En esta Tesis presento un estudio espectroscópico detallado de una muestra de Regiones Hii Gigantes en galaxias observables con telescopios del Hemisferio Sur. Las Regiones Hii Gigantes proveen el vínculo entre regiones de formación estelar de menor escala y los violentos procesos de formación estelar que ocurren en las galaxias con brotes estelares intensos. Las Regiones Hii Gigantes (GHiiRs, de sus siglas en inglés) son objetos extendidos y luminosos, observados en los discos de galaxias espirales, irregulares y galaxias enanas compactas azules (BCDs, de su sigla en inglés). Las GHiiRs se forman debido a la presencia de un gran número de estrellas jóvenes y masivas cuyo flujo ultravioleta ioniza el gas que las rodea, y por lo tanto estas regiones indican una presencia de formación estelar violenta reciente o activa. El principal objetivo de este trabajo de Tesis es confirmar la presencia de Regiones Hii Gigantes en galaxias del Universo Local y realizar un estudio comparativo de GHiiRs con distintas metalicidades y estados evolutivos. La identificación de Regiones Hii Gigantes fue posible realizarla mediante espectroscopía de alta resolución, la cual me ha permitido distinguir la presencia de distintas componentes cinem áticas en el gas ionizado, con diferentes velocidades y verificar la naturaleza supersónica de dichas componentes. Definir la naturaleza y condiciones físicas de los brotes de formación estelar masiva permite analizar las abundancias químicas que producen el enriquecimiento químico del Universo Local. Para poder caracterizar los procesos físicos que gobiernan la formación estelar masiva es necesario estudiar un variado rango de entornos y propiedades. Gracias al amplio rango espectral y la buena calidad de los datos he llevado adelante el estudio de las propiedades físicas del gas ionizado. El estudio de los parámetros físicos tales como densidad, temperatura, composición química, etc., comprende el análisis de las intensidades relativas de las líneas de emisión del gas. Este tipo de análisis resulta esencial para poder mejorar el estudio de brotes de formación estelar detectados a distancias cosmológicas. En esta Tesis se presenta el estudio realizado en seis regiones brillantes de las galaxias espirales, NGC6070 y NGC7479, y en cinco brotes de formación estelar de la galaxia enana compacta azul Haro 15. En el Capítulo 1 presento una breve introducción de las propiedades generales de las Regiones Hii Gigantes y del conocimiento que se tiene sobre este tipo de objetos. En el Capítulo 2 propongo un método para proceder a un análisis detallado de la cinemática en aquellas regiones que presentan más de una componente revelada cinemáticamente en los espectros de alta resolución. En ese capítulo presento el análisis cinemático de las seis regiones estudiadas en las dos galaxias espirales y se analiza cómo la presencia de múltiples componentes cinemáticas incluye en la ubicación final en el plano L-. En el Capítulo 3 presento un análisis cinemático utilizando una metodología similar que en el capítulo anterior, pero ahora enfocado en los brotes de formación estelar violentos de la galaxia BCD Haro 15. Del análisis cinemático detallado en los brotes estudiados con más de una componente, se deriva el estudio de las propiedades físicas y abundancias químicas presentado en el Capítulo 4. En este capítulo, sumado a los datos espectroscópicos de alta resolución, presento datos de baja resolución espectral observados en la misma galaxia. Aplicando el método propuesto por el Grupo de Astrofísica del Departamento de Física Teórica de la Universidad Autónoma de Madrid, España (UAM), para la determinación de los parámetros físicos y abundancias, a partir de un programa generado por dicho grupo, realicé un cuidadoso y detallado estudio sobre las propiedades físicas, y abundancias químicas iónicas y totales del gas ionizado discriminado para cada componente cinemática y para el flujo global de las líneas de emisión. En el Capítulo 5 se presentan las conclusiones finales de la Tesis, haciendo un conciso resumen sobre los aportes más signi cativos, y se describen las líneas de trabajo a futuro que se pueden plantear como continuación de lo aquí expuesto.

Considerando as similaridades entre o nado crawl e a remada executada por surfistas, além da preparação física executada pelos mesmos em piscina, este trabalho objetivou avaliar surfistas recreacionais por meio da comparação, concordância e correlação das variáveis fisiológicas e biomecânicas obtidas a partir de testes nadando crawl e remando com prancha. Foram avaliados 14 surfistas (idade de 37,7 ± 4,7 anos) em duas situações: (i) teste em nado crawl, máximo, de 300 m e (ii) teste de remada, nas mesmas condições de intensidade e duração do teste de nado crawl. Os testes foram realizados na mesma piscina e nas mesmas condições de temperaturas e horário. Foram avaliados: consumo de oxigênio de pico (VO2pico) durante os testes, frequência cardíaca (Fcard), concentração sanguínea de lactato ([LA]), esforço percebido (EP) e cinemática em ambos os testes. Dentre os resultados: para teste de nado crawl e teste de remada respectivamente, destacam-se os resultados de VO2pico, Fcard, [LA], e EP: 38,5 ± 5,3 e 36,2 ± 5,3 ml.kg-1.min-1; 149,6 ± 17,4 e 162,2 ± 14,6 bpm; 10,4 ± 2,7 e 12,1 ± 2,7 mmol.l-1; e 16,1 ± 2,4 e 16,7 ± 1,4 pontos. As velocidades médias dos testes foram de, respectivamente, para teste de nado crawl e teste de remada: 0,91 ± 0,1 e 1,27 ± 0,1 m-s-1. De modo geral, os testes apresentaram resultados similares, com baixa concordância, alta correlação e de médios a grandes tamanhos de efeito entre nadar e remar. Considerando os resultados encontrados, o treinamento de surfistas, em piscina, não deveria ser apenas com natação. Conclui-se que os esforços e testes (nadar crawl e remar) não são plenamente intercambiáveis. / Considering the similarities between the front-crawl and the paddling movement, in addition to the physical preparation performed by surfers in swimming pool, this work aimed to compare, to test the agreement and to correlate surfers’ values of oxygen uptake obtained from swimming and paddling tests. A total of 14 surfers (age 37.7 ± 4.7 years) were evaluated in two situations: (i) a 300 m maximum front-crawl test (ii) a paddling test in the same conditions of intensity and duration of the swimming test. The tests were performed in the same pool and under the same conditions of temperatures and time of the day. Peak oxygen uptake (VO2peak) during the tests, heart rate (Fcard), blood lactate concentration ([LA]), perceived exertion (PE) and kinematics in both tests were assessed. Among the results, VO2peak, Fcard, [LA], and EP were, respectively for front-crawl and paddling test:: 38.5 ± 5.3 and 36.2 ± 5.3 ml.kg-1.min-1; 149.6 ± 17.4 and 162.2 ± 14.6 bpm; 10.4 ± 2.7 and 12.1 ± 2.7 mmol.l-1; and 16.1 ± 2.4 and 16.7 ± 1.4 points. The mean velocities of the tests were, respectively, for front-crawl test and paddling test: 0.91 ± 0.1 and 1.27 ± 0.1 m.s-1. In general, the tests presented similar results, with low agreement, high correlation, and medium to large effect sizes between swimming and paddling. Considering the results, the training of surfers, in swimming pool, should not be just with swimming. It is concluded that the efforts and tests (front-crawl and the paddling movement) are not fully interchangeable.

Realizamos um estudo observacional sobre a cinemática e o histórico de formação estelar das galáxias do par AM2058-381. Os dados utilizados consistem de espectros de fenda longa obtidos com Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) anexado ao telescópio Gemini Sul e cobrem um intervalo espectral de 3300 a 6930 À. Foram extraídos e analisados 69 espectros unidimensionais. A região observada em cada espectro representa uma área de 918 x 785 pc2 para AM2058A e 930 x 795 pc2 para AM2058B. Construímos as curvas de rotação para as galáxias do par através das linhas de emissão mais brilhantes do espectro. A velocidade sistêmica encontrada para AM2058A foi v8=12178 km s-1 e para AM2058B foi v8=12316 km s-1. adotando Ho=75 km s-1Mpc-1, encontramos que a galáxia principal está a uma distância de 162 Mpc e a companheira de 164 Mpc. Determinamos que a galáxia principal está inclinada a um ângulo i=68° e estimamos sua velocidade circular máxima em vc=314 km s-1 através do ajuste de mínimo quadrados não-linear para curva de rotação, assumindo que o gás se move sob um potencial gravitacional logarítmico. Para a galáxia companheira não foi possível realizar o ajuste, pois o campo de velocidades é muito complexo. A velocidade circular máxima desprojetada nos permitiu obter a massa dinâmica para a galáxia AM2058A em MA(r) = 2.1 x 1011M0. A massa da galáxia companheira foi estimada em MB(r)= 4.6x 1010 Mo através de parâmetros fotométricos. A razão entre as massas de LM'l-Aa = 0.21 confirma que o par é uma fusão menor (minor merger). Realizamos um estudo da população estelar para as diferentes orientações da fenda de ambas galáxias. Encontramos que a região central da galáxia principal AM2058A, por onde passam as fendas nas posições P.\ 12' (, PA=350°, é dominada pela população estelar velha com metalicidade solar e subsolar. A síntese de população estelar do disco e braços espirais da galáxia principal apresenta diferentes distribuições de idades pesadas em luz. Na direção do PA=42°, a contribuição dominante é de idade intermediária com a metalicidade maior que solar. Já a população dominante na direção do PA=350° é jovem com metalicidade subsolar. Considerando que PA=350° passa pelo centro das duas galáxias, o excesso de formação estelar recente, observado nesta direção, poderia ser o resultado da passagem da galáxia companheira através da galáxia principal. Além disso, observamos que a população estelar da galáxia companheira também apresenta metalicidade subsolar. A população estelar encontrada através da síntese para as três regiões H11 estudadas neste trabalho tem idade de 5 Manos e metalicidade subsolar. É importante salientar que estas regiões apresentam uma cinemática diferenciada em relação ao disco da galáxia, como se infere das curvas de rotação. A região Hii n° 4 mostra que o último evento de formação estelar da galáxia principal ocorreu há 1 Manos. / We carried out an observational study of the kinematics and star formation history of the galaxy pair AM2058-381. The data used consist of long slit spectra obtained with the Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) attached to the Gemini South Telescope, covering the spectral range from 3300 to 6930 À. 69 onedimensional spectra were extracted and analyzed. The observed region in each spectrum represents an area of 918 x 785 pc2 for AM2058A and 930 x 795 pc2 for AM2058B. We construct the rotation curve for the galaxies using the brightest emission lines in the spectra. The systemic velocity for the galaxies was found to be 14=12178 km s-1 and v3=12316 km s-1 for the main and secondary components. Adopting H0=75 km s-1Mpc-1, we determind that the main galaxy is distant 162 Mpc and the companion 164 Mpc. The inclination of the main galaxy was estimated as i=68°. Assuming that the gas of the main component moves under a logarithmic gravitational potential, the maximum circular velocity was found to be vc=314 km s-1. The deprojected maximum circular velocity provides the dynamical mass for the galaxy AM2058A as MA(r) = 2.1 x 1011M0. The mass of the companion galaxy was estimated from photometric parameters as MB(r)= 4.6 x101° Mo . The mass ratio= 0.21 confirms that the pair is a minor merger. We perfor- ,A med a stellar population study for the different slit orientations in both galaxies. We found that the central region of the main galaxy AM2058A is dominated by an old stellar population with metallicity <Zo. The stellar population synthesis of the disk and spiral arms of the main galaxy shows different age distributions. At the direction PA=42°, the dominant contribution comes from the.intermediate age with metallicity >Zo. The dominant population in the direction PA=350° is young with subsolar metallicity. Since PA=350° passes through the center of both galaxies, the excess of recent star formation observed in this direction may be due to the passage of the companion galaxy through the main galaxy. In addition, the main galaxy (along PA=350°) and the secondary show subsolar metallicity. The stellar population found by the synthesis for all three Hii regions studied in this work is 5 Myear old with subsolar metallicity. It is important to note that these regions show a different kinematics with respect to the galactic disk kinematics, as inferred from rotation curves. The Hii region n° 4 shows that the last event of star formation in the main galaxy occurred about 1 Myears ago.

Apresentamos mapas bidimensionais (2D) para os fluxos e razões de linhas de emissão, cinemática do gás e das estrelas na região central (≈ 100 − 300 pc de raio em torno do núcleo) das galáxias Seyfert ESO428-G14, NGC7582, NGC4051 e NGC4258 a partir de dados espectroscópicos obtidos com a Unidade de Campo Integral (IFU) do instrumento GNIRS (Gemini Near-Infrared Spectrograph) e com o instrumento NIFS (Near-infrared Integral Field Spectrograph) instaladas nos telescópios Gemini. Obtivemos medidas da cinemática estelar a partir de ajustes das bandas de absorção do CO em λ ≈ 2, 3 μm por templates estelares e mapas para as distribuições e cinemática do gás a partir de ajustes de curvas gaussianas aos perfis das linhas de emissão. A alta resolução espectral dos dados ainda nos permitiu obter a “tomografia” do gás a partir de cortes ao longo dos perfis das linhas, fornecendo um mapeamento “tridimensional”. Os campos de velocidades das estrelas são dominados por rotação no disco da galáxia. Modelamos estes campos através de rotação num potencial de Plummer. O campo de velocidades de NGC4051 é bem representado pelo modelo e apresenta um potencial gravitacional bastante concentrado, atribu´ıdo ao bojo. NGC7582 apresenta algumas distorções no campo de velocidades que não são bem representadas pelo modelo, as quais podem ser atribuídas a uma barra nuclear presente nesta galáxia. Para NGC4258 tivemos que incluir, além do potencial do bojo, uma componente para o potencial gravitacional do buraco negro supermassivo, uma vez que seu raio de influência está resolvido, o que é confirmado pelo aumento do valor da dispersão de velocidades estelar (σ*) dentro de 11 pc do núcleo. Os mapas de σ* em NGC4051 e NGC7582 apresentam regiões de baixos valores imersas num bojo de maiores valores. Estes baixos valores de σ* foram atribuídos a estrelas jovens, formadas a partir de um gás frio recentemente acretado à região nuclear, as quais ainda preservam a cinemática do gás que as formou. Os campos de velocidades do gás apresentam componentes que diferem de rotação pura. Em ESO428-G14 e NGC7582 estas componentes são observadas como outflows do núcleo. Para ESO428-G14 os outflows são devido á interação entre o jato rádio e o meio interestelar (ISM) circundante. Já em NGC7582 os outflows são atribuídos a ventos do disco de acreção. Em NGC4051 observamos inflows em direção ao núcleo ao longo de braços espirais nucleares. Em geral, observamos também que o gás emissor de H2 apresenta cinemática diferente da observada para o gás ionizado – enquanto que o H2 está mais restrito ao plano das galáxias, onde componentes de rotação são importantes, o gás de maior ionização estende-se a altas latitudes galáticas, onde são mais importantes os movimentos de outflows. A partir das distribuições de fluxos e razões de linhas concluímos que a emissão de H2 observada em NGC4051 é principalmente devida a excitação por raios X oriundos do núcleo, enquanto que em ESO428-G14 o mecanismo de excitação dominante é a interação do jato rádio com o ISM. A emissão do [Fe ii] em ESO428-G14 também é produzida por choques devido ao jato rádio. Determinamos massas de H2 quente que variam de 72 a 2700 M e de Hii entre 1,4×105 e 3,9×106M, as quais são comparáveis a valores publicados na literatura. Estimamos também as taxas de outflow e de inflow para NGC7582 e NGC4051, respectivamente. Obtivemos uma taxa de outflow de MHII ≈ 6, 3 × 10−2M ano−1 para o hidrogênio ionizado e de MH2 ≈ 8, 3 × 10−5M ano−1 para o H2 quente. Para NGC4051 obtivemos uma taxa de inflow de ˙MH2 ≈ 8 × 10−5M ano−1 para o H2 quente, a qual é aproximadamente 100 vezes menor do que o valor necessário para produzir a emissão observada. Concluímos que a taxa de inflow total de gás molecular deve ser muito maior, considerando que estamos amostrando apenas uma pequena parcela do gás molecular presente na região nuclear das galáxias ativas – o gás molecular quente. A principal inovação do presente trabalho é a riqueza de detalhes com que foi mapeada a distribuição e cinemática do gás, bem como a cinemática das estrelas na região central de galáxias Seyfert, com resoluções espaciais sem precedentes na literatura. Tal resolução espacial, combinada com a alta resolução espectral, permitiram uma comparação detalhada entre os mapas de emissão em rádio com os mapas de fluxo, razão de fluxos e principalmente da cinemática “tridimensional”. Através deste trabalho foi possível, pela primeira vez em comprimentos de onda infravermelho, mapear um inflow de gás molecular em uma galáxia ativa dentro dos 300 pc. Contribuímos também para o primeiro mapeamento de inflows no ótico nestas mesmas escalas. / We present two-dimensional (2D) maps for emission line fluxes and ratios, gaseous kinematics and stellar kinematics for the central regions of the Seyfert galaxies ESO428-G14, NGC7582, NGC4051 and NGC4258 using spectroscopic data obtained with the Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS) Integral Field Unit (IFU) and with the Near-infrared Integral Field Spectrograph (NIFS) at the Gemini telescopes. We have obtained measurements for the stellar kinematics by fitting the CO absorption bandheads around ≈ 2, 3 μm by stellar templates and have obtained maps for the gaseous distribution and kinematics from the fit of gaussian curves to the emission-line profiles. The high spectral resolution of the data allowed us to obtain a gaseous “tomography” by performing cuts in velocity bins along the emission line profiles, which provide a “tri-dimensional” map of the gas emission. The stellar velocity fields are dominated by rotation in the galactic disk. We have modelled these velocities by circular orbits in a Plummer potential. The velocity field of NGC4051 is well reproduced by the model and presents a highly concentrated gravitational potential, atributed to a compact stellar bulge. NGC7582 presents some distortions in its velocity field, which are not reproduced by the model and are atributed to a nuclear bar observed in this galaxy. For NGC4258 we needed to include, besides the bulge potential, the supermassive black hole potential, since its sphere of influence is resolved in our observations, what is confirmed by the increase in the stellar velocity dispersions (σ*) within 11 pc from the nucleus. The σ* maps for NGC4051 and NGC7582 present regions of low values immersed in a background of higher values. These low ∗ values were atributed to young stars, formed from cold gas recently accreted to the nuclear region, which still preserve the kinematics of the gas from which they have formed. The gaseous velocity fields present components that differ from pure rotation. For ESO428-G14 and NGC7582 these components are outflows from the nucleus. The outflows for ESO428-G14 are due to the interaction of the radio jet with the circumnuclear interstellar medium (ISM) and for NGC7582 the outflows are atributed to winds from the accretion disk. For NGC4051 we observe inflows towards the nucleus along nuclear spiral arms. We also observe that in general, the H2 emitting gas presents a distinct kinematics from that of the ionized gas – while the H2 is restricted to the galactic plane, where rotation is important, the higher ionization gas extends to high galactic latitudes, where the outflows are more important. From the flux distributions and line ratios we conclude that the H2 emission in NGC4051 is dominated by X rays heating, while for ESO428-G14 the main excitation mechanism is shocks due to the radio jet. The [Fe ii] emission observed in ESO428- G14 is also dominated by excitation by the radio jet. We have obtained masses for the hot H2 gas varying from 72 to 2700 M⊙ and for the ionized gas (Hii) varying from 1.4×105 to 3.9×106M⊙, which are in agreement with previously published values for active galaxies. We also derive thegas outflow and inflow rates for NGC7582 and NGC4051, respectively. For NGC7582 we obtained an outflow rate of MHII ≈ 6, 3 × 10−2M yr−1 for the ionized hydrogen and of MH2 ≈ 8, 3×10−5M yr−1 for the hot H2. For NGC4051 the hot H2 inflow rate is MH2 ≈ 8 × 10−5M yr−1, which is approximately 100 times smaller than the value necessary to produce the observed emission. We conclude that the total inflow rate of molecular gas must be much higher, as we are sampling only a small part of the molecular gas present in the nuclear region of the active galaxies – the hot emitting gas.

Apresentamos mapas bidimensionais (2D) para a cinemática do gás na região central (algumas centenas de parsecs) das galáxias ativas NGC 1566, M81, NGC 3982 e NGC 4450, e para a cinemática estelar para a galáxia' M81. As observações foram feitas com a Unidade de Campo Integral (IFU) do GMOS (Gemini Multi-Object Spectrograph) nos telescópios Gemini. Obtivemos campos de velocidades e mapas de dispersão de velocidades pelo ajuste das linhas de emissão do gás Hα, [NII]λ6584 e [SIl] λλ6717,31. Nosso objetivo foi procurar a assinatura de movimentos de queda do gás em direção ao núcleo da galáxia para alimentar o buraco negro central. Para a galáxia NGC 1566, foi possível ajustar um modelo de rotação para o gás no plano da galáxia. o que possibilitou a construção de um mapa de resíduos através da subtração do campo de velocidades modelado do campo de velocidades do gás. Nós comparamos estes mapas de resíduos e dispersão de velocidades com mapas de estrutura, construídos a partir de observações com o telescópio espacial Hubble, em busca de uma relação entre os filamentos de poeira vistos nos mapas de estrutura e fluxos de gás, no intuito de testar a hipótese de que espirais nucleares são canais pelos quais a matéria é levada de escalas galácticas até a região nuclear para alimentar o buraco negro central. Para a galáxia M81, foi possível obter o campo de velocidades estelar, que foi subtraído do campo de velocidades do gás para isolar movimentos não circulares. Para as demais galáxias, o campo de velocidades e o mapa de dispersão de velocidades foram comparados diretamente ao mapa de estrutura, uma vez que não foi possível ajustar um modelo de rotação no plano. Todas as galáxias mostram associação entre movimentos não circulares e aumentos de dispersão de velocidades com filamentos escuros observados nos mapas de estrutura. Além disso, estimamos a taxa de acreção necessária para reproduzir a luminosidade do núcleo e, também, a massa do buraco negro central para todas as galáxias da amostra e, no caso de NGC 1566 e M81, estimamos também a taxa de infiow de gás em regiões onde encontramos fluxos de gás em direção ao núcleo e comparamos esta taxa com a taxa de acreção.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:31:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 324074.pdf: 1755146 bytes, checksum: a9c52265786cfb77dd663bc121e801b0 (MD5) Previous issue date: 2013 / O uso de ferramentas computacionais de simulação em robótica vem crescendo, como por exemplo, em etapas de projeto e de análise. Nesse contexto, foi desenvolvido pelo Laboratório de Robótica Raul Guenther da Universidade Federal de Santa Catarina um framework computacional de análise cinemática para mecanismos, chamado KAST (Kinematic Analysis by Screw Theory). Este trabalho tem como objetivo expandir o KAST desenvolvendo um módulo de software que contemple a análise estática para mecanismos. Com o framework expandido, será possível realizar a análise estática de mecanismos, usando modelagem via helicoides. O módulo permite a inclusão de forças externas como a força gravitacional de cada elo, bem como o contato com o meio. O módulo desenvolvido baseia-se no método de Davies tendo como base a teoria de helicoides para permitir a modelagem e as operações da análise estática. Neste trabalho apresenta-se a fundamentação teórica necessária para a análise estática via helicoides, faz-se uma revisão da modelagem estática para mecanismos e apresentam-se os aspectos construtivos desse módulo e sua incorporação ao KAST. Estudos preliminares foram desenvolvidos para validação do módulo, onde exemplos didáticos foram implementados. O resultado principal compreende a aplicação do framework expandido na análise estática de um robô industrial paralelo, o ABB IRB360, conhecido como FlexPickerTM. A análise desenvolvida com o KAST expandido permitiu um estudo completo das forças e momentos nas juntas do robô. Essa análise foi realizada sobre trajetórias programadas dentro do volume de trabalho do robô. Ao final do trabalho, são apresentados gráficos de forças sobre trajetórias, demonstrando assim o potencial do módulo desenvolvido.<br> / Abstract : The use of computational tools for robotic simulation is growing, eg., at design and analysis stages. Within this context, it was developed at the Laboratory of Robotics at Federal University of Santa Catarina a computational framework for mechanisms kinematic analysis, named KAST (Kinematic Analysis by Screw Theory). This work main objective is to expand the KAST by developing a software module that perform the mechanisms static analysis. With the expanded framework, it will be possible to realize mechanisms static analysis through screw theory. The module allows the inclusion of external forces such as gravitational force of each link and environmental contact. The developed module is based on Davies Method through screw theory to permit the modelling and static analysis operations. This work presents the theoretical tools needed to perform static analysis by screw theory. It also describe the constructive aspects of the developed module and its incorporation to the KAST. Preliminary studies were developed to validate the developed module, one didactic example was implemented. The main result consist the expanded framework application for the static analysis of a industrial parallel robot, the ABB IRB360, also known as FlexPickerTM. The analysis performed with the expanded KAST allowed a full range study of forces and moment of forces applied at the robot joints. This analysis was performed over programmed trajectories within the robot workspace. At the end of this work, the graphics of the forces over trajectories are shown, illustrating the developed module potential.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:40:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 323968.pdf: 528292 bytes, checksum: c320bc4443314e3d9c37140f7c22b4e4 (MD5) Previous issue date: 2013 / O projeto de novos dispositivos mecânicos depende da experiência e conhecimento do projetista. Metodologias de projeto foram desenvolvidas visando diminuir essa dependência. Neste trabalho, algumas metodologias de projeto de mecanismos são analisadas e comparadas. Em seguida, uma nova metodologia é proposta, com foco na determinação das características estruturais e no uso dos requisitos de projeto para eliminar mecanismos inviáveis. Outro objetivo da metodologia proposta e sistematizar o projeto de mecanismos de modo a reduzir decisões subjetivas por parte do projetista. Por fim, a metodologia proposta e aplicada no projeto de mecanismos de costura. Os mecanismos de costura podem ser classificados em dois tipos: com acesso bilateral e com acesso unilateral. A costura com acesso unilateral apresenta grande potencial para diversas aplicações, tanto na indústria têxtil quanto em áreas menos tradicionais, como a medicina. Entretanto, poucos dispositivos para a costura com acesso unilateral foram desenvolvidos com sucesso. Neste trabalho, o mecanismo de costura projetado é do tipo com acesso unilateral. O desenvolvimento do projeto segue a metodologia proposta. Assim, faz-se inicialmente um levantamento do estado da arte de mecanismos de costura com acesso unilateral. Utilizando o levantamento do estado da arte, listam-se os requisitos necessários para tal mecanismo. Em seguida, faz-se a síntese de mecanismos de costura com acesso unilateral. Após a eliminação de mecanismos inviáveis, apresentam-se dois mecanismos de costura com acesso unilateral. Finalmente, notou-se que a metodologia utilizada tornou o projeto independente do projetista visto que nenhuma decisão foi subjetiva.<br> / Abstract : The design of new mechanical devices depends on the designer's experienceand knowledge. Design methodologies were created in an effort tomake the design process less dependent on the designer. In this work, afew mechanisms design methodologies are analysed and compared. Then,a new methodology is proposed, concentrating on the determination of structuralcharacteristics and on the use of the design requirements to eliminateunfeasible mechanisms. Another objective of the proposed methodology is tosystemise the design of mechanisms in order to reduce subjectives decisionsfrom the designer. The proposed methodology is then applied to the designof stitching mechanisms.Stitching mechanisms can be classified in two types: two-side access andone-side access. Stitching with one-side access has a great potential for manyapplications, such as textile industries or even medicine; although, few ofsuch designed devices were successfully developed. In this work, the stitchingmechanism designed is with one-side access.The development of the mechanism follows the proposed methodology. Initially,a state of the art survey for one-side stitching devices is carried out.Once the survey is done, all design and structural requirements for an onesidestitching device are listed. Then, the synthesis of mechanisms for a onesidestitching device is done. After unfeasible mechanisms are eliminated,two solutions for stitching devices with one-side access are presented. Finally,the proposed methodology made the design process independent fromthe designer since no subjective decision was taken.

Considerando as similaridades entre o nado crawl e a remada executada por surfistas, além da preparação física executada pelos mesmos em piscina, este trabalho objetivou avaliar surfistas recreacionais por meio da comparação, concordância e correlação das variáveis fisiológicas e biomecânicas obtidas a partir de testes nadando crawl e remando com prancha. Foram avaliados 14 surfistas (idade de 37,7 ± 4,7 anos) em duas situações: (i) teste em nado crawl, máximo, de 300 m e (ii) teste de remada, nas mesmas condições de intensidade e duração do teste de nado crawl. Os testes foram realizados na mesma piscina e nas mesmas condições de temperaturas e horário. Foram avaliados: consumo de oxigênio de pico (VO2pico) durante os testes, frequência cardíaca (Fcard), concentração sanguínea de lactato ([LA]), esforço percebido (EP) e cinemática em ambos os testes. Dentre os resultados: para teste de nado crawl e teste de remada respectivamente, destacam-se os resultados de VO2pico, Fcard, [LA], e EP: 38,5 ± 5,3 e 36,2 ± 5,3 ml.kg-1.min-1; 149,6 ± 17,4 e 162,2 ± 14,6 bpm; 10,4 ± 2,7 e 12,1 ± 2,7 mmol.l-1; e 16,1 ± 2,4 e 16,7 ± 1,4 pontos. As velocidades médias dos testes foram de, respectivamente, para teste de nado crawl e teste de remada: 0,91 ± 0,1 e 1,27 ± 0,1 m-s-1. De modo geral, os testes apresentaram resultados similares, com baixa concordância, alta correlação e de médios a grandes tamanhos de efeito entre nadar e remar. Considerando os resultados encontrados, o treinamento de surfistas, em piscina, não deveria ser apenas com natação. Conclui-se que os esforços e testes (nadar crawl e remar) não são plenamente intercambiáveis. / Considering the similarities between the front-crawl and the paddling movement, in addition to the physical preparation performed by surfers in swimming pool, this work aimed to compare, to test the agreement and to correlate surfers’ values of oxygen uptake obtained from swimming and paddling tests. A total of 14 surfers (age 37.7 ± 4.7 years) were evaluated in two situations: (i) a 300 m maximum front-crawl test (ii) a paddling test in the same conditions of intensity and duration of the swimming test. The tests were performed in the same pool and under the same conditions of temperatures and time of the day. Peak oxygen uptake (VO2peak) during the tests, heart rate (Fcard), blood lactate concentration ([LA]), perceived exertion (PE) and kinematics in both tests were assessed. Among the results, VO2peak, Fcard, [LA], and EP were, respectively for front-crawl and paddling test:: 38.5 ± 5.3 and 36.2 ± 5.3 ml.kg-1.min-1; 149.6 ± 17.4 and 162.2 ± 14.6 bpm; 10.4 ± 2.7 and 12.1 ± 2.7 mmol.l-1; and 16.1 ± 2.4 and 16.7 ± 1.4 points. The mean velocities of the tests were, respectively, for front-crawl test and paddling test: 0.91 ± 0.1 and 1.27 ± 0.1 m.s-1. In general, the tests presented similar results, with low agreement, high correlation, and medium to large effect sizes between swimming and paddling. Considering the results, the training of surfers, in swimming pool, should not be just with swimming. It is concluded that the efforts and tests (front-crawl and the paddling movement) are not fully interchangeable.

Apresentamos mapas bidimensionais (2D) para os fluxos e razões de linhas de emissão, cinemática do gás e das estrelas na região central (≈ 100 − 300 pc de raio em torno do núcleo) das galáxias Seyfert ESO428-G14, NGC7582, NGC4051 e NGC4258 a partir de dados espectroscópicos obtidos com a Unidade de Campo Integral (IFU) do instrumento GNIRS (Gemini Near-Infrared Spectrograph) e com o instrumento NIFS (Near-infrared Integral Field Spectrograph) instaladas nos telescópios Gemini. Obtivemos medidas da cinemática estelar a partir de ajustes das bandas de absorção do CO em λ ≈ 2, 3 μm por templates estelares e mapas para as distribuições e cinemática do gás a partir de ajustes de curvas gaussianas aos perfis das linhas de emissão. A alta resolução espectral dos dados ainda nos permitiu obter a “tomografia” do gás a partir de cortes ao longo dos perfis das linhas, fornecendo um mapeamento “tridimensional”. Os campos de velocidades das estrelas são dominados por rotação no disco da galáxia. Modelamos estes campos através de rotação num potencial de Plummer. O campo de velocidades de NGC4051 é bem representado pelo modelo e apresenta um potencial gravitacional bastante concentrado, atribu´ıdo ao bojo. NGC7582 apresenta algumas distorções no campo de velocidades que não são bem representadas pelo modelo, as quais podem ser atribuídas a uma barra nuclear presente nesta galáxia. Para NGC4258 tivemos que incluir, além do potencial do bojo, uma componente para o potencial gravitacional do buraco negro supermassivo, uma vez que seu raio de influência está resolvido, o que é confirmado pelo aumento do valor da dispersão de velocidades estelar (σ*) dentro de 11 pc do núcleo. Os mapas de σ* em NGC4051 e NGC7582 apresentam regiões de baixos valores imersas num bojo de maiores valores. Estes baixos valores de σ* foram atribuídos a estrelas jovens, formadas a partir de um gás frio recentemente acretado à região nuclear, as quais ainda preservam a cinemática do gás que as formou. Os campos de velocidades do gás apresentam componentes que diferem de rotação pura. Em ESO428-G14 e NGC7582 estas componentes são observadas como outflows do núcleo. Para ESO428-G14 os outflows são devido á interação entre o jato rádio e o meio interestelar (ISM) circundante. Já em NGC7582 os outflows são atribuídos a ventos do disco de acreção. Em NGC4051 observamos inflows em direção ao núcleo ao longo de braços espirais nucleares. Em geral, observamos também que o gás emissor de H2 apresenta cinemática diferente da observada para o gás ionizado – enquanto que o H2 está mais restrito ao plano das galáxias, onde componentes de rotação são importantes, o gás de maior ionização estende-se a altas latitudes galáticas, onde são mais importantes os movimentos de outflows. A partir das distribuições de fluxos e razões de linhas concluímos que a emissão de H2 observada em NGC4051 é principalmente devida a excitação por raios X oriundos do núcleo, enquanto que em ESO428-G14 o mecanismo de excitação dominante é a interação do jato rádio com o ISM. A emissão do [Fe ii] em ESO428-G14 também é produzida por choques devido ao jato rádio. Determinamos massas de H2 quente que variam de 72 a 2700 M e de Hii entre 1,4×105 e 3,9×106M, as quais são comparáveis a valores publicados na literatura. Estimamos também as taxas de outflow e de inflow para NGC7582 e NGC4051, respectivamente. Obtivemos uma taxa de outflow de MHII ≈ 6, 3 × 10−2M ano−1 para o hidrogênio ionizado e de MH2 ≈ 8, 3 × 10−5M ano−1 para o H2 quente. Para NGC4051 obtivemos uma taxa de inflow de ˙MH2 ≈ 8 × 10−5M ano−1 para o H2 quente, a qual é aproximadamente 100 vezes menor do que o valor necessário para produzir a emissão observada. Concluímos que a taxa de inflow total de gás molecular deve ser muito maior, considerando que estamos amostrando apenas uma pequena parcela do gás molecular presente na região nuclear das galáxias ativas – o gás molecular quente. A principal inovação do presente trabalho é a riqueza de detalhes com que foi mapeada a distribuição e cinemática do gás, bem como a cinemática das estrelas na região central de galáxias Seyfert, com resoluções espaciais sem precedentes na literatura. Tal resolução espacial, combinada com a alta resolução espectral, permitiram uma comparação detalhada entre os mapas de emissão em rádio com os mapas de fluxo, razão de fluxos e principalmente da cinemática “tridimensional”. Através deste trabalho foi possível, pela primeira vez em comprimentos de onda infravermelho, mapear um inflow de gás molecular em uma galáxia ativa dentro dos 300 pc. Contribuímos também para o primeiro mapeamento de inflows no ótico nestas mesmas escalas. / We present two-dimensional (2D) maps for emission line fluxes and ratios, gaseous kinematics and stellar kinematics for the central regions of the Seyfert galaxies ESO428-G14, NGC7582, NGC4051 and NGC4258 using spectroscopic data obtained with the Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS) Integral Field Unit (IFU) and with the Near-infrared Integral Field Spectrograph (NIFS) at the Gemini telescopes. We have obtained measurements for the stellar kinematics by fitting the CO absorption bandheads around ≈ 2, 3 μm by stellar templates and have obtained maps for the gaseous distribution and kinematics from the fit of gaussian curves to the emission-line profiles. The high spectral resolution of the data allowed us to obtain a gaseous “tomography” by performing cuts in velocity bins along the emission line profiles, which provide a “tri-dimensional” map of the gas emission. The stellar velocity fields are dominated by rotation in the galactic disk. We have modelled these velocities by circular orbits in a Plummer potential. The velocity field of NGC4051 is well reproduced by the model and presents a highly concentrated gravitational potential, atributed to a compact stellar bulge. NGC7582 presents some distortions in its velocity field, which are not reproduced by the model and are atributed to a nuclear bar observed in this galaxy. For NGC4258 we needed to include, besides the bulge potential, the supermassive black hole potential, since its sphere of influence is resolved in our observations, what is confirmed by the increase in the stellar velocity dispersions (σ*) within 11 pc from the nucleus. The σ* maps for NGC4051 and NGC7582 present regions of low values immersed in a background of higher values. These low ∗ values were atributed to young stars, formed from cold gas recently accreted to the nuclear region, which still preserve the kinematics of the gas from which they have formed. The gaseous velocity fields present components that differ from pure rotation. For ESO428-G14 and NGC7582 these components are outflows from the nucleus. The outflows for ESO428-G14 are due to the interaction of the radio jet with the circumnuclear interstellar medium (ISM) and for NGC7582 the outflows are atributed to winds from the accretion disk. For NGC4051 we observe inflows towards the nucleus along nuclear spiral arms. We also observe that in general, the H2 emitting gas presents a distinct kinematics from that of the ionized gas – while the H2 is restricted to the galactic plane, where rotation is important, the higher ionization gas extends to high galactic latitudes, where the outflows are more important. From the flux distributions and line ratios we conclude that the H2 emission in NGC4051 is dominated by X rays heating, while for ESO428-G14 the main excitation mechanism is shocks due to the radio jet. The [Fe ii] emission observed in ESO428- G14 is also dominated by excitation by the radio jet. We have obtained masses for the hot H2 gas varying from 72 to 2700 M⊙ and for the ionized gas (Hii) varying from 1.4×105 to 3.9×106M⊙, which are in agreement with previously published values for active galaxies. We also derive thegas outflow and inflow rates for NGC7582 and NGC4051, respectively. For NGC7582 we obtained an outflow rate of MHII ≈ 6, 3 × 10−2M yr−1 for the ionized hydrogen and of MH2 ≈ 8, 3×10−5M yr−1 for the hot H2. For NGC4051 the hot H2 inflow rate is MH2 ≈ 8 × 10−5M yr−1, which is approximately 100 times smaller than the value necessary to produce the observed emission. We conclude that the total inflow rate of molecular gas must be much higher, as we are sampling only a small part of the molecular gas present in the nuclear region of the active galaxies – the hot emitting gas.

Apresentamos mapas bidimensionais (2D) para a cinemática do gás na região central (algumas centenas de parsecs) das galáxias ativas NGC 1566, M81, NGC 3982 e NGC 4450, e para a cinemática estelar para a galáxia' M81. As observações foram feitas com a Unidade de Campo Integral (IFU) do GMOS (Gemini Multi-Object Spectrograph) nos telescópios Gemini. Obtivemos campos de velocidades e mapas de dispersão de velocidades pelo ajuste das linhas de emissão do gás Hα, [NII]λ6584 e [SIl] λλ6717,31. Nosso objetivo foi procurar a assinatura de movimentos de queda do gás em direção ao núcleo da galáxia para alimentar o buraco negro central. Para a galáxia NGC 1566, foi possível ajustar um modelo de rotação para o gás no plano da galáxia. o que possibilitou a construção de um mapa de resíduos através da subtração do campo de velocidades modelado do campo de velocidades do gás. Nós comparamos estes mapas de resíduos e dispersão de velocidades com mapas de estrutura, construídos a partir de observações com o telescópio espacial Hubble, em busca de uma relação entre os filamentos de poeira vistos nos mapas de estrutura e fluxos de gás, no intuito de testar a hipótese de que espirais nucleares são canais pelos quais a matéria é levada de escalas galácticas até a região nuclear para alimentar o buraco negro central. Para a galáxia M81, foi possível obter o campo de velocidades estelar, que foi subtraído do campo de velocidades do gás para isolar movimentos não circulares. Para as demais galáxias, o campo de velocidades e o mapa de dispersão de velocidades foram comparados diretamente ao mapa de estrutura, uma vez que não foi possível ajustar um modelo de rotação no plano. Todas as galáxias mostram associação entre movimentos não circulares e aumentos de dispersão de velocidades com filamentos escuros observados nos mapas de estrutura. Além disso, estimamos a taxa de acreção necessária para reproduzir a luminosidade do núcleo e, também, a massa do buraco negro central para todas as galáxias da amostra e, no caso de NGC 1566 e M81, estimamos também a taxa de infiow de gás em regiões onde encontramos fluxos de gás em direção ao núcleo e comparamos esta taxa com a taxa de acreção.