray flux, helping to better understand the properties of nuclear matter at high densities and low temperatures.

Submitted by Marta Toyoda (1144061@mackenzie.br) on 2018-02-09T20:55:19Z No. of bitstreams: 2 Jordi Tuneu Serra.pdf: 8296569 bytes, checksum: e9faefc7194d700f5115bac2aec5eb47 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2018-04-28T15:47:15Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Jordi Tuneu Serra.pdf: 8296569 bytes, checksum: e9faefc7194d700f5115bac2aec5eb47 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-28T15:47:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Jordi Tuneu Serra.pdf: 8296569 bytes, checksum: e9faefc7194d700f5115bac2aec5eb47 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-01-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Recent observations of solar flares at high-frequencies in radio and in the medium infrared have provided evidence of a new spectral component with fluxes increasing with frequency in the sub-𝑇𝐻𝑧 to 𝑇𝐻𝑧 range. This new component occurs simultaneously but is separated from the well-known microwave spectral component that has a maximum at frequencies of order of tens of 𝐺𝐻𝑧, resulting in a doublespectrum structure. Several mechanisms based on different emission processes have been proposed to interpret the new 𝑇𝐻𝑧 spectral component but its origin still remains unknown. The aim of this work is to study the mechanisms of production of secondary electrons and positrons in high-energy nuclear processes (∼ 𝐺𝑒𝑉 ) which occur in solar flares and its possible contribution to the 𝑇𝐻𝑧 spectral component via the emission of gyrosynchrotron/synchrotron radiation. We also discuss the possible contribution of low-energy secondary electrons (∼ 0.1 − 10 𝑀𝑒𝑉 ) to the microwave spectrum of intense events. Using the package FLUKA, a Monte Carlo simulator for calculations of particle transport and interactions in matter, we obtain the energy distributions for secondary electrons and positrons generated by collisions between accelerated protons or 𝛼-particles and nuclei from the ambient solar atmosphere. We consider a simple model for the ambient solar atmosphere and beams of accelerated protons or 𝛼-particles with power-law energy distribution and different angular distributions. The emission spectrum of gyrosynchrotron/synchrotron radiation is obtained by summing the contributions to the total flux density from the secondary electrons and positrons, calculated using a code based on Ramaty’s algorithm from the respective distributions of energy obtained with FLUKA. / Observações recentes de explosões solares em altas frequências de rádio e no infravermelho médio têm fornecido evidências de uma nova componente espectral com fluxos crescentes com a frequência na faixa de sub-𝑇𝐻𝑧 a 𝑇𝐻𝑧. Essa nova componente ocorre simultaneamente mas é separada da bem conhecida componente espectral em micro-ondas que exibe fluxos com máximo em frequências da ordem de dezenas de 𝐺𝐻𝑧, resultando em uma estrutura de duplo-espectro. Vários mecanismos baseados em diferentes processos de emissão têm sido propostos para interpretar a nova componente espectral 𝑇𝐻𝑧 mas sua origem continua ainda desconhecida. O objetivo deste trabalho é estudar os mecanismos de produção de elétrons e pósitrons secundários em processos nucleares de alta energia (∼ 𝐺𝑒𝑉 ) que ocorrem em explosões solares e sua possível contribuição para a componente espectral 𝑇𝐻𝑧 por meio da emissão de radiação girossincrotrônica/sincrotrônica. Também discutimos a possível contribuição de elétrons secundários de baixa energia (∼ 0.1 − 10 𝑀𝑒𝑉 ) para o espectro em micro-ondas de eventos intensos. Utilizando o pacote FLUKA, um simulador Monte Carlo para cálculos do transporte e das interações de partículas na matéria, obtemos as distribuições de energia de elétrons e pósitrons secundários gerados por colisões entre prótons ou partículas-𝛼 acelerados e núcleos da atmosfera solar ambiente. Consideramos um modelo simples para a atmosfera solar ambiente e feixes de prótons ou partículas-𝛼 acelerados com distribuição de energia do tipo lei de potência e diferentes distribuições angulares. O espectro de emissão de radiação girosincrotrônica/sincrotrônica é obtido somando-se as contribuições para a densidade de fluxo total devidas a elétrons e pósitrons secundários, calculadas utilizando-se um código baseado no algoritmo de Ramaty a partir das respectivas distribuições de energia obtidas com o FLUKA.

Nanocompósitos de matriz de alumina (Al2O3) reforçada com uma segunda fase nanométrica apresentam melhores propriedades mecânicas, especialmente dureza, tenacidade à fratura e resistência ao desgaste, quando comparado à matriz monolítica. O carbeto de nióbio (NbC) possui propriedades que o tornam um material de reforço ideal em cerâmicas de matriz Al2O3, como alto ponto de fusão e dureza, baixa reatividade química e coeficiente de expansão térmica similar à Al2O3, prevenindo o aparecimento de trincas que diminuem a resistência do material. As maiores reservas de nióbio estão localizadas no Brasil e o estudo em torno do seu aproveitamento é importante para o país. Assim, o objetivo deste trabalho foi obter e caracterizar nanocompósitos de matriz de Al2O3 contendo 5% em volume de inclusões nanométricas de NbC obtidos por moagem reativa de alta energia, usando sinterização convencional, Spark Plasma Sintering (SPS) e micro-ondas. Para isso, os pós nanométricos precursores de Al2O3-NbC foram obtidos por moagem reativa de alta energia, realizada por 330 minutos em moinho tipo SPEX, desaglomerados, lixiviados com ácido clorídrico, adicionados à matriz de Al2O3 na proporção de 5% em volume e secos sob fluxo de ar. Os pós de Al2O3-5%vol.NbC foram sinterizados por diferentes métodos: convencional em atmosfera de argônio, micro-ondas e SPS, usando diferentes temperaturas. Os pós precursores foram caracterizados por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e medida de tamanho de partículas. Os nanocompósitos sinterizados convencionalmente e por SPS foram caracterizados quanto a sua microestrutura, densidade aparente em relação a densidade teórica e dureza por nanoindentação. Os nanocompósitos sinterizados por SPS foram caracterizados quanto ao módulo de Young por nanoindentação, tenacidade à fratura e resistência a flexão em três pontos. Os nanocompósitos sinterizados convencionalmente e por SPS foram caracterizados quanto à resistência ao desgaste por ensaios esfera no disco, usando esferas de WC-6%Co com cargas de 30 e 60 N e esferas de Al2O3 com cargas de 15 e 30 N. Os resultados mostram que a moagem reativa de alta energia foi completa e efetiva na obtenção de pós nanométricos, com tamanhos de cristalito iguais a 9,1 e 9,7 nm, para Al2O3 e NbC, respectivamente. Além disso, a desaglomeração, após o processo de moagem reativa de alta energia, foi eficaz na dispersão das inclusões de NbC na matriz de Al2O3. No entanto, não foi possível obter nanocompósitos de Al2O3-5%vol.NbC com alta densidade usando os processos de sinterização convencional (92-93 %DT) e micro-ondas (80-90 %DT). No processo de sinterização por SPS, os nanocompósitos apresentaram densidades próximas à teórica (99 %DT) e, consequentemente, melhores durezas e resistência ao desgaste, quando comparadas aos materiais obtidos em forno convencional. Os resultados obtidos na caracterização da resistência ao desgaste confirmaram que esta propriedade é influenciada por diversos fatores, como método e temperatura de sinterização, as esferas utilizadas como contra-materiais e cargas aplicadas durante o ensaio. Os resultados indicaram que nanocompósitos de Al2O3-5%vol.NbC sinterizados por SPS apresentam potencial para aplicações em diversos segmentos industriais, onde se exige materiais de alto desempenho mecânico e de desgaste. / Los nanocomposites de matriz alúmina (Al2O3) reforzados con una segunda fase nanométrica presentan mejores propiedades mecánicas, especialmente de dureza, tenacidad a la fractura y resistencia al desgaste, en comparación con el material monolítico de alúmina. Por otra parte, el carburo de niobio (NbC), como refuerzo de segunda fase, presenta propiedades que lo convierten en un material ideal para las cerámicas de matriz Al2O3, tales como alta temperatura de fusión, alta dureza, baja reactividad química y un coeficiente de expansión térmica similar al material de Al2O3, evitando así la aparición de grietas que disminuyen la resistencia del material. Actualmente, las mayores reservas de niobio se encuentran en Brasil y el estudio sobre su uso es un hito muy importante para el país. Por lo tanto, el objetivo de esta tesis es obtener y caracterizar nanocomposites de matriz de Al2O3 con una segunda fase del 5% en volumen de nanopartículas de NbC obtenidos por molienda reactiva de alta energía y, mediante la sinterización convencional, Spark Plasma Sintering (SPS) y microondas. Para ello, los polvos precursores nanométricos de Al2O3-NbC fueron obtenidos mediante molienda reactiva de alta energía, durante 330 minutos en molino SPEX, desaglomerados, lixiviados con ácido clorhídrico, añadidos a la matriz de Al2O3 en la proporción de 5% en volumen y secado bajo flujo de aire. Los polvos de Al2O3-5vol.%NbC fueron sinterizados por diferentes métodos: convencional bajo una atmósfera de argón, microondas y SPS usando diferentes temperaturas. Los polvos precursores se caracterizaron por difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM) y la medición del tamaño de partícula. Los nanocomposites sinterizados convencionalmente y mediante SPS se caracterizaron microestructuralmente, se estudió la densidad aparente y la dureza por nanoindentación. Los nanocomposites sinterizados mediante SPS fueron caracterizados mediante el módulo de Young por nanoindentación, la tenacidad a la fractura y la resistencia a la flexión en tres puntos. Por otra parte, los nanocomposites sinterizados convencionalmente y mediante SPS fueron caracterizados respecto a resistencia al desgaste mediante la técnica de \"ball-on-disc\", utilizando esferas de WC-6%Co con cargas 30 y 60 N y esferas de Al2O3 con cargas 15 y 30 N. Los resultados muestran que la molienda reactiva de alta energía ha sido completa y eficaz en la obtención de polvos nanométricos con tamaños de cristalito de 9,1 y 9,7 nm para la Al2O3 y NbC, respectivamente. Además, la desaglomeración, después del proceso de molienda reactiva de alta energía, fue eficaz en la dispersión de las inclusiones de NbC en la matriz de Al2O3. Sin embargo, no ha sido posible obtener nanocomposites de Al2O3-5vol.%NbC con alta densidad usando procesos de sinterización convencional (92-93 %DT) y microondas (80-90 %DT). En el proceso de sinterización mediante SPS, los nanocomposites presentaron densidades cercanas a la teórica (99 %DT) y, en con-secuencia, mejor dureza y resistencia al desgaste en comparación con los materiales obtenidos en un horno convencional. Los resultados correspondientes a la resistencia al desgaste han confirmado que esta propiedad está influenciada por varios factores tales como el método y temperatura de sinterización, las esferas utilizadas como contramaterial y las cargas aplicadas durante el test. Los resultados finales indicaron que los nanocomposites de Al2O3-5vol.%NbC obtenidos mediante SPS tienen un gran potencial para las distintas aplicaciones industriales, las cuales re-quieren materiales de alto rendimiento mecánico y al desgaste.

O efeito da terapia por ondas de choque (TOC) na consolidação óssea, após osteotomias bilaterais dos fêmures e osteossínteses com hastes bloqueadas, foi estudado em 8 cães. Os fêmures direitos constituíram o grupo controle e os esquerdos, o grupo tratado, que recebeu 2000 pulsos de ondas de choque de 18 kV, energia de 5mJ (-6dB), na linha da fratura. Radiografias após 4, 8 e 12 semanas, revelaram maior proliferação periosteal no grupo tratado. Os resultados dos exames cintilográficos (razão tratado/controle), realizados na 2a, 4a, 6a, 8a, 10a e 12a semanas, foram estatisticamente superiores no grupo tratado. A TOC provocou aumento da atividade osteogênica na consolidação de fraturas agudas / The effect of extracorporeal shock wave therapy (ESWT) on bone healing, after bilateral femoral osteotomies and osteosynthesis with interlocking nails, was studied in 8 dogs. The right femurs composed the control group, and the left femurs, the treated group, which received 2000 pulses of shock wave, with 18 kV, 5 mJ (-6dB) energy on the fracture line. Radiographs after 4, 8 and 12 weeks, revealed increased periosteal proliferation in the treated group. The results (treated/control ratio) of the scintigraphic exams, performed on weeks 2, 4, 6, 8, 10 and 12, were statistically higher for the treated group. The ESWT led to increased osteogenic activity on acute fracture's bone healing.

INTRODUÇÃO: O tratamento com ondas de choque (TOC) é utilizado para tratar numerosas afecções musculoesqueléticas, incluindo-se as pseudartroses e as tendinopatias. Há poucos estudos bem estruturados sobre a eficácia do TOC no tratamento da síndrome dolorosa miofascial (SDM) e não há ensaio clínico aleatorizado sobre sua utilização no tratamento das SDMs das regiões lombar e glútea. OBJETIVOS: Avaliar a eficácia do TOC no tratamento das SDMs das regiões lombar e glútea. CASUÍSTICA E MÉTODOS: Foi realizado estudo prospectivo, controlado, com amostra aleatória e duplamente encoberto sobre o tratamento de doentes com dor moderada a intensa decorrente de SDM nas regiões lombar e glútea com duração superior a seis meses, submetidos previamente a tratamento padronizado com antidepressivo, analgésico, terapia física e orientações fisioterápicas durante seis semanas. Foram elegíveis 46 doentes que apresentavam dor com intensidade >= 4 de acordo com a EVA dentre os 121 convocados. Durante seis semanas os doentes elegíveis foram submetidos a tratamento farmacológico e fisioterápico padronizado. Sete doentes usufruíram melhora clínica importante e oito abandonaram o estudo, restando 31 doentes que participaram efetivamente do estudo. Após a randomização, 14 doentes foram submetidos a TOC com cabeçote ativo e 17 a TOC com cabeçote placebo. Foram avaliados os aspectos demográficos, a apresentação clínica, a incapacidade funcional, a intensidade e as características da dor até um ano após a realização dos procedimentos destes 31 doentes. As avaliações foram realizadas com uso da Escala Visual Analógica (EVA), Questionário de Incapacidade de Roland-Morris (RDQ), Índice de Incapacidade de Oswestry (ODI), Versão Reduzida do Questionário de Dor McGill (SF-MPQ) e Inventário Diagnóstico da Dor Neuropática 4 (DN4). RESULTADOS: Não houve diferenças estatisticamente significativas entre os grupos quanto às características sociodemográficas dos doentes. Entretanto, a duração das queixas de dor dos doentes do grupo TOC ativo foi significativamente superior (p < 0,05) a dos do grupo TOC placebo. Em relação aos doentes tratados com TOC placebo, os doentes tratados com TOC ativo usufruíram redução estatisticamente significativa da dor de acordo com a EVA na interação grupo versus tempo a partir do momento \"três meses\"; a melhora manteve-se estatisticamente significativa durante um ano (p < 0,001), achado que sugere que o efeito analgésico instala-se em longo prazo e mantém-se prolongadamente. Não ocorreu modificação estatisticamente significativa na interação grupo versus tempo nas pontuações dos questionários RDQ, ODI e SF-MPQ ao longo do tempo nos doentes de ambos grupos. No momento \"12 meses\" ocorreu redução superior a 50% da incapacidade funcional da dor lombar avaliada de acordo com o RDQ em 70,0% dos doentes do grupo TOC ativo e em apenas 14,3% dos doentes tratados com TOC placebo; diferença percentual estatisticamente significativa (p < 0,05). Ocorreu também redução superior a 50% das pontuações do ODI na avaliação realizada no momento \"12 meses\" em 70,0% dos doentes incluídos no grupo TOC ativo e em apenas 14,3% dos doentes do grupo TOC placebo, diferença percentual estatisticamente significativa (p < 0,05). CONCLUSÕES: O tratamento com o TOC ativo dos doentes com SDM nas regiões lombar e glútea proporcionou melhora significativa da dor a partir do momento \"três meses\" até, pelo menos, o momento \"12 meses\" de acompanhamento, achado que sugere que seu efeito analgésico instala-se tardiamente. Adicionalmente, proporcionou melhora da funcionalidade de acordo com o RDQ e ODI na avaliação realizada no momento \"12 meses\" / INTRODUCTION: Extracorporeal shockwave therapy (ESWT) has been used successfully in different musculoskeletal conditions, including pseudarthrosis and tendinopathies. However, there are very few well-structured studies on the efficacy of ESWT in the treatment of myofascial pain syndromes (MPSs) and no randomized clinical trial about the ESWT in the treatment of lumbar and gluteal myofascial pain. OBJECTIVES: To assess the efficacy of ESWT in the treatment of lumbar and gluteal MPSs. MATERIAL AND METHODS: The study was prospective, randomized, double-blind and placebo-controlled. From 121 patients with moderate or severe pain due to MPS in the lumbar and gluteal regions lasting more than six months were enrolled; a total of 46 patients with pain intensity >= 4 according to the VAS were considered eligible. The elected patients were treated with antidepressant, analgesic and physical therapy as a standard protocol during six weeks. Seven patients had significant clinical improvement with the pharmacological and physical therapies and eight dropped out the study. The remainder 31 patients were randomized and 14 underwent active ESWT and 17 underwent placebo ESWT. The demographic aspects, clinical presentations, functional disabilities, severity and characteristics of pain were evaluated previously to the inclusion in the study until the end of the first year after the treatment with active or placebo ESWT. The evaluations were based on the Visual Analogue Scale (VAS), Roland- Morris Disability Questionnaire (RDQ), Oswestry Disability Index (ODI), Short- Form of the McGill Pain Questionnaire (SF-MPQ), and the Neuropathic Pain Diagnostic Questionnaire 4 (DN4). RESULTS: There were no statistical differences between the groups regarding the baseline characteristics of the patients. However, the duration of pain of the patients treated with active ESWT was significantly higher (p < 0,05) than those treated with placebo ESWT. There was no statistically significant variation over time in the RDQ, ODI and SF-MPQ scores between the patients from each group. Patients treated with active ESWT presented a significant reduction of pain severity according to the VAS from the third until the 12nd month of follow-up (p < 0,001), finding indicative that the analgesic effect of the ESWT starts late but remains over time. At the 12nd month of follow-up, 70,0% of the patients treated with active ESWT and just 14.3% of the patients from de placebo ESWT group had more than 50% improvement of the functional disability of the low back pain according to the RDQ, statistically significant difference (p < 0,05). There was also a reduction of more than 50% of ODI scores in the 12th month of follow-up in 70.0% of the patients treated with active ESWT and in only 14.3% of the patients treated with placebo ESWT (p < 0,05). CONCLUSIONS: The active ESWT provided a significant and lasting reduction in pain intensity from the third until the 12th month of follow-up, finding that suggests that its analgesic effect settles late and has long duration. Additionally, it provided improvement of the functionality according to the RDQ and ODI at the 12th month of follow-up

O óleo de oliva apresenta elevado potencial de aplicação no desenvolvimento de produtos farmacêuticos e cosméticos. No campo farmacêutico, esse óleo tem sido utilizado para a preparação de nanossistemas de liberação de fármacos que apresentam baixa solubilidade em água. Tais nanossistemas, incluindo as nanoemulsões, podem ser obtidos empregando processos de alta (mecânico) e baixa energia (físico-químico). A proposta do presente estudo foi adquirir maior entendimento dos processos de preparação e da aplicação de nanoemulsão por homogeneização a alta pressão (HAP) e emulsificação empregando fase D (EFD), respectivamente métodos de alta e baixa energia. O conhecimento adquirido pela sistematização da pesquisa e das atividades executadas resultou em dois artigos de revisão e dois artigos de pesquisa. O primeiro artigo de revisão permitiu identificar tendo em vista o sucesso do desenvolvimento de nanoemulsão, a necessidade de conhecimento da interação entre o fármaco e os componentes da nanoemulsão; do impacto do processo de preparação nos componentes e na estabilidade da nanoemulsão; e da influência da formulação na liberação e na absorção do fármaco por diferentes rotas de administração. Além disso, apresentamos as diferentes nanoemulsões, considerando o tipo de tensoativo utilizado para sua preparação e seu respectivo uso. O segundo artigo de revisão evidenciou a adequada seleção de processo como o fator essencial para assegurar a obtenção de nanoemulsão com propriedades pré-determinadas, oferecendo aos pesquisadores alternativa realista para sua produção em escala industrial. Com referência aos artigos de pesquisa, o primeiro comprovou a possibilidade de obtenção de nanoemulsão contendo elevado teor de óleo vegetal (40% m/m) utilizando único tensoativo em 2 concentração de 2% m/m. Esse desempenho considerado como desafio nos processos convencionais de baixa energia, foi realizado com sucesso utilizando o processo EFD. O poliol foi confirmado como variável estatisticamente significativa para a redução do diâmetro hidrodinâmico médio (DHM) da nanoemulsão, influenciando de maneira sinérgica o comportamento do tensoativo durante a fase de transição nesse método. O estudo referente ao segundo artigo permitiu a identificação e o entendimento da relação entre as variáveis de composição e de processo e o DHM, no desenvolvimento de nanoemulsão contendo óleo de oliva, empregando os processos HAP e EFD. A abordagem estatística revelou os intervalos ótimos das variáveis de composição e de processo para a obtenção do DHM desejado, o atributo crítico de qualidade. Assim, foi adquirido maior entendimento dos respectivos processos. Adicionalmente, o conceito do espaço de design e a otimização por meio da função desejo permitu a obtenção de nanoemulsão de 275 nm com sucesso, empregando a mesma composição para ambos os processos: HAP e EFD. Os conhecimentos adquiridos nesses estudos poderão direcionar o desenvolvimento de nanoemulsão inovadora, com êxito. / Olive oil has an extensive applicability in the development of pharmaceuticals and cosmetics. In the pharmaceutical field, this oil has been used for the preparation of poorly water-soluble drug delivery nanosystems. Such nanosystems, including nanoemulsions, can be obtained by employing high (mechanical) and low energy (physicochemical) processes. The aim of the present study was to acquire the deep understanding of the processes of preparation and applicability of nanoemulsion by high-pressure homogenization (HPH) and D-phase emulsification (DPE), respectively high- and low-energy methods. The knowledge acquired through the careful systematization of the research and the activities performed resulted in two review articles and two research articles. The first review article allowed to identify, targeting development of a high efficacy nanoemulsion, the need to understand the interaction between the drug and nanoemulsion components; the impact of the preparation process on the components and the nanoemulsion stability; and the influence of the formulation on the release and uptake of the drug by different administration routes. In addition, we described the development of different nanoemulsions, according to the selected surfactant for their preparations, and their respective application. The second review article evidenced the appropriate process selection as the key factor to ensure obtaining nanoemulsions with desired properties, offering to researchers, a realistic industrial scale alternatives for the development of nanoemulsions. Regarding the research articles, the first one confirmed the possibility of obtaining nanoemulsions containing high vegetable oil content (40% w/w) using a single surfactant at a concentration of 2% w/w. This challenge, considered as a challenge in conventional low energy processes, was successfully accomplished using the DPE process. The polyol was confirmed to be a statistical significate variable for the reduction of the nanoemulsion mean particle size (MPD), by synergistically influencing the behavior of the surfactant during the transition phase in this method. The second research article allowed identifying and understanding the relationship between composition and process variables and MPS in the development of olive oil nanoemulsion, using HPH and DPE processes. The statistical approach allowed the identification of optimal ranges of composition and process variables for obtaining the desired MPS, which is the critical quality attribute. Therefore, a better understanding of the respective processes was acquired. In addition, the design space concept and the optimization by means of the desire function allowed obtaining a 275 nm nanoemulsion with success, using the same compositions for both HPH and the DPE processes. The knowledge acquired in these studies will successfully allow directions for the future development of innovative nanoemulsion.

[pt] Um dos maiores desafios na perfuração das rochas carbonáticas, situadas a grandes profundidades, é superar as baixas taxas de penetração que vem sendo obtidas na perfuração de poços verticais e direcionais. Para vencer este desafio, um grande esforço vem sendo desenvolvido em várias linhas de pesquisa, tanto no desenvolvimento de novos conceitos de brocas como na seleção de um sistema de perfuração que apresente um melhor desempenho. Para atingir este objetivo, estão sendo priorizados procedimentos e sistemas de perfuração que apresentem menores níveis de vibração, pois este fenômeno além de reduzir a eficiência da perfuração, também compromete o tempo de vida útil dos equipamentos e, por consequência, acarreta a redução da confiabilidade do sistema e eleva o custo por metro da perfuração. Por conseguinte, novas tecnologias de brocas e sistemas de perfuração estão em desenvolvimento e, dentre as novas tecnologias, podemos diferenciar aquelas que promovem melhorias nas tecnologias convencionais e as tecnologias francamente inovadoras, aquelas que utilizam novos mecanismos para cortar ou fragilizar a rocha. Dentre as tecnologias inovadoras, a perfuração assistida por laser é uma das mais promissoras, nesta versão o feixe da energia radiante tem a função principal de fragilizar a rocha, facilitando o avanço da perfuração. Esta dissertação tem por objetivo realizar uma avaliação das possibilidades de aplicação da tecnologia laser na perfuração de rochas. O meio através do qual o laser deverá atuar nas aplicações futuras é analisado sobre o enfoque das suas propriedades físico-químicas. Dessa forma, o conhecimento da interação com o fluido de perfuração é o ponto de partida para a análise de viabilidade. Inicialmente, análises de absorção ótica foram realizadas em alguns tipos de fluido utilizados na indústria do petróleo e, na sequência, foram realizados testes de bancada com um dispositivo eletro-mecânico, especialmente desenvolvido, para servir de base para o laser, com potência máxima de 1500 W, direcionado sobre amostras de rochas carbonáticas. A análise de absorção ótica tem por objetivo compreender melhor o processo de interação do laser com o fluido de perfuração. Os testes de absorção ótica foram realizados para avaliar a absorção da luz, na faixa de comprimento de onda entre 800 nm até 1200 nm. A partir destas informações foi dado o primeiro passo no conhecimento da interação com o fluido de perfuração. Na seqüência da abordagem, um resumo, em nível de pesquisa bibliográfica é apresentado com os estudos, análises e testes de bancada já realizados por vários pesquisadores para verificar o estágio de desenvolvimento desta tecnologia inovadora. A partir deste conhecimento, será possível fazer uma inferência sobre as reais possibilidades desta tecnologia e iniciar um levantamento preliminar sobre os pontos considerados críticos para a sua aplicação, no cenário de perfuração de um poço de petróleo. O cenário de perfuração, como se sabe, é um ambiente agressivo, sujeito a altas vibrações, temperaturas e pressões elevadas. Para concluir, serão apresentados os resultados obtidos em teste de bancada com dispositivo especificamente construído para a fundamentação das conclusões da dissertação. Dentre os aspectos mais relevantes, podemos mencionar: a determinação da durabilidade do sistema, considerando a resistência da lente de focalização ao aquecimento provocado pelo laser e, também, uma avaliação da eficiência do processo sob o ponto de vista do valor obtido para a energia específica. Em resumo, o objetivo final dessa dissertação é o de concentrar em um documento as informações mais atualizadas sobre a utilização do laser na perfuração de rochas e apresentar uma análise, ainda que preliminar, sobre os possíveis pontos de melhoria que permitam viabilizar esta tecnologia no futuro. / [en] One of the biggest challenges in drilling the carbonate rocks located at great depths is to overcome low penetration drilling rates that have been obtained in vertical and directional wells. To overcome this challenge, a great effort is being developed on multiple lines of research. All of them are focused in new concepts of drilling procedures and the selection of a drilling system that presents a better performance. To achieve this goal, new procedures are being designed and drilling systems with lower vibration levels are under development. Vibration reduces the efficiency of drilling, also decreases the lifetime of equipment and consequently causes a reduction in reliability of all system and raises the drilling costs. Consequently, new drill bit technologies and drilling systems are being developed and, among the new technologies we can differentiate those that only promote improvements in conventional technologies and those innovative technologies, in which new mechanisms to cut or weaken the rock are used. The drilling assisted laser is one of the most promising mechanism in which the radiant energy beam has the primary function to weaken the rock increasing the performance of drilling process. This dissertation aims to perform an assessment of the possibilities of laser technology in rock drilling applications. The laser will have to pass through the drilling fluid in the future applications so it is very important to understand their physicochemical properties and their mutual interaction. For this reason, the knowledge of the interaction with the drilling fluid is the starting point for this work. First of all, it will be accomplished an analysis of optical absorption in some types of fluid used in the oil industry. After that, it will be performed bench testing with an electro-mechanical device that will support a laser whose maximum power can reach 1500 W and it will be pointed to carbonate rock samples. The optical absorption analysis aims to better understand the interaction of the laser with the drilling fluid. The optical absorption tests are performed to evaluate the absorption of light in the wavelength range from 800 nm to 1200 nm. From this information, it will be taken the first step to understand the interaction with the drilling fluid, which is the starting point for the feasibility study of the use of lasers. Following the approach, a literature review will be presented with the studies, analysis and bench testing already conducted by various researchers to check the stage of development of this new technology. Taking into account this knowledge, it will be possible to make an initial approach about the actual possibilities of this technology and initiate a preliminary survey on the questions that are critical to its application in a drilling scenario in the well construction, an aggressive environment which is subject to high vibrations, high temperatures and pressures. To conclude, we present the results obtained in bench testing with device specifically built for supporting the conclusions of the dissertation. Among the most relevant aspects, we can mention the durability of the system, considering the focusing lens lifetime under the heating effects caused by the laser. Another point, it is to make an evaluation of the performance of drilling process, considering the specific energy. In summary, the ultimate goal of this dissertation is to concentrate in a single document the most current information about the use of laser drilling and present an analysis, though preliminary, about the possible improvement points that will allow the feasibility of this technology in the future.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melina Correa Gabriel.pdf: 5915390 bytes, checksum: bae67fca28fd7999823fa6ec6ac98844 (MD5) Previous issue date: 2010-03-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The intention of this exploratory research is to study the modifications provided by high-energy mechanical milling in ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) and mixtures of this polymer with polyethylene glycol (PEG). These modifications can be of interest for future processing of UHMWPE. The mechanical milling was performed in an attritor mill, a type of mill that can be used in laboratory as well as in industry. The millings of UHMWPE were performed in different rotation speeds. For mixtures of UHMWPE and PEG, the amounts of PEG were also different. The samples were characterized by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), differential scanning calorimetry (DSC) and X-ray diffraction (XRD). The mechanical milling modified the UHMWPE particles morphology: with milling, the almost rounded shape became flat-like shape. This caused the reduction of apparent density of polymer after milling. The mechanical milling also provided structural changes. With the increasing of the rotation speed,there was the increasing of the monoclinic phase and the decreasing of the orthorhombic, up to 500 rpm. For 600 rpm, the amount of monoclinic phase decreased. In this rotation, the deformation rate probably increased the process temperature, allowing the monoclinic phase to return to its initial structural orthorhombic form. In mixtures of UHMWPE and PEG, after mechanical milling, the particles of PEG were probably reduced and better dispersed in the UHMWPE matrix. Changes in thermal characteristics of polymers also could be noted. The kinetics of UHMWPE crystal growth changed, as well as the behavior of PEG crystallization. Feasibly, dispersed particles of PEG acted as physical barriers against the crystalline phase growth of UHMWPE and the crystallization temperature of PEG decreased, when the UHMWPE and PEG mixtures were milled. / Este trabalho exploratório teve por objetivo estudar as modificações promovidas por moagem de alta energia no de polietileno de ultra-alta massa molar (PEUAMM) e sua mistura com polietileno glicol (PEG), que podem ser de interesse para auxiliar um posterior processamento do PEUAMM. As moagens foram realizadas em um moinho do tipo attritor, um tipo de moinho que pode ser usado tanto em laboratório quanto em escala industrial. Foram variadas as velocidades de rotação na moagem do PEUAMM, além das concentrações de PEG, quando feita a mistura. As amostras foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (MFA), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e difração de raios X. A moagem de alta energia do material modificou a forma das partículas de PEUAMM, passando de arredondadas a flakes, com a evolução do processo de moagem, fazendo com que a densidade aparente do polímero diminuísse muito comparado ao polímero não moído. A moagem também proporcionou mudança estrutural, permitindo a formação de fase monoclínica em detrimento da ortorrômbica. A medida que se aumentou a rotação do moinho até 500 rpm, houve um crescimento da fase monoclínica. Apenas para 600 rpm, a quantidade dessa fase sofreu decréscimo, devido possivelmente ao aumento da frequência de choques e da temperatura de processamento, fazendo com que a estrutura monoclínica retornasse à estrutura ortorrômbica original. Na mistura de PEUAMM com PEG, a moagem provavelmente permitiu redução das partículas e a melhor dispersão de PEG na matriz de PEUAMM. Também se observaram mudanças nas características térmicas dos polímeros na mistura após moagem. Ocorreu mudança na cinética de crescimento dos cristais de PEUAMM e mudança no comportamento de cristalização do PEG, comportamento este que não ocorreu para o PEUAMM moído ou para a mistura de PEUAMM com PEG antes da moagem. Possivelmente, as partículas dispersas de PEG atuaram como barreiras ao crescimento da fase cristalina do PEUAMM e houve diminuição da temperatura de cristalização do PEG, na mistura com PEUAMM após moagem.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luciana Biagini Mendes.pdf: 7206159 bytes, checksum: d493f2f21ec603c56bf971cd0445a8f6 (MD5) Previous issue date: 2010-08-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This research was an exploratory study of the changes that high energy mechanical milling can induce in ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE), using the mills Spex, Attritor and Planetary, and several times and reasons for grinding. The milling products were characterized using scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy (OM), differential scanning calorimeter (DSC), x-ray diffraction (XRD), x-ray fluorescence (XRF), and intrinsic viscosity for calculate the viscosity average molecular weight. For the analysis of micrographs observed the morphological change of particles with the grinding, the particles are initially rounded and the milling time increases the aspect ratio, acquire the form of flakes. Changing the shape in Spex mill occurs in less time, because it is a mill more energetic that Attritor and Planetary. By analysis of DSC was possible to observe the influence of high energy mechanical milling on melting and crystallization temperatures, and the percentage of crystalline phase of UHMWPE. Was used deconvolution of peaks in xray diffraction patterns for better identification of the peaks of monoclinic and orthorhombic crystalline structures. Observed the formation of monoclinic phase in the UHMWPE processed in high energy mills, to a greater percentage in the mill Attritor, possibly because it has a temperature control and avoiding a reversal of the monoclinic crystalline structure in orthorhombic crystalline structure. / Este trabalho foi realizado para um estudo exploratório das modificações que a moagem de alta energia pode provocar no polietileno de ultra alta massa molar (PEUAMM), utilizando os moinhos Spex, Attritor e Planetário, e variando tempo e poder de moagem. Os produtos de moagem foram caracterizados utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia ótica (MO), calorimetria exploratória diferencial (DSC), difração de raios x (DRX), fluorescência de raios x (FRX), e medidas de viscosidade intrínseca para o cálculo da massa molar viscosimétrica média. Pelas análises das micrografias observou-se a mudança morfológica das partículas com a moagem, inicialmente as partículas são arredondadas e com o tempo de moagem aumentam a razão de aspecto, adquirem a forma de flakes. Para o moinho Spex a mudança da forma das partículas ocorre em menor tempo, por este ser um moinho mais energético que o Attritor e Planetário. Pela análise do DSC foi possível observar a influência da moagem de alta energia nas temperaturas de fusão e cristalização, e na porcentagem de fase cristalina do PEUAMM. Foi utilizada a deconvolução de picos nos difratogramas de raios x para melhor identificação dos picos das estruturas cristalinas ortorrômbica e monoclínica. Com a moagem de alta energia ocorreu a formação da estrutura cristalina metaestável monoclínica, em maior porcentagem no moinho Attritor, possivelmente por este possuir um controle de temperatura e evitando uma reversão da estrutura cristalina monoclínica em ortorrômbica.