Neste trabalho, realizamos um estudo da dependência da condutividade elétrica dc ( ), com a dopagem (tempo de exposição ao ácido clorídrico de (0 a 6 horas), temperatura (80 T 300K) e campo elétrico (E) em filmes auto-sustentáveis de polianilina. As amostras foram metalizadas com ouro em ambas as faces e as medidas realizadas utilizando-se o método de duas pontas. O pó utilizado nos filmes foi sintetizado quimicamente através da mistura da anilina com ácido clorídrico, a qual foi adicionada uma segunda solução de peroxidissulfato de amônio e que após desdopagem com hidróxido de amônio, obteve-se a base esmeraldina, esse produto foi dissolvido em N-Metil Pirrolidona possibilitando a obtenção dos filmes pelo método casting e posteriormente dopados por imersão em solução de ácido clorídrico em níveis desejados. Para um curto tempo de exposição ao ácido clorídico (menos de 30 minutos) observamos um rápido crescimento da condutividade com o aumento da dopagem. Para tempos mais longos a condutividade tende a saturação. Da análise da condutividade em função da temperatura obtivemos que ~ exp(T(-1/4)) consistente com o modelo de \"Saltos de Alcance Variável\" proposto por Mott. Nesse modelo a condução ocorre através do tunelamento assistido por fônons entre estados eletrônicos localizados. Se os estados são muito localizados um elétron só poderá saltar para o estado mais próximo, e assim a condutividade será proporcional ao fator de Boltzmann. Se a localização é menos intensa , um elétron pode saltar para sítios onde a energia de ativação é menor mas que estão situados mais distantes do que os primeiros vizinhos, ou seja, a condução ocorrerá por saltos com alcance variável. / In this work, we accomplished a study of the dependence of the dc electrical conductivity ( ), with the doping level (time of immersion of the film into the hydrochloric acid - 0 t 6 hours), temperature (80 T 300K) and electric field (E) in polyaniline thin films. The electric contacts to the samples were obtained using gold deposited in both faces and the measurements have been done using the method of two points. The powder used in the films was synthesized chemically through the mixture of the aniline with hydrochloric acid. A second solution of ammonium peroxidissulfate has been added to the mixture and after that the same has been treated with ammonium hydroxide. The emeraldine base so obtained has been dissolved in N-Methyl-2-pyrrolidinone to be used to produce the films by the method of casting. Later on the films have been doped by imersion with hydrochloric acid in wanted levels. For a short time of immersion into hydrochloric acid (less than 30 minutes) we observed a fast growth of the conductivity with the increase of the doping level. For longer times the conductivity tends to the saturation. Analyzing the conductivity as a function of temperature we obtained that ~ exp (T(-1/4)) consistent with the model of Variable Range Hopping proposed by Mott. In that model the conduction happens through the tunneling of carriers assisted by phonons between localized electronic states. If the localization is very strong, the carrier can only jump to the nearest state, and the conductivity will be proportional to the Boltzmann factor. If the location is less strong, a carrier can jump to sites for which the activation energy is smaller but which can reside further way. As a result we have conductivity with variable range hopping.

É descrito um sistema automatizado para a realização de medidas elétricas em materiais dielétricos. Um microcomputador é responsável pelo controle e programação da temperatura da amostra, aquisição dos dados experimentais e apresentação e armazenamento dos resultados. O controle de temperatura permite aquecer e resfriar amostras a taxas constantes, manter a temperatura constante, superpor a esses processos uma variação senoidal de temperatura e ainda programar aquecimentos com taxas não lineares. Por esta versatilidade, o sistema permite realizar vários tipos de medidas elétricas tais como; corrente termo estimuladas em circuito fechado e aberto, correntes de absorção e correntes piroelétricas. Mostra-se o desempenho do sistema e alguns resultados de medidas elétricas em polímeros. / We describe an automatic system for electrical measurements in dielectric samples. The system is based on an Apple-like microcomputer, responsible for controlling and programming the sample temperature, data acquisition, display and storage. The temperature control allows heating and cooling samples at fixed rates, over which a superimposed sinusoidal perturbation may be applied, and also, non linear heating rates can be generated. Because of this versatility, the system allows many types of electrical measurements, just like thermal stimulated currents, thermal stimulated discharges, absorption currents and pyroelectric currents. We show the performance of the system and some results of practical measurements in polymers.

O tema segurança das instalações elétricas não é novo no Brasil, porém sempre foi dependente de iniciativas particulares de empresas, entidades de classe e outros atores que incentivaram a educação, a adoção séria das Normas Técnicas desde o projeto da instalação, especificação e uso de materiais adequados e conformes a seus requisitos técnicos e a montagem correta. Somente essas ações não se mostraram totalmente eficazes ao longo do tempo, uma vez que o caráter voluntário para o cumprimento das Normas Técnicas não tem sido suficiente para conscientizar o mercado para a importância do tema. Este cenário se mostra adequado para a adoção do conceito de avaliação da conformidade de produtos e serviços, envolvendo ou não uma terceira parte independente, a exemplo do que vem sendo feita em outros países. Esta dissertação apresenta os conceitos principais adotados nos processos de avaliação da conformidade no âmbito internacional e sua correspondência direta com aqueles definidos pelo Inmetro no Brasil, pela situação privilegiada do país em participar diretamente dessa comunidade, tanto com o reconhecimento mútuo de programas e laboratórios. Nesse tema, o trabalho mostra os resultados positivos conseguidos nas áreas de produtos em geral e, particularmente, nos produtos elétricos, cuja quase totalidade é objeto de certificação compulsória pelo Inmetro. É descrita também a seqüência de fatos e ações tomadas no Brasil para o diagnóstico do nível de segurança das instalações elétricas de baixa tensão por meio de programas particulares, os resultados obtidos por programas diferentes, o envolvimento inicial dos órgãos reguladores e a parada das atividades no âmbito federal. Ações complementares às tentativas de discussão sobre o tema e de encaminhamento e aprovação de processos junto aos órgãos regulamentadores, a dissertação também mostra e discute as legislações municipais, estaduais existentes no país e do Corpo de Bombeiros da Polícia Militar do Estado de São Paulo, as quais, com sua efetiva implementação, poderão contribuir com a melhoria da segurança dos usuários das instalações elétricas, a exemplo do que é realizado em mais de 30 países do mundo. viii Também é descrito um modelo alternativo de caráter voluntário, resultado de iniciativa independente de alguns atores do mercado, baseado nas experiências de vários países e que está sendo implementado pela primeira vez no país, com as vantagens para todos os atores, distribuidoras de energia elétrica, administração pública, fabricantes de materiais, projetistas, proprietários e, principalmente, usuários. / The safety of electrical installations is not a new theme in Brazil, but it has always been dependent on private initiatives of companies, unions and other stakeholders, with great sacrifice, education encouraged the adoption of serious technical standards from the design, specification and use of materials and correct assembly line. Only those actions were not fully effective, as the voluntary aspect to comply with the Standards has not been enough to guarantee awareness about the importance of the subject. This scenario is suitable for the adoption of the conformity assessment concept applied to products and services, whether or not involving an independent third party, as been done in other countries This work presents the main concepts adopted in the process of conformity assessment in the international arena and its direct correspondence with those defined by Inmetro in Brazil, the situation inside the country to participate directly in this community, both with the recognition of programs and laboratories. In this theme, the work shows the positive results have been achieved in the areas of commodities in general and particularly in electrical products, virtually all of which are subject to Inmetro mandatory certification. It also described the sequence of events and actions taken in Brazil for the diagnosis of the safety level through special programs, the results obtained by different programs, the initial involvement of regulators and end of the activities at the federal level. Concerning additional actions to discuss the issue and to approve process with the competent regulators, the work also shows the municipal and state laws and the Technical Instruction of Fire Department of Military Police of State of São Paulo, which, with its effective implementation will contribute to improve the safety of users of electrical installations, similar to that in over 30 countries worldwide. The work also describes an alternative voluntary model based on the experiences of several countries and that it is being first implemented in the country as an initiative of several market players, with benefits for all actors, electric energy distribution companies, public administration, manufacturers of materials, designers, installers, builders, owners and users.

Submitted by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2011-03-30T14:26:45Z No. of bitstreams: 2 PEREIRA, Carlos Simões PPGEngenharia Elétrica.pdf: 6922650 bytes, checksum: a9d393c7e0517d85715a8df3e2ce480b (MD5) license_rdf: 22876 bytes, checksum: 0a4e855daae7a181424315bc63e71991 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-03-30T14:26:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 PEREIRA, Carlos Simões PPGEngenharia Elétrica.pdf: 6922650 bytes, checksum: a9d393c7e0517d85715a8df3e2ce480b (MD5) license_rdf: 22876 bytes, checksum: 0a4e855daae7a181424315bc63e71991 (MD5) Previous issue date: 2010 / The electromagnetic environment surrounding the planet Earth has a fundamental role in the preservation and development of the living creature, and perhaps the last frontier of human knowledge to be dominated completely, before we ventured to the space outside in search of new opportunity outside. This environment is only now being tamed and best known, and this endeavor has as lynch pin the use of appropriate sensors that can detect and quantify these electrical effects, to serve as a basis for the generation of theories, to explain the underlying phenomena, including in this, the sensors of atmospheric electricity. This work intends to make a comprehensive analysis of these sensor’s systems of atmospheric electricity in use today, evaluating their models of operation, its limitations and its intelligence, and producing a summarized basic specifications for development of better sensors and setting standards for metric types of the variables to be measured, to cope with the currents and future demands in this field of knowledge. Additionally, the processes involved in the calibration of these sensors will be addressed with a review of computational model based on the method of moments (MoM) and other that my be used for evaluation of electromagnetic fields emitted by remote charges patterns and electrical currents, which serve to support and basis for these calibrations. / O ambiente eletromagnético que envolve o planeta Terra tem papel fundamental na preservação e desenvolvimento de todos os seres vivos, e talvez seja uma das últimas fronteiras do conhecimento humano a ser dominada completamente antes de nos aventurarmos ao espaço exterior na busca de novas oportunidades. Esse ambiente, apesar de vir sendo estudado a um longo tempo, só agora esta sendo desbravado e melhor conhecido, tendo como ponto fundamental de apoio o uso de sensores apropriados, que possam detectar e quantificar esses efeitos elétricos, e que sirvam de base para a geração de teorias para explicação dos fenômenos subjacentes, entre os quais os sensores de eletricidade atmosférica. Este trabalho faz uma analise ampla dos sistemas sensores de eletricidade atmosférica em uso nos dias atuais, avaliando seus modelos de funcionamentos, suas limitações e sua inteligência, concluindo por sintetizar especificações básicas para desenvolvimento de melhores sensores e definição de padrões métricos de tipos de variáveis a serem medidas para atendimentos das atuais e futuras demandas nesse campo do conhecimento. Adicionalmente, os processos envolvidos na calibração desses sensores serão abordados, com a revisão de modelos computacionais utilizados, baseado no método dos momentos (MoM) e outros, para avaliação de campos eletromagnéticos emitidos remotamente por padrões de cargas e correntes elétricas, que sirvam de apoio e base para essas calibrações. / SIPAM/CR-BE - Sistema de Proteção da Amazônia

Com o avanço da tecnologia aplicada em aparelhos celulares, são lançados no mercado modelos menores, mais leves e com maior rapidez em seu sistema operacional. Tudo isso atrai muito os consumidores, que por sua vez, trocam seus antigos aparelhos celulares por novos e modernos. Essas adesões e trocas freqüentes de aparelhos celulares geram um descarte significativo de todos os seus componentes e dentre eles a bateria. Assim, pelo fato do cobalto estar presente nesse tipo bateria e ser um metal com alto valor agregado, ele faz parte do estudo do presente trabalho. Este trabalho tem por objetivos estudar as etapas de condicionamento físico e de lixiviação como fases iniciais do processo de reciclagem de baterias de íons de lítio. Para a caracterização das baterias, as mesmas foram desmanteladas manualmente para a separação dos componentes. Os eletrodos foram caracterizados por espectrofotometria de absorção atômica, difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura com analise de microrregiões. Os ensaios de lixiviação foram feitos usando-se os seguintes parâmetros: pH entre 3 e 5, temperaturas de 25 e 50ºC, relação sólido/líquido de 1/5, tempos de 1 a 4h. Foram utilizados como meio lixiviante soluções de acido sulfúrico, clorídrico e nítrico. Peróxido de hidrogênio foi adicionado ao acido sulfúrico como agente oxidante. Os resultados alcançados mostraram que entre os moinhos de martelos, de facas e de bolas o que apresentou o melhor desempenho para a moagem de baterias de íons de lítio foi o moinho de facas. O bombardeamento com ultra-som faz com que haja a liberação do material ativo dos eletrodos que fica aderido aos suportes de cobre e alumínio mesmo apos moagem. A diminuição do pH de 5 para 3 e o aumento da temperatura de 25 para 50ºC causam o aumento da velocidade de lixiviação em meio sulfúrico do oxido de cobalto. A presença de agente oxidante na lixiviação acida faz com que diminua o tempo de lixiviação do oxido de cobalto. A lixiviação com acido nítrico e com acido sulfúrico com adições de peróxido de hidrogênio são os melhores meios de lixiviação quando comparados ao acido clorídrico e ao acido sulfúrico sem oxidante para as mesmas condições de pH e de temperatura. Nas etapas de extração liquido-liquido e reextração foram utilizados os seguintes parâmetros: relação orgânico-aquoso de 1/1, temperatura de 50ºC, pH 4 e tempo de 5 minutos na etapa de extração e como solução aquosa na fase da reextração o acido sulfúrico 2M. Nas duas etapas foi utilizado como extratante o Cyanex 272 diluído em querosene. Os resultados alcançados mostraram que nos primeiros dois contatos das fases orgânicas e aquosas já se obtém as melhores porcentagens de extração e reextração. A eficiência global dos quatro contatos na etapa de extração foi de 94% e na etapa de reextracao foi de 98%. / The fast changes in technologies applied to mobile phones causes an incredible appearance of new and even better models each day. As a consequence, each year increase the amounts of waste of electronic and electric equipments including batteries that should be disposed of. The goal of the present work is to study methods of physical conditioning and acid leaching of Li-ion batteries. Hand disassembling Li-ion batteries was performed to identify and characterize the components of scrap Li-ion batteries. Materials extracted form the electrodes were characterized using X-ray diffraction, atomic absorption spectrophotometry and scanning electron microscopy coupled with EDS micro-probe. Leaching tests were carried out using the following parameters: pH (3 - 5), temperature (25 and 50ºC), solid/liquid ratio equal to 1/5, leaching time (1 to 4h). Sulfuric acid, chloridric acid and nitric acid were tested as leaching media. Hydrogen peroxide was tested as an oxidizing agent during leaching tests using sulfuric acid. The results obtained showed that knives mill presented better results to grind the scraps in comparison to hammer and balls mills. Ultrasonic treatment was effective to release the active cell materials from copper and aluminum. Decreasing pH from 5 to 3, and increasing the temperature from 25 to 50ºC cause the increasing of the leaching rate of cobalt oxide. Oxidizing conditions also increase the rate of cobalt oxide leaching. Nitric acid and sulfuric acid plus hydrogen peroxide leaching results in better leaching rates compared to chloridric acid and sulfuric acid.

O presente trabalho visa propor metodologia inovadora e abrangente que permita a avaliação sistêmica das diversas funcionalidades envolvidas no conceito de Redes Elétricas Inteligentes Smart Grids - (REI). Tal metodologia possibilita a avaliação de políticas de implementação destas funcionalidades de acordo com as características atuais das empresas, tendo como balizador central o benefício social fundamentado na visão dicotômica entre Concessionária e Consumidor. A metodologia proposta parte de modelagem inovadora de representação da rede e das funcionalidades emergentes de REIs, culminando em modelo de otimização que visa propor roadmaps tecnológicos fundamentados em avaliações de custos e benefícios de implantação. A importância das contribuições contidas na presente tese reside no fato de que o conceito de REI vem ganhando destaque nos cenários nacional e internacional, sendo apontado por especialistas do mundo todo como uma possível quebra de paradigma no setor elétrico. O referido conceito traz consigo uma série de funcionalidades e novas formas de integração e relacionamento entre os diversos agentes do setor. Tais funcionalidades necessitam de conceituação clara e objetiva, assim como metodologias de análise dos benefícios e dos custos decorrentes de sua aplicação nos respectivos segmentos do sistema de distribuição. Funcionalidades de REIs impactam tanto os processos de gestão do sistema de distribuição como os procedimentos de planejamento, operação e engenharia, além de permitirem ao consumidor, com possível papel adicional de produtor, maior gerência sobre seu consumo de energia. Diante de um cenário com diversos agentes, com alternância de papéis e com intensa interação entre si, somado às funcionalidades sistêmicas e de rede propiciadas pelos avanços tecnológicos crescentes, é fundamental uma análise global que estabeleça políticas ótimas de implantação das funcionalidades de REI, buscando a maximização do benefício social associado. Destarte, o produto principal desta tese, qual seja o modelo de proposição de plano ótimo de implantação de funcionalidades de REI, considerando os custos de implantação e os benefícios associados, não só ao setor elétrico, mas à sociedade como um todo, consiste em ferramenta valiosa para o planejamento de empresas concessionárias de distribuição na definição de roadmaps tecnológicos. Além disso, tal ferramenta permitirá a realização de estudos nacionais que fundamentem o balizamento de políticas públicas para o tema. / This thesis proposes an innovative and comprehensive methodology that allows the systematic evaluation of various functionalities involved in the concept of Smart Grids. Such methodology enables the proposition and evaluation of different policies for the implementation of smart grid functionalities according to the current characteristics of the utilities. Furthermore, the methodology is basically centered on the social benefits that consider a dichotomy view regarding Utility and Customer. This methodology considers an innovative model for network representation and Smart Grid emerging functionalities. Based on that, it leads to an optimization model that produces technologic roadmaps that take into account the evaluation of costs and benefits for the policies implementation. The importance of the contributions in this thesis lay in the fact that the concept of smart grids has been gaining attention in the national and international scenes, being pointed out by experts around the world as a possible paradigm break for the electricity sector. This concept brings a number of functionalities and new forms of integration and relationships amongst the various agents. These functionalities require clear and objective concepts, as well as methods for cost-benefit analysis regarding their implementation on the various segments of the distribution system. Smart grid functionalities impact most of the management processes in a distribution company as well as planning, operation and engineering procedures. Besides that customers are enabled to better manage their energy consumption, especially when playing the role of producers as well. Facing a scenario with several agents playing different roles with intense interaction, as well as systemic functionalities propitiated by advances in technology, one should devise a global analysis in order to establish optimal policies to implement Smart Grid functionalities, pursuing maximization of associated social benefits. In such a context, the main product of this thesis is an innovative model that produces optimal cost effective plans regarding the deployment of Smart Grid functionalities. Such a product is to be applied not only in the electricity sector but in society as a whole, consisting in a valuable planning tool for distribution utilities to define technological roadmaps as well as countrywide studies for the proposition of new public policies for smart grid implementation.

Este trabalho propõe uma metodologia simplificada de análise de freios de correntes parasitas usando uma abordagem mista que integra cálculo analítico e simulações usando o Método dos Elementos Finitos (MEF). O cálculo analítico é desenvolvido a partir dos trabalhos de Davies [3, 4] e fornece as expressões gerais para o fluxo por pólo e para a reação de armadura, em função de parâmetros geométricos, velocidade de rotação e torque desenvolvido. Também é implementada a análise do freio usando o MEF visando dois objetivos: * estudo e entendimento da indução de correntes em meios maciços ferromagnéticos que ocorre no freio, o que é facilitado pela visualização de linhas de campo e mapas de cores das grandezas de interesse; * obtenção de subsídios necessários para simplificar a aplicação das equações analíticas. Com as equações e os resultados das simulações obteve-se um método que permite calcular as curvas de torque do freio com precisão comparável à do MEF e com vantagens no que tange à rapidez de solução e flexibilidade de utilização.

As baterias automotivas de chumbo-ácido são componentes, que em grande parte dos fabricantes de automóveis nacionais, estão garantidas (ou dentro do período de garantia) por um ano. Mesmo sendo um período considerado curto para garantia de um veículo nos dias atuais, a bateria tem uma contribuição expressiva para os custos de garantia nas empresas por este período. Com o intuito de conhecer a confiabilidade deste componente e verificar a influência do período de armazenagem do veículo produzido na confiabilidade da bateria, foi elaborado um estudo com dados coletados em campo por um determinado fabricante de automóveis de passeio. Os parâmetros de entrada destes dados são o tempo de pátio do veículo, o tempo em que uma falha na bateria foi detectada no período de um ano de garantia e a quantidade de falhas observadas no período. Os dados permitiram análises em função do tempo, de forma que pelo método de análise paramétrica foram traçadas as curvas de confiabilidade do produto representadas por uma distribuição de Weibull de dois parâmetros, bem como, da densidade de probabilidade de falha e ainda da taxa de falha. As análises forneceram uma estimativa da confiabilidade da bateria em função do tempo, da qual foi possível extrair algumas conclusões que serão descritas neste trabalho, tais como: o comportamento de falha por desgaste das baterias automotivas e a diminuição da confiabilidade de baterias de acordo com o tempo de pátio. / The guarantee for the automotive batteries at the majority of the national vehicle manufactures is given for 1 year. Even considering this as a short period actually, this component has an expressive contribution to the guarantee costs of the companies. With the intention to know the reliability of the automotive batteries and to evaluate the vehicle storage time influence, it was carried out a study case, which had as inputs collected data from a particular vehicle manufacturer. The selected input parameters for the analysis were the vehicle storage time, time to failure and the failures amount detected in a period of 1 year. This data provided information to analyze the time domain and, supported by the reliability parametric methods, estimate the reliability of the automotive batteries. The two parameter Weibull distribution is used to model the probability density function, the failure rate analysis and reliability providing information for the conclusion of this study, like the batteries behavior of failure by wear and the reliability decrease according to the storage time.

Estágio realizado na Cabelte, S.A. e orientado pelo Eng.º Álvaro Quintela / Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Major Energia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Ramo de Informática e Automação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2005