O estado de São Paulo produz cerca de 58.700 t/dia de resíduos dividido pelos seus 645 municípios nas vizinhanças de aproximadamente 170 usinas de açúcar e álcool. Diante deste fato, é evidente o potencial para se fazer o uso consorciado destes dois combustíveis na geração de energia. Este trabalho investigou os possíveis efeitos deletérios que a presença de cloro, flúor, sódio e potássio possam trazer nas caldeiras voltadas para a produção de energia elétrica, utilizando bagaço de cana e combustível derivado de resíduo (CDR). Foi realizada uma busca criteriosa na literatura internacional a fim de possíveis efeitos deletérios em caldeiras de biomassa para a produção de energia em razão do uso consorciado de resíduo, no aspecto da integridade da caldeira, principalmente no papel desempenhado pelos elementos, cloro, flúor, sódio e potássio, e em seguida uma análise criteriosa dos resultados encontrados. Esta análise foi realizada através de um estudo de caso, considerando uma caldeira de leito fluidizado borbulhante (BFB) de 60MW, queimando bagaço e parte do resíduo de uma cidade de 600.000 habitantes. Verificou-se que o resíduo que a cidade produz pode ser transformado em CDR que irá alimentar a caldeira como combustível auxiliar, produzindo energia elétrica de forma limpa e sustentável. Um parâmetro utilizado para se definir a quantidade máxima de CDR queimada na caldeira, foi o cloro específico, calculado pela razão entre o teor de cloro e o poder calorífico inferior (PCI) do combustível. Com base na literatura encontrada, limitou-se o cloro específico em 40 mg/MJ, para que não haja danos a integridade do equipamento. A combustão consorciada de bagaço de cana e CDR pode ser uma alternativa para o estado de São Paulo reduzir o problema da falta de aterros para descarte de resíduos e uma possibilidade para as usinas de açúcar e álcool produzirem energia elétrica por um período mais extenso no ano, economizando bagaço de cana. / The state of São Paulo produces about 58,700 tons/day waste divided by its 645 municipalities in the vicinity of about 170 sugar and alcohol mills. Given this fact, the potential is evident to make the consortium use of these two fuels in power generation. This paper investigated the potential deleterious effects that the presence of chlorine, fluoride, sodium and potassium can bring the boilers focused on the production of electric power using bagasse and refuse derived fuel (RDF). A thorough search in the international literature with the view to possible deleterious effects on biomass boilers for power generation because of consortium use of residue in the boiler integrity aspect, particularly the role played by the elements chlorine, fluorine, sodium and potassium, and then a careful analysis of the results. This analysis was conducted through a case study, considering a bubbling fluidized bed (BFB) boiler of 60 MW, burning bagasse and part of the residue of a city of 600,000 inhabitants. It was found that the residue that the city produces can be turned into RDF which will feed the boiler as an auxiliary fuel, producing electricity in a clean and sustainable manner. A parameter used to set the maximum amount of burned RDF in the boiler, was the specific chlorine, measured by the ratio between the chlorine content and the lower heating value (LHV) of the fuel. Based on the literature found, the specific chlorine was limited to 40 mg/MJ, so there is no damage to the integrity of the equipment. The consortium combustion of bagasse and RDF can be an alternative to the state of São Paulo reduce the problem of landfills for waste disposal and a possibility for the sugar and alcohol mills producing electric power for a longer period in the year, saving bagasse.

A mineração é formada pelo conjunto de ações de lavra, concentração e transformação do minério para múltiplas finalidades. O resultado da explotação de diversos minérios, após seus beneficiamentos, é a produção de rejeitos, em quantidades variáveis. Características diversas como vazão e conteúdo de água na polpa, densidade, arredondamento, esfericidade e granulometria do material interferem e definem projetos e construção de barragens para contenção de rejeitos. Desta forma, o estudo e avaliação técnica dos rejeitos empregados na construção destas barragens e o seu comportamento são fundamentais para a divulgação e enriquecimento científico e prático, principalmente no que tange aos aspectos de segurança. Foram avaliadas as características do material depositado ao longo de praias de rejeitos de minério de ferro e fosfato, analisando-se a granulometria, densidade real dos grãos, análise de forma (arredondamento, esfericidade e relação de aspecto), e os ensaios de simulação hidráulica, estudando a variabilidade da granulometria e forma dos grãos. Verificou-se que a deposição hidráulica nas praias de rejeitos ocorre pelo efeito da granulometria e densidade, em lentes e/ou camadas com características semelhantes, condicionando variações verticais e horizontais, análoga a leques aluviais úmidos. Não foram observadas variações significativas na forma dos grãos ao longo da praia. Os ensaios de simulação revelam sedimentação em camadas planares a lenticulares, com a diminuição da granulometria à medida que se afasta do ponto de lançamento, mas alterada pelo efeito das paredes do tanque. Portanto, os comportamentos geológico-geotécnicos das praias em barragens de contenção de rejeitos, determinados por uma variabilidade deposicional, devem ser considerados na elaboração de planos de instrumentação mais eficientes em futuros projetos. / The mining is formed by ore extraction, concentration, and transformation for multiple purposes. The result of the exploitation of several ores is, after their treatment, the tailings production in variable quantities. Several characteristics as flow and content of water in the slurry, as well as density, roundness, sphericity, and grain size distribution of the sediments interfere and define projects and construction of tailings dams. Considering this, the study and technical evaluation of the tailings used are fundamental for scientifical and practical enhancement, mainly referring to security aspects. The material deposited along tailings beaches from iron and phosphate ores was investigated in grain size distribution, real density of the grains, grain shape analysis (roundness, sphericity, and aspect ratio). Also the hydraulic deposition (flumes) was analyzed according to the grain size distribution and shape analysis of sediments. In tailings beaches it was found that the sedimentation happens, due to grain size distribution and density in lenses and/or layers with similar characteristics but with vertical and horizontal variations, muck like humid alluvial fans. Significant variations were not observed in the grain shape analysis along the beaches. The flume tests revealed sedimentation in planar and lenses lamination, with decrease of the grain size distribution in a downstream direction, but modified by the effects of the flume walls. Therefore, the geological and geotechnical behaviors of the beaches in tailings dams, characterized by depositional variability, should be considered in future projects with more efficient instrumentation plan.

Este trabalho apresenta o estudo desenvolvido no Reservatório de Salto Grande (Americana, São Paulo) durante o período de agosto de 1996 a julho de 1997, para avaliar a taxa de sedimentação de material em suspensão alóctone que entra no reservatório pelo rio Atibaia (principal afluente) e pela área de entorno, bem como seus efeitos sobre as características físicas, químicas e biológicas do sistema e sua relação com o uso e ocupação da bacia hidrográfica, climatologia e mecanismos operacionais da barragem. Para tanto, foram selecionadas cinco estações de coleta considerando-se a morfometria do reservatório, nas quais foram colocadas, mensalmente, câmaras de sedimentação na proporção comprimento/diâmetro 3:1, a 30 e 70% da profundidade local, durante um período de 24 horas. Paralelamente à incubação, foram efetuadas medidas iniciais da temperatura, pH, condutividade, oxigênio dissolvido, penetração de luz, material em suspensão e nutrientes (nitrogênio e fósforo total), sendo que do material sedimentado foram quantificados os nutrientes totais e dissolvidos, material em suspensão (total, inorgânico e orgânico), clorofila a e feofitina. Os dados obtidos demonstram um gradiente de deposição de material em suspensão no sentido do rio Atibaia (Estação 1) para a barragem (Estação 5), com valores mais elevados no período chuvoso (taxa de sedimentação de 90,0 mg.cm -2 .dia -1 e 2,23 mg.cm -2 .dia -1 nas estações 1 e 5, respectivamente) em relação ao período seco (taxa de sedimentação de 6,0 mg.cm -2 .dia -1 e 1,0 mg.cm -2 .dia -1 nas estações 1 e 5, respectivamente). A maior contribuição do material em suspensão corresponde à fração inorgânica (entre 60 e 90%) em todas as estações no período chuvoso, sendo que no período seco a fração orgânica torna-se mais expressiva nas estações 3, 4 e 5 (aproximadamente 50%). A deposição de nitrogênio e fósforo total apresenta um comportamento semelhante ao do material em suspensão, com valores máximos nas câmaras de sedimentação incubadas a 70%. As taxas de sedimentação de nitrogênio variaram entre 0,1 a 1,0 mg N.cm -2 .dia -1 (estação 1, em julho e dezembro de 1996, respectivamente) e as de fósforo entre 4,0 e 50,0 µg P.cm -2 .dia -1 (estação 1, em julho e dezembro de 1996, respectivamente). Para as outras variáveis analisadas, também verificou-se as diferenças espacial (gradiente horizontal) e temporal, as quais foram mais acentuadas entre os períodos seco e chuvoso. Considerando-se os fatores que influenciam o processo de sedimentação, os principais foram a precipitação, a vazão, o tempo de residência da água e as atividades desenvolvidas na área de entorno do reservatório, com períodos diferenciados nas culturas existentes (principalmente a da cana-de-açúcar). Em relação as fontes de entrada de material alóctone, verifica-se que o rio Atibaia é o principal contribuinte, sendo que 90% desse material é depositado preferencialmente nas estações 1 e 2, formando um delta na entrada do reservatório. Os dados obtidos para taxa de sedimentação de material em suspensão e nutrientes (como fósforo e nitrogênio total), em comparação a outros sistemas, são considerados elevados, demonstrando o elevado processo de eutrofização, a perda dos usos múltiplos e a diminuição da vida útil do reservatório, bem como os impactos gerados pelas atividades antropogênicas desenvolvidas na bacia hidrográfica, influenciando a qualidade de água do sistema. / The present work shows the study developed in Salto Grande Reservoir (Americana-SP), from August 1996 to July 1997, to determine the sedimentation rate of allocthonous material, inputted in the reservoir by its main tributary (Atibaia river) and by the watershed, relationed with the physical, chemical and biological characteristics of the system and its relationship with the landuse, climatology and operational mechanisms of the dam. Five samplig stations were selected considering the reservoir morfometry, where sedimentation traps (aspect ratio 3:1) were incubeded monthly, at 30 e 70% of the local depht, during 24 hours. At the moment of incubation, water temperature, pH, conductivity, dissolved oxigen, light penetration, suspended matter and nutrients (total phosphorus and nitrogen) were measured. In the settled material, dissolved and total nutrients, suspended matter (total, inorganic and organic), chlorophyll a and phaeopigments were determined. The data shows a deposition gradient of the suspended matter from Atibaia river (sampling station 1) toward to the dam (sampling station 5), with higher values in rainy season (90,0 mg.cm -2 .day -1 and 2,23 mg.cm -2 .day -1 at station 1 and 5 respectively) compared with dry season (6,0 mg.cm -2 .day -1 and 1,0 mg.cm -2 .day -1 at station 1 and 5, respectively). The major contribution of the suspended matter is given by the inorganic component (60 to 90%) at all stations in the rainy season, however, in dry season the organic component became more expressive at stations 3, 4 and 5 (about 50%). The settling flux of total nitrogen and total phosphorus shows the same pattern of the suspended matter, with maximun values in the traps incubeded at 70%. The sedimentation rate for total nitrogen varied from 0,1 mg.cm -2 .day -1 to 1,0 mg.cm -2 .day -1 (sampling station 1, in July and December 1996, respectively) and for total phosphorus from 4 µg.cm -2 .day -1 to 50,0 µg.cm -2 .day -1 (sampling station 1, in July and December 1996, respectively). The main factors that influence the sedimentation process are precipitation, inflow, residence time of water and the different land use around the reservoir, mainly the sugar cane culture. Regarding to allochtonous material sources inputted in the reservoir, was observed that the principal contribution is from Atibaia river, settling about 90% of the suspended matter between station 1 and 2, where there is the formation of a delta. Sedimentation rate data for suspended matter and nutrients (total phosphorus and nitrogen), are considered very high when comparing with other systems, showing a increase on eutrofication process, lost of multiple uses and the siltation of the reservoir’s entry.

Neste trabalho investigamos a deposição química de filmes finos de cobalto sobre superfícies de lâminas de silício, tipo P (100), previamente ativadas com paládio e estudamos alguns mecanismos químicos envolvidos no processo de deposição química de filmes finos de cobalto. Os filmes de cobalto foram caracterizados quanto sua morfologia utilizando técnicas de Microscopia de Força Atômica (AFM) e Espectrometria de Retroespalhamento de Rutherford (RBS).Estudamos dois tipos de banho para deposição química: Receita 1 (2,0M NH4Cl, 0,005M CoCl2.6H2O, 0,15M NaH2PO2 H2O) e Receita 2 (0,14M Na3C6H5O7, 0,65M (NH4)2SO4, 0,19M CoSO4.7 H2O, 0,28M NaH2PO2 H2O) onde o pH dos banhos foi variado na faixa de 3,7 a 10 através da adição de hidróxido de amônio e a temperatura, na faixa de 65°C a 90°C. Nesta investigação sobre a deposição de cobalto sobre silício tipo P inicialmente foi observado que os sítios de paládio ficam esparsamente distribuídos sobre toda a superfície da lâmina de silício. A receita 1 não permitiu realizar deposição química sobre silício (100) tipo P em amplas faixas de pH e temperatura, com ou sem ativação das superfícies por paládio. Tal fato foi atribuído ao NH4Cl que teve o duplo papel de agente complexante e agente tamponante , fato que inviabilizou a realização da deposição química de cobalto. Por outro lado, a mudança do agente complexante para sulfato de amônio e do agente tamponante, para citrato de sódio, permitiu a realização da deposição química de cobalto em faixas de pH básico (6-10) e temperatura (65°C a 90°C). Surpreendentemente, as maiores taxas de deposição foram obtidas em temperaturas próximas à 80°C e pH próximo a 9,0. Além disso, o aumento da concentração de paládio na superfície, apesar de aumentar a taxa de deposição de cobalto nos instantes iniciais acabou por promover processos de redistribuição de paládio ao longo dos filmes de cobalto depositado. Tal fato foi atribuído a um mecanismo químico concorrente de oxidação tanto do paládio como do cobalto. / We have investigated in this work the electroless deposition processes of cobalt thin films on silicon wafer surfaces, (100) P type, previously activated with palladium and we have studied some chemical mechanisms by which the electroless deposition of cobalt may occur. The morphology of the cobalt thin films were characterized with the aid of atomic force microscope (AFM) and Rutherford Backscattering spectrometry (RBS). We have studied two types of baths for electroless deposition: Recipe 1 (2.0M NH4Cl, 0.005M CoCl2.6H2O, 0.15M NaH2PO2 H2O) and Recipe 2 (0.14M Na3C6H5O7, 0.65M (NH4)2SO4, 0.19M CoSO4.7 H2O, 0.28M NaH2PO2 H2O) where the pH of the baths was varied in the range of 3.7 to 10.0 by adding ammonia hydroxide and temperature, in range of 65°C to 90°C. In this investigation about cobalt electroless deposition on (100) P type silicon, at first, it was observed that the palladium sites were sparsely distributed over the silicon wafer surfaces after pre-activation. Unfortunately, recipe 1 was not adequated because cobalt electroless did not occurr for all ranges of tested pH and temperature and with or without palladium pre-activated. This fact was attributed to the choice of NH4Cl which acts as too efficient complexing and tamponant chemical. On the other hand, the change of the complexing agent to (NH4)2SO4 and the change of the tamponant agent to Na3C6H5O7 allowed one the cobalt electroless deposition for large ranges of alkaline pH (6-10) and temperature (65°C - 90°C). Surprisingly, the higher deposition rates were obtained for temperatures around 80°C and pH next to 9.0. Moreover, the increase of surface palladium concentration has allowed to increase the deposition rate at the early stages of the electroless deposition but, in the following, it promoted redistributions of palladium from the Co/Si interface to the Co body and oxygen incorporation in the Co film together progressive decrease of the Co-film thickness. This observation was attributed to a palladium and cobalt-oxidation mechanism.

A cidade de Cuiabá, capital de Mato Grosso, sofre com a ação de queimadas por dois fatores: tanto por possuir uma estação seca (maio a setembro) e chuvosa (outubro a abril) definida, quanto por estar localizada ao sul do bioma Amazônico, em área de Cerrado. Assim, este trabalho teve o objetivo de estudar efeitos da sazonalidade e das condições meteorológicas na composição química de águas de chuva, deposição seca (dustfall) e material particulado fino (MP2,5) e grosso (MP2,5-10) em Cuiabá, entre 2006 e 2009. As águas de chuva apresentaram valores de pH variando entre 4,13 e 8,21, enquanto que as concentrações médias ponderadas pelo volume (MPV) foram de 5,03 para o período seco e 5,37 para o chuvoso. Os íons predominantes em ordem decrescente de concentração foram Ca2+>NH4 +>NO3 ->HCO3 ->K+>Cl->Na+>SO4 2->HCOO->Mg2+. As amostragens de deposição seca ocorreram entre os meses de agosto e setembro de 2006, 2007, 2008 e 2009, totalizando 121 amostras. As amostras apresentaram valor de pH mais alto que as águas de chuva, com média de 6,73, sendo os íons predominantes K+>Ca2+>Cl->NO3 - >NH4 +>Na+>Mg2+>HCO3 ->SO4 2->C2O4 2-. Tanto nas águas de chuva quanto de deposição seca observaram-se correlações significativas entre K+ e Cl-, indicando influência das queimadas na composição iônica destas amostras. Por outro lado as relações observadas entre os íons NO3 -, SO4 2-, Ca+2 e NH4 + foram considerados como indicação de emissões das atividades da agropecuária; seja por uso de fertilizantes para plantio, nos esgotos rurais (criação intensiva de aves, suínos, gado) e também nas atividades de extração de calcário. Os resultados das avaliações do MP diários indicaram forte sazonalidade, apresentando concentrações médias de 13 g m-3 para MP2,5 na estação chuvosa, e 22,8 g m-3 na estação seca. Considerando o MP2,5-10 a variação foi de 25,6 g m-3 a 55,8 g m-3 entre as estações chuvosa e seca. As concentrações do BC variaram entre 0,61 e 17,8 g m-3, e 0,05 e 4,47 g m-3 nas frações de MP2,5 e MP2,5-10, portanto cerca de 80% estava presente na fração do MP2,5. Aplicando modelos receptores através do balanço químico de massa, verificouse que as queimadas contribuíram com até 30% da composição do MP2,5, enquanto que o solo foi responsável por até 34% da composição do MP2,5-10. As concentrações diárias do particulado indicaram que existem duas realidades em Cuiabá, sendo uma existente durante a estação chuvosa em função das baixas concentrações de MP2,5 e MP2,5-10, que atendem aos parâmetros das resoluções da OMS. Outra realidade é a encontrada durante a estação seca, onde as concentrações superam os parâmetros estabelecidos, seja pela OMS ou pela resolução do CONAMA n° 03/1990, chegando a resultados superiores a 150 g m-3 de MP10. Em geral, as baixas concentrações encontradas nas águas de chuva em Cuiabá mostram que a cidade ainda não foi impactada pelo fenômeno de chuva ácida, possibilitando a discussão sobre a viabilidade do aproveitamento de água de chuva para uso domestico. Os resultados também indicaram que este tipo de amostragem simultânea (águas de chuva, MP10 e deposição seca) apresenta a vantagem de garantir representação para grande espectro de tamanho das partículas atmosféricas. Além do que, o método de amostragem de deposição seca (dustfall) também se mostrou um método eficiente e de baixo custo para medidas de aerossóis atmosféricos onde haja dificuldade de recursos financeiros para equipamentos automáticos de medidas. / Cuiabá City, capital of Mato Grosso State, suffers with biomass burning for different reasons: seasonality to have a defined dry and wet season, and localization to be in the southern Amazon biome, in Savanna area. So, this work intends to research seasonal effects of meteorology conditions in the chemical composition of rainwater, dustfall and fine (PM2.5) and coarse (PM2.5-10) fraction of inhalable particulate matter in this city between 2006 and 2009. Values of rainwater pH samples have varied between 4,13 and 8,21 volume weight mean (VWM) were 5,03 and 5,37 for dry and wet season respectively Predominant ions were Ca2+>NH4 +>NO3 ->HCO3 ->K+>Cl->Na+>SO4 2->HCOO->Mg2+. Dustfall samples were collected during August and September of 2006-2009, total of 121 samples. Generally dustfall pH values were higher than rainwater, mean of 6,73, have being predominant ions K+>Ca2+>Cl- >NO3 ->NH4 +>Na+>Mg2+>HCO3 ->SO4 2->C2O4 2-. Both of rainwater and dustfall samples were observed significant correlations, indicating biomass burning influence in the chemical composition of samples. Also were observed correlations between NO3 -, SO4 2-, Ca2+ e NH4 + that can indicate influence of agricultural activities, fertilizes use, rural sewage and limestone exploration. Results of PM daily concentrations have indicated a high seasonality, with mean of 13 g m-3 in the wet season, and 22.8 g m-3 in the dry season for PM2.5. For PM2.5-10 concentrations, results were 25.6 and 55.8 g m-3 during wet and dry season. Black carbon concentrations have varied between 0.61 and 17.8 g m-3, and 0.05 and 4.47 for PM2.5 and PM2.5-10, where about 80% was from PM2.5. Utilizing chemical mass balance from receptor models, has verified that biomass burning is responsible for 30% of PM2.5 composition, and the dust soil is responsible for 34% of PM2.5-10 composition. These concentrations have indicated that there are two realities, being one during wet season due lower concentrations of PM2.5 and PM2.5-10, agreement with OMS guidelines. Other reality occur during dry season when concentrations can be higher than 150 g m-3. Low rainwater concentrations indicate that Cuiabá City, being a continental area, has not been impacted with the acid rain phenomenon, and possibility a discussion about rainwater domestic uses. Results also show that this kind of simultaneous sampler (rainwater, inhalable particulate matter and dustfall) present advantage to represent all specter of size aerosols. One of benefits offered by the dustfall sampled method is its efficiency, furthermore its low costs in measuring allows the sampling in regions it is not possible to acquire automatic sampler.

Como conseqüência à necessidade de desenvolver-se projetos cada vez mais otimizados em termos de custos e desempenho, existe uma crescente utilização de aços com melhores características, adequadas a uma ampla variedade de aplicações. Embora em relação ao grande número de projetos de elementos mecânicos realizados com sucesso as falhas mecânicas sejam mínimas, o custo envolvido com a ocorrência das mesmas é enorme. Dentre os diversos modos de falha em metais, a falha por fadiga tem uma especial importância por ser responsável por 50 a 90% das ocorrências sendo que a maioria destas falhas ocorre de forma inesperada. O principal objetivo deste trabalho é explorar a utilização do aço SAE 4340, em uma aplicação anteriormente restrita aos aços ferramenta, e estudar a efetividade da deposição de nitreto de titânio quanto ao aumento da vida em fadiga deste aço. O projeto de experimento desenvolvido para o presente trabalho considera o teste de corpos-de-prova nos estados recozido, temperado / revenido e temperado / revenido e revestido por TiN. Como resultado, são obtidas as curvas S - N para cada condição, sendo possível estudar a aplicabilidade do aço SAE 4340 e a tendência de aumento da vida em fadiga para os corpos-de-prova revestidos.

Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de ferramentas cerâmicas de SiA1ON aditivado com AlN, Al2O3, Ce2O3 e Y2O3 e revestidas com filme de diamante por CVD para a usinagem de compósito carbono-carbono 2D. Numa primeira etapa, foram confeccionados corpos de prova através de sinterização à pressão atmosférica, caracterizados em seguida quanto às suas propriedades físicas (fases presentes, microestrutura e massa específica) e mecânicas (microdureza e tenacidade à fratura). Posteriormente à etapa de caracterização, foram produzidas ferramentas de corte a partir desses materiais em dimensões padronizadas e revestidas com diamante. Finalmente as ferramentas foram testadas na usinagem do compósito carbono-carbono 2D. A relevância dos compósitos de carbono-carbono (C/C) deve-se a algumas de suas propriedades como: elevadas resistências à ablação e ao choque térmico, boa resistência mecânica, alta rigidez, inércia química e baixa massa específica. Entretanto, os custos associados às etapas de fabricação deste material são muito elevados. Em face de suas propriedades interessantes em altas temperaturas, crescem as aplicações dos compósitos C/C nas indústrias aeronáuticas, aeroespaciais, nuclear, biomédicas e automotivas, e também a necessidade do aprimoramento do seu processo de usinagem. Porém, devido ao seu caráter estratégico, escassa literatura sobre sua usinabilidade, e por ser este material de difícil usinabilidade (devido à grande abrasão das fibras de carbono), torna-se muito importante um estudo da sua usinabilidade desse material. Nos ensaios de usinagem, foram utilizados parâmetros de corte variados para avaliar sua influência no comportamento das ferramentas. Foi utilizada também uma ferramenta comercial sem revestimento para efeito de comparação com uma das ferramentas produzidas, também sem o revestimento. Após os ensaios ficou evidente que as ferramentas cerâmicas sem revestimento, tanto a comercial como a desenvolvida, não suportaram a ação abrasiva do compósito, apresentando altos valores de desgaste para reduzidos tempos de usinagem. Em contrapartida, as ferramentas revestidas apresentaram bom desempenho, com baixos níveis de desgaste para longos períodos de usinagem. As novas ferramentas de SiA1ON revestidas com diamantes desenvolvidas neste trabalho apresentaram um bom desempenho na usinagem do compósito carbono-carbono 2D, com baixos níveis de desgastes permitindo uma vida maior de que as ferramentas se revestimento ( cerca de 41 vezes) alcançando longos comprimentos usinados (7000 m) em altas velocidades de corte.

Neste trabalho, os primeiros filmes de diamante não dopados e dopados com boro foram crescidos sobre substratos de CVR, pela técnica HFCVD, apresentando suficiente adesão para manipulação e ensaios eletroquímicos. Os filmes de diamante foram caracterizados quanto à morfologia e à qualidade cristalina utilizando-se as técnicas de MEV e espectroscopia de espalhamento Raman, respectivamente. A técnica de difração de raios X foi também utilizada para se caracterizar os substratos e os filmes obtidos. A deposição dos filmes em toda a extensão destes substratos tridimensionais, que apresentavam profundidades superiores a 4 mm, visou a obtenção de eletrodos de diamante com alta área superficial. Desta forma, ênfase foi dada aos estudos de variação de parâmetros de crescimento do diamante para maximizar a profundidade de obtenção desses filmes e conseqüentemente obter total cobertura do substrato poroso. A relação entre as propriedades dos substratos, produzidos a diferentes temperaturas de tratamento térmico, e as características morfológicas, qualitativas e eletroquímicas apresentadas pelos filmes, também foi explorada. Para a caracterização eletroquímica foi utilizada a técnica de voltametria cíclica. Estes dados foram importantes para se comparar os eletrodos, com concentração de boro em torno de 1019 átomos.cm-3, em relação aos eletrodos de diamante já amplamente estudados. A faixa de potencial de trabalho em meio aquoso (KCl e H2SO4), a área superficial eletroquímica específica e a reversibilidade do sistema em solução com par redox Fe(CN)63-/4- para os eletrodos de diamante/CVR e de CVR também foram investigadas.

Biomateriais nanoestruturados são promissores pelo fato de apresentarem similaridades com componentes nanoestruturados de matriz extracelular. Nanotubos de carbono de múltiplas paredes (MWCNT) possuem um grande potencial para aplicações biomédicas devido às suas propriedades únicas, tais como, condutividade elétrica, alta estabilidade química, alta resistência mecânica e facilitação para incorporação de grupos funcionais para produção de arcabouços para sustentação celular. Os objetivos deste trabalho são: 1) crescimento de MWCNT alinhados sobre diferentes substratos bidimensionais (silício, vidro e titânio) e tridimensional (fibras de carbono) usando deposição química via fase vapor (CVD) assistido por microondas; 2) modificação superficial de MWCNT verticalmente alinhados usando tratamento a plasma CVD por corrente DC pulsada; e 3) testes de biocompatibilidade in vitro. São avaliadas influência do tipo do catalisador, a densidade dos MWCNT e as modificações superficiais foram avaliadas. Foram mostradas as interações dos MWCNT alinhados e quatro linhagens de células (L-929, C57/BL6, C57/BL6-GFP e SaOS-2). A não toxicidade, viabilidade celular, proliferação e adesão celular são avaliadas por: (1) teste de brometo de 3-[4,5-dimetiltiazol-2-il) 2,5 difeniltetrazolio; (2) teste de liberação de lactato desidrogenase; (3) teste de incorporação do vermelho neutro; (4) técnica de microscopia eletrônica de varredura; e (5) testes de microscopia de fluorescência. As estruturas de MWCNT alinhados revelaram que um íntimo contato entre as estruturas das células e a nanotopografia é decisiva para garantir a bioatividade e eficiência no crescimento e espalhamento celular sem produzir efeitos citotóxicos. A superhidrofilicidade é fundamental para acelerar as ligações celulares estimulando a proliferação, e consequentemente, formando rapidamente monocamadas celulares, se comparados às superficies hidrofóbicas. Estes resultados de eficiência no espalhamento, crescimento e proliferação celulares apresentados pelos MWCNT alinhados são muito importantes para o desenvolvimento de nanobiomateriais em regeneração de tecidos.

Os eletrodos de filmes de diamante CVD dopados com boro crescidos sobre silício apresentam propriedades eletroquímicas e morfológico-estruturais favoráveis para serem utilizados em diferentes aplicações. Neste trabalho, apresenta-se a pesquisa desenvolvida na elaboração destes eletrodos, assim como, sua caracterização através de diversas técnicas eletroquímicas e de análise de superfície. Os eletrodos de diamante apresentaram uma superfície uniforme contendo grãos facetados, cujo tamanho é de aproximadamente 2-3 mm. A espectroscopia Raman mostrou uma diminuição da intensidade da linha característica do diamante em 1332 cm-1 e seu deslocamento para menores energias quando se aumenta o nivel de dopagem. Simultaneamente, surgem duas bandas em 460 cm-1 e 1220 cm-1 devido ao aumento da incorporação de boro na rede cristalina. Verificou-se um aumento do stress nos filmes quando se aumenta a incorporação de boro na rede, medido através de espectroscopia Raman. Filme de diamante altamente dopado apresentou uma resistividade 6 vezes menor em relação ao filme levemente dopado. As análises de deteção de recuo elástico e de Mott-Schottky apresentaram um aumento do número de átomos de boro nos filmes de diamante quando se aumenta o nível de dopagem. Através da análise XRD Sincrontron pode-se constatar a presença de WC em todos os filmes e que o tamanho de cristalito obtido é 2 ordens de grandeza menor que os observados por MEV. Foi verificado, também, uma menor concentração de defeitos para o eletrodo de 6000 ppm B/C. O eletrodo de diamante exibiu uma faixa de potencial de utilização em torno de 3,0V em eletrólitos aquosos e apresentou um comportamento fotocorrente-voltagem típico de um semicondutor tipo-p. Foram confirmadas as características de quase-reversibilidade através do estudo com as sondas eletroquímicas, indicando uma cinética de reação de transferência de carga mais veloz utilizando a solução de ferrocianeto e o eletrodo de 5000 ppm B/C. Foi verificado, também, através do estudo do pH, que a superfície do diamante não é tão inerte quimicamente, sofrendo interações, dependendo do meio.