Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2014-01-15T12:38:00Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2008_03.pdf: 2115567 bytes, checksum: 8434c1181cfea6af8d33936cea7cdb1e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-15T12:38:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2008_03.pdf: 2115567 bytes, checksum: 8434c1181cfea6af8d33936cea7cdb1e (MD5) Previous issue date: 2008 / A caracterização do combustível nuclear é de grande importância para garantir a eficiência e até mesmo a segurança nas usinas. Atualmente as técnicas utilizadas envolvem elevados custos com equipamentos, materiais e instalações de proteção radiológica, além disso, por serem destrutivas, impõem que a verificação das características deste material seja feita por amostragem. Neste trabalho desenvolveu-se uma técnica não destrutiva, que foi utilizada para medidas de porosidade em pastilhas de Alumina (Al2O3) que forneceu resultados precisos e rápidos. Tem-se o objetivo de que esta técnica possa ser utilizada na prática laboratorial para medidas em pastilhas de UO2, pois viabilizaria a inspeção de até 100% do combustível nuclear, garantindo maior controle das características do material utilizado, resultando em maior segurança, eficiência e economia. A inovação da técnica se deve ao fato de analisar o espectro de freqüência do pulso ultra-sônico, e não seu tempo de percurso no material, comumente utilizado. Neste trabalho foram utilizadas 40 pastilhas cerâmicas de alumina com valores de porosidade entre 5,09% e 37,30%. Um sistema de reconhecimento de sinais utilizando redes neurais artificiais possibilitou distinguir pastilhas com diferenças de porosidade de 0,04%. Observou-se também que esta técnica pode ser utilizada para diversos outros fins, como por exemplo, na determinação da fração de vazio em regime de escoamento bifásico, que é muito importante para garantir a eficiência e segurança de reatores nucleares. / The characterization of nuclear fuel is of great importance to guarantee the efficiency and even the safety in the power stations. At present, the techniques used implicate elevated costs with equipments, materials and installations of radiological protection. Besides, because of being destructive techniques, they impose that the checking of the characteristics of this material is done by sampling. In this work a not destructive technique was developed for measures of porosity in ceramic materials with efficiency and precision. The objective of this work is to this technique will be able to be used in practice laboratorial for measures in UO2 pellets, so it would become viable the inspection of up to 100% of the nuclear fuel, guaranteeing bigger control of the characteristics of the used material, turning in increasing safety, efficiency and economy. The innovation of the technique is due to the fact of analysing the specter of frequency of the ultrasonic wrist, and not his time of course in the material, frequently used. In this work 40 ceramic pellets of alumina were used with values of porosity between 5,09% and 37,30%. A system of recognition of signs using artificial neural networks made possible to distinguish pellets with differences of porosity of 0,04%. It was observed that this technique can be used for several others aims, for example, in the determination of the void fraction in regimen of two-phase flow, what is very important to guarantee the efficiency and safety of nuclear reactors.

[pt] Nas últimas décadas, perfis pultrudados de polímeros reforçados com fibra (PRF) vêm despertando grande interesse na indústria civil devido a sua alta relação entre resistência e peso e sua aplicabilidade em ambientes agressivos. Apesar de apresentar grande resistência às intempéries, a degradação dos PRF foi notada após anos de exposição em campo. A utilização de ensaios não destrutivos (END) se mostra como uma boa alternativa para avaliar a integridade deste material, havendo especial interesse para controle de qualidade de baixo custo em campo. Dessa forma, este trabalho utilizou ensaios de vibração livre com duas técnicas de excitação por impulso para detectar danos em polímeros reforçados com fibra de vidro envelhecidos em câmaras com elevada temperatura, umidade e salinidade. Através da avaliação das frequências naturais e amortecimentos, foi observado o impacto das condições ambientais na integridade do material, resultado corroborado pela variação das propriedades elásticas obtidas através da resposta dinâmica acústica. / [en] In the last decades, pultruded profiles of fiber-reinforced polymers (FRP) have been attracting great interest in the civil industry due to their high strength-to-weight ratio and their applicability in aggressive environments. Despite showing great resistance to weathering, the degradation of FRP was noticed after years of exposure in the field. The use of non-destructive techniques (NDT) has been shown to be a good alternative to evaluate the integrity of this material, with special interest for low-cost quality control in the field. Thus, this work used free vibration tests with two impulse excitation techniques to detect damage in glass fiber reinforced polymers aged in chambers with high temperature, humidity and salinity. Through the evaluation of natural frequencies and damping, the impact of environmental conditions on the integrity of the material was observed, a result corroborated by the variation of elastic properties obtained through the acoustic dynamic response.

MDP (Medium Density Particleborad) boards have been developed in order to provide options for the use of waste produced by logging activity. It has the wooden particle board as a precursor. It can be considered an evolution of the particle board in terms of production process and quality of final product. The current study aims at assessing the use feasibility of wood waste of the mate tea (Ilex paraguariensis A. St. Hil.) industrialization, for MDP boards manufacture, combining different proportions of wood of Eucalyptus grandis and Pinus elliottii, glued with urea-formaldehyde. In order to carry out this study, wood waste of mate tea from Barão de Cotegipe – RS and wood particles of pine and eucalyptus from forest planting felling cycle of the Federal University of Santa Maria (UFSM) have been used. All production process of MDP boards occurred at the Laboratory of Forest Products of the UFSM, whereas the physical tests of water absorption (WA), swelling in thickness (ST), mechanical tests of elasticity module (EMO) and rupture module (RMO) of static bending, screws pulling (SP), perpendicular traction to the board surface (PT) and surface resistance (SR) occurred at the Duratex laboratory in Taquari RS. Nondestructive tests of ultrasound and colorimetry have been carried out at the Wood Industrial Engineering, Federal University of Pelotas (UFPel). At the different layers of MDP boards, particles from the outer layer (OL) had an average slenderness coefficient very similar for the three species analyzed, whereas to the inner layer (IL), where the particles are bigger, the same similarity appeared for pine and eucalyptus, for mate tea, though, this coefficient was low. The average apparent density (AP) and equilibrium moisture content of the boards produced have not significantly varied with 5% of error probability. Modeling of mixtures showed that WA and ST are determined by quadratic models, as for 2 hours as for 24 hours of immersion. In the mechanical properties, modeling presented itself in the following way: RMO of static bending, SP and PT are determined by the linear model, whereas EMO of static bending and SR are determined by the quadratic model. The density profiles of the MDP boards had a behavior similar to what happens in the commercial MDP, with high values of AD in the OL and lower values in the IL. This proceeding happened gradually between the layers. The nondestructive assessment method using ultrasound can be used in predicting the physical properties of MDP boards and mechanical properties of static bending. Ultimately, colorimetry presented a pinkish coloration for eucalyptus boards and a yellowish coloration for boards produced with pine and mate tea. Thus, we concluded that mate tea wood waste combined with the species commonly used in commercial boards, pine and eucalyptus, can be used in MDP boards without affecting their quality. The use of nondestructive methods collaborated meaningfully for answering the questions of the current study. / Os painéis MDP (Medium Density Particleboard) foram desenvolvidos com o intuito de fornecer alternativas para a utilização de resíduos produzidos pela atividade madeireira. Tem como precursor o painel de madeira aglomerada. Pode ser considerado uma evolução do aglomerado em termos de processo produtivo e qualidade do produto final. O presente estudo tem como objetivo avaliar a viabilidade da utilização de resíduos madeireiros da industrialização da erva-mate (Ilex paraguariensis A. St. Hil.), para a manufatura de painéis MDP, em combinação com diferentes proporções de madeira de Eucalyptus grandis e Pinus elliottii, coladas com ureia-formaldeído. Para realização deste trabalho, foram utilizados resíduos madeireiros de erva-mate, oriundas de Barão de Cotegipe - RS e partículas de madeira de pinus e eucalipto, oriundas do abate de árvores de plantios florestais da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Todo o processo de produção dos painéis MDP ocorreu nas instalações do Laboratório de Produtos Florestais da UFSM, já os ensaios físicos de absorção d’água (AB) e inchamento em espessura (IE), assim como os ensaios mecânicos de módulo de elasticidade (MOE) e módulo de ruptura (MOR) de flexão estática, arrancamento de parafusos (AP), tração perpendicular à superfície do painel (TP) e Resistência superficial (RS), ocorreram no laboratório da Duratex, em Taquari – RS. Os testes não destrutivos de ultrassom e colorimetria foram realizados na Engenharia Industrial Madeireira, Universidade Federal de Pelotas (UFPel). Nas diferentes camadas dos painéis MDP, as partículas de camada externa (CE) tiveram um coeficiente de esbeltez médio muito semelhante para as três espécies estudadas, já para a camada interna (CI), onde as partículas são maiores, a mesma semelhança se manteve para pinus e eucalipto, no entento para erva-mate, este coeficiente ficou abaixo. A densidade aparente (DA) média e o teor de umidade equilíbrio dos painéis produzidos não variaram significativamente a 5% de probabilidade de erro. A modelagem de misturas mostrou que a AB e o IE, são determinados por modelos quadráticos, tanto para 2 horas quanto para 24 horas de imersão. Já nas propriedades mecânicas a modelagem se manifestou da seguinte maneira: MOR de flexão estática, AP e TP são determinados pelo modelo linear, enquanto, MOE de flexão estática e RS são determinados por modelo quadrático. Os perfis de densidade dos painéis MDP tiveram comportamento semelhante ao que ocorre no MDP comercial, com altos valores de DA na CE e mais baixos na CI. Esta tramitação ocorreu de maneira gradual entre as camadas. O método de avaliação não destrutiva utilizando ultrassom pode ser utilizado na predição das propriedades físicas dos painéis MDP e para as propriedades mecânicas de flexão estática. Por fim, a colorimetria apresentou uma coloração rosada para painéis de eucalipto e uma coloração amarelada para os produzidos com pinus e erva-mate. Sendo assim, conclui-se que, o resíduo madeireiro de erva-mate em combinação com as espécies comumente utilizadas em painéis comerciais, pinus e eucalipto, pode ser utilizado em painéis MDP sem prejudicar a qualidade dos mesmos. O uso de métodos não destrutivos colaboraram de maneira signficativa para responder os questionamentos do presente trabalho.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:58:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3535.pdf: 15531173 bytes, checksum: 0bec1dee483a9cf070857af8977686a0 (MD5) Previous issue date: 2011-03-18 / Financiadora de Estudos e Projetos / Arborization is fundamental in urban spaces, due to the significant benefits it provides. To important issue to guarantee the adequacy of the role it plays is its maintenance. To this purpose, an application of preventive methods of diagnosis is recommended, allowing the evaluation of external and internal conditions of tress. Currently, the analysis of urban trees is subjectivity. For a complete and secure analysis, it is important to associate this visual external analysis to an internal analysis. This could be done by applying non-destructive techniques, wich allows an internal visualization of the tree through a tomographic image, without causing it any damage. Among the non-destructive techniques, that have applicability in the internal evaluation of urban trees, the technique of stress waves can be highlighted. Considering the great benefits that this technique can provide in the evaluation of urban trees, this research seeks to verify its scientific and technique viability, analyzing its reliability and also establishing some parameters of application. Studies with 12 trees of the Caesalpinea peltophoroides species (popularly known as Sibipiruna) have been carried out. The stress waves equipment was applied to sections of 50, 90 and 130 cm from the trees basis, generating tomographic images of these sections. Afterwards, the trees were cut at the level of these sections and, in order to compare these images, some pictures of them were made. The results show that the trees waves technique presents large applicability for internal evaluation of urban trees, achieving significant results. Also some parameters for the application of this technique were established. For instance, it is necessary to determinate the speed reference of waves propagation for the interpretation of tomographic images, as well as it is to determinate the best height of the assays section. The latter consisting on the height of the diameter to the chest height (DAP), where average density of the tree is representative. / A arborização é fundamental nos espaços urbanos, devido aos importantes benefícios que proporciona. Para garantir que esta exerça adequadamente seu papel, é importante a sua manutenção, na qual é necessário o emprego de métodos de diagnóstico preventivos, que permitam avaliar as condições externas e internas das árvores. Atualmente, a análise de árvores urbanas é realizada basicamente pela análise visual externa, a qual apresenta grande subjetividade. Para uma análise completa e segura é importante que a análise visual externa seja acompanhada de uma análise interna. Esta pode ser realizada por meio de técnicas nãodestrutivas, que possibilitam a visualização interna da árvore através da imagem tomográfica, sem causar nenhum dano a esta. Dentre as técnicas não-destrutivas existentes, com aplicabilidade na avaliação interna de árvores urbanas, pode-se destacar a técnica de ondas de tensão. Diante dos grandes benefícios que esta técnica pode proporcionar na avaliação de árvores urbanas, esta pesquisa buscou verificar sua viabilidade técnica e científica, analisando a sua confiabilidade e estabelecendo parâmetros para sua aplicação. Foram realizados estudos com 12 árvores da espécie Caesalpinea peltophoroides (conhecida popularmente como Sibipiruna), nas quais foram realizadas medições em seções a 50, 90 e 130 cm da base, empregando o equipamento de ondas de tensão, o qual gerou as imagens tomográficas das seções. Em seguida, as árvores foram cortadas nas seções de ensaio e fotografadas, para posterior comparação com a imagem tomográfica gerada. Os resultados permitiram verificar que a técnica de ondas de tensão apresenta grande viabilidade de aplicação na avaliação interna de árvores urbanas, com resultados bastante significativos. Foi possível também estabelecer alguns parâmetros de aplicação da técnica, como a necessidade da determinação da velocidade de propagação da onda de referência, para a interpretação da imagem tomográfica e a determinação da melhor altura da seção para realização dos ensaios, a qual consistiu na altura do diâmetro à altura do peito (DAP), na qual se encontra a representatividade da densidade média da árvore.

[pt] Este trabalho tem como objetivo efetuar um estudo arqueometalúrgico de objetos ferrosos e não-ferrosos resgatados de sítios históricos do Rio de janeiro. A pesquisa experimental desenvolveu uma metodologia de análise utilizando-se de técnicas destrutivas como Microscopia Ótica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão e não destrutivas como Fluorescência de Raio X (FRX) e Emissão de Raios-X por Indução de Partículas (PIXE). Os objetos foram analisados com o intuito de caracterizar sua composição, estrutura e método de elaboração. Estes correspondem a seis artefatos de natureza metálica não-ferrosa e um de natureza metálica ferrosa. O objeto metálico ferroso corresponde a uma enxada. As características microestruturais dos objetos estão correlacionadas com a função que esses desempenhavam na época e indicativa de que a enxada possa ter sido feita no Brasil por escravos africanos. A análise da enxada permite concluir que é constituída de um ferro pudlado e que foi processada por fundição e forjamento. Quanto aos objetos não-ferrosos, o rosário é constituído de um latão monofásico mais rico em cobre. Com relação à fabricação do rosário pode-se concluir de que seja de origem européia, sendo decorrente de um minério pirítico. As medalhas são de procedência européia constituídas de latão. Historicamente, pode-se deduzir que são referentes ao século XVIII. Conclui-se que as duas moedas do Sítio Rochedo sejam originárias de fontes diferentes, constatado pelas análises químicas. Porém, as concentrações químicas da moeda de 1821 são próximas a uma das moedas de 40 réis. A presente tese permitiu evidenciar a importância da sistemática de trabalho experimental de caracterização, a partir de técnicas destrutivas e nãodestrutivas de materiais, de objetos arqueológicos para estabelecer seu contexto histórico. / [en] This work undertakes an archeometallurgical study of ferrous and non-ferrous artifacts recovered from historical sites of Rio de Janeiro. The experimental research developed an analytical methodology based on destructive techniques, such as Optical Microscopy (OM), Scanning Electronic Microscopy (SEM) and Transmission Electronic Microscopy (TEM); as well as non- destructive techniques, namely X-Ray Fluorescence (XRF) and Particle Induction X-Ray Emission (PIXE). These artifacts were analyzed in order to characterize their composition, structure and elaboration/processing methods. There are six artifacts with a non-ferrous metallic nature and one with a ferrous metallic nature. The ferrous metallic artifact was a hoe. The microstructure characteristics is related to the usage of this object at that time, and indicates that the hoe could have been made in Brazil by African slaves. The analysis of the hoe indicates that it was elaborated from puddle iron and that it had been processed by foundry and forging. The rosary, one of the non-ferrous artifacts, is formed by singlephase brass riche in copper; and according to historical research it is of European origin, deriving from pyrite ore. The medals are also of European origin and are based on brass. Historically one can deduce that they are dated from the 18th century. The two coins from the Rochedo site most probably came from distinct sources, as validated by the chemical analysis. However, the chemical composition of the 1821 coin is close to that of the 40 réis coin. The present thesis has shown the importance of a systematic methodology to characterize ancient objects combining both destructive and non- destructive techniques.