Esta memoria de Tesis tiene como objetivos fundamentales profundizar en la caracterización y en la modificación de la textura porosa de materiales microporosos de carbón, principalmente fibras de carbón (FC) y fibras de carbón activadas (FCA), así como el estudio de aplicaciones que impliquen adsorción en la microporosidad tales como tamices moleculares y el almacenamiento de gases (CH4 y H2). / This Thesis has like main objectives to study in depth the characterization and the modification of the porous texture of microporous carbon materials, mainly carbon fibers (CF) and activated carbon fibers (ACF), as well as the study of applications that involve adsorption in the microporosity, such as molecular sieves and gas storage (CH4 and H2). / DGCYT (Proyecto PB93-0945) y CICYT (QUI97-2051-CE).

Amostras de capim Tanzânia (Panicum maximum Jacq.) estabelecido em área irrigada através de pivô central, foram coletadas e avaliadas segundo a técnica NIRS para FDN, FDA, PB e CZ. Os tratamentos consistiram de três intensidades de pastejo: alta, média e baixa, e para cada tratamento foram alocadas doze parcelas de 1330 m2 distribuídas em quatro blocos, sendo cada parcela subdividida em três piquetes para facilitar o manejo. O ensaio consistiu de dez ciclos de pastejo entre outubro de 1999 e outubro de 2000, e as avaliações foram feitas considerando-se também quatro partes distintas da planta: broto, folha nova, folha velha e haste. Os teores de FDN e FDA foram significativamente menores e as de PB significativamente maiores (P<0,05) no tratamento de alta intensidade de pastejo (64,33; 33,37 e 13,83% na MS respectivamente) quando comparadas aos valores obtidos nos tratamentos de média (66,52; 34,78 e 12,32% na MS respectivamente) e baixa (66,93; 35,13 e 11,96% na MS respectivamente) intensidade. As maiores concentrações de FDN e FDA e as menores de PB foram encontradas, para todos os tratamentos, nos primeiros ciclos de pastejo, que correspondem ao período de primavera e verão. Os valores de FDN obtidos ao longo dos dez ciclos de pastejos demonstram a influência da elevada participação das hastes a partir do ciclo 4 (meados de fevereiro). Quanto aos teores de PB, as quatro partes tiveram comportamento semelhante ao longo dos ciclos de pastejo, sendo que apenas a haste apresentou teores significativamente inferiores deste parâmetro. A técnica NIRS se mostrou satisfatória para predizer os parâmetros bromatológicos analisados. / not available

Neste trabalho apresentamos uma nova abordagem para a exploração de fibras neurais a partir de imagens de tensores de difusão. A estratégia combina técnicas de visualização de informação e visualização científica para obter uma rápida e precisa interpretação das fibras. Para isto fazemos uma transformação das fibras para vetores, e utilizamos uma nova técnica de projeção multi-dimensional (P-LSP), para trabalhar com conjuntos grandes de dados. A exploração do espaço das fibras é feita através desta projeção. Além disso, é apresentada a extensão das técnicas LSP e P-LSP para criar projeções em 3D, assim como estratégias que permitem interagir com pontos em 3D. Outra contribuição deste trabalho é a modificação de um método apresentado para criar superfícies de densidade fechadas sobre pontos esparsos. Esta modificação torna possível criar superfícies sobre conjuntos de pontos maiores com uma qualidade aceitável, o que é utilizado para representar conjunto de fibras como uma superfície. Esta nova abordagem é comparada com trabalhos similares mostrando nossas vantagens em termos de tempo de processamento, qualidade e funcionalidades para analisar esta categoria de dados / This work presents a novel approach for the exploration of neural fibers extracted from Diffusion Tensor Images. The developed strategy combines techniques from information and scientific visualization in order to attain a fast and precise interpretation of fiber sets. The approach transforms fibers into vectors from which a new multidimensional projection technique (PLSP) capable of handling large data sets. The fiber space is explored through the projection. Additionally this work extends P-LSP and LSP projections to 3D, and defines strategies to interact with 3D sparse points. Another contribution of this work is the extension of a method to create close density surfaces over the sparse space generated by the projections. The visualization approach is compared with other similar work showing advantages in processing time, quality and exploration capability to analyze this type of data sets

Orientador: Lorena Benathar Ballod Tavares. / Co-orientador: Cristiane Vieira Helm. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Centro de Ciências Tecnológicas.

O acabamento superficial ou rugosidade das fibras é um fator importantíssimo no estudo da interface fibra/matriz, no que tange à integridade da estrutura, principalmente em estudos de mecanismos de falhas em compósitos, um assunto de suma importância para a indústria aeronáutica, onde esses materiais são amplamente utilizados. O presente trabalho teve como objetivo o estudo da resistência da interface bem como o mecanismo de absorção de energia durante o processo de pull-out em compósitos, incorporando-se a rugosidade superficial das fibras. Para tanto, foi realizada uma profunda análise da superfície das mesmas por meio de um levantamento da topografia das fibras de carbono T300 (com size e sem size) através de Microscopia de Força Atômica, para a determinação da rugosidade superficial, e conseqüentemente, da área e perímetro real das fibras. Novas metodologias de análise de imagens de Microscopia de Força Atômica foram desenvolvidas, para este objetivo, por meio de ajustes mais aderentes à superfície cilíndrica das fibras. Também foi realizada uma análise fractal da superfície das fibras bem como a sugestão de um modelo de ajuste por uma função matemática. Foi desenvolvido um modelo matemático para análise do processo de pull-out utilizando o método de slab. A inclusão de fatores de correção da rugosidade (convencional, ajuste de função e fractal) juntamente com condições de contorno adequadas nas equações diferenciais obtidas no modelo, possibilitou prever-se, de forma razoavelmente boa, valores de tensões e deformações, possibilitando o cálculo da energia necessária para o pull-out e a comparação desses parâmetros com os resultados experimentais dos ensaios de pull-out. Outros parâmetros relevantes também serão apresentados.

O comportamento ortotrópico dos materiais compósitos torna bastante complexo o estudo das suas propriedades estruturais, visto que, nos cálculos de rigidez e resistência, faz-se necessário considerar as propriedades em cada direção, sem que estas interfiram nas outras. Os resultados destes estudos dependem fundamentalmente do comportamento micromecânico da adesão fibra / resina. Este comportamento é comandado basicamente por dois fatores: (i) aderência total da fibra na resina, e (ii) extração de fibras da matriz. Estes fatores podem ser analisados diretamente, utilizando a regra das misturas modificada, cujas condições são muito sensíveis às variações da engenharia de processamento, ou com análises que não sejam influenciadas por estes fatores, tal como a obtenção do ângulo de contato, que está diretamente relacionado à molhabilidade e, conseqüentemente, com a eficiência da adesão. Sendo assim, o presente trabalho levou a uma teoria de molhamento generalizada onde, através do desenvolvimento de um método numérico, permitiu o estudo do comportamento do ângulo de contato formado entre a fibra e a matriz polimérica. Para este estudo, diferentemente da teoria clássica de molhabilidade, considerou-se na solução do método numérico proposto, que os planos formadores da gota líquida são ortogonais elípticos, tendo em vista que as fibras naturais, e em particular a fibra sisal (objeto deste trabalho), possuem seção transversal próxima a esta geometria. Deste modo, a metodologia proposta permitiu obter o ângulo de contato para o sistema fibra sisal / matrizes poliméricas, e efetuar sua comparação com os valores obtidos de experimentos mais complexos, tal como o ensaio de extração de fibras. Em função desta comparação, foi necessário propor modificações à regra das misturas com o intuito de incluir parâmetros como: extração de fibras, fator de adesão e alinhamento de fibras, para prever, com maior exatidão, o comportamento macromecânico do compósito. Este mesmo comportamento também foi verificado através da relação existente entre as propriedades dos compósitos em resistência à tração, flexão e trabalho de extração de fibras, com o tratamento químico em solução aquosa de NaOH realizadas nas fibras de sisal. Os compósitos, cujas fibras foram submetidas a tratamentos químicos, tiveram sua propriedade em resistência à tração e flexão melhoradas, em consequência de uma melhoria na adesão da interface.

Esta dissertacao contem um trabalho desenvolvido para obtencao de um deslocador de frequencias por efeito acusto-optica em fibra optica bimodal, com largura de faixa acústica adequada para aplicacao em giroscopios a fibra optica. Sao estudados e medidos parametros pra projeto do transdutor piezoeletrico em PZT. Sao desenvolvidos um modelo e o programa de calculo da funcao de transferencia do guia de ondas acústicas conico que amplifica as oscilacoes do PZT. E realizado um estudo da largura de faixa acústica do acoplamento entre modos na fibra optica. Sao relatados os resultados de medidas de caracterizacao em termos de largura de faixa acústica e eficiencia de um deslocador de frequencias construido (composto de um transdutor piezoeletrico com PZT, um guiade ondas acústicas conico de aluminio e fibra optica bimodal com nucleo eliptico e secao transversal em D). Neste dispositivo foi conseguido 100% de eficiencia, nas frequencias de 1.6 MHz e 1.8 MHz, largura de faixa de 30 kHz, com 400 mW de potencia eletrica.

Sensores interferométricos a fibra óptica vêm sendo largamente utilizados em aplicações que demandam elevado desempenho. Este trabalho apresenta um novo sensor interferométrico a fibra bimodal com núcleo elíptico que, numa configuração particular, pode ser convenientemente utilizado como acelerômetro. Testes elásticos e dinâmicos foram realizados de forma a caracterizarem-se parâmetros importantes desse sensor, tais como: sensibilidade estática, fator de escala, deriva, faixa dinâmica e freqüência de ressonância. São também apresentadas formas de se adequar o dispositivo aos vários parâmetros de projeto relacionados a aplicações específicas.

Neste trabalho apresentamos o estudo, o desenvolvimento e a caracterização de acopladores direcionais, polarizadores e filtros de modos fabricados com fibras ópticas. O funcionamento destes dispositivos se baseia na interação dos campos evanescentes dos modos de propagação da fibra, propiciando divisão de potência, atenuação de um determinado estado de polarização e filtragem de modos, de acordo com o tipo de dispositivo. Estes dispositivos são necessários para a implementação de circuitos ópticos a fibra, tais como giroscópios, acelerômetros, sensores de deformação, de temperatura e outros. Foram obtidos acopladores com fibras convencionais monomodo e com fibras birrefringentes, ambos com 3 dB de razão de acoplamento, perda intrínseca menor que 0,3 dB e cerca de 50 dB de diretividade. Os acopladores com fibra birrefringente apresentaram ainda um acoplamento de polarização cruzada em torno de 28 dB. Obtivemos ainda polarizadores com razões de extinção maiores que 20 dB. Os filtros de modos, feitos com fibra bimodal, apresentaram cerca de 25 dB de atenuação do segundo modo de propagação.

Uma alta produtividade na fabricação de laminados decompostos avançados pode ser alcançada se os laminados forem produzidos com as bordas livres moldadas. Neste trabalho é descrito o processo de fabricação de laminados com este tipo de acabamento das bordas livres. O efeito da seqüência de empilhamento de camadas para os laminados com bordas livres moldadas e experimentalmente estudado e comparado com o de laminados de bordas livres retificadas. A resistência a tração de um conjunto formado por sete diferentes famílias de laminados de carbono/epoxi foi medida. Os resultados mostram que para a maioria das famílias a resistência dos laminados com bordas livres moldadas e aproximadamente 12% em media inferior aos laminados com bordas livres retificadas. Para as famílias que possuem alta densidade de fibras na direção longitudinal na região das bordas livres, os resultados são favoráveis aos laminados com bordas livres moldadas que são, em media, 9% mais resistentes. Em ambos os casos as bordas livres moldadas apresentam baixa susceptibilidade a seqüência de empilhamento de camadas. A presença de pequenas bolsas de resina pura junta das bordas livres dos laminados com bordas livres moldadas causam uma redução na resistência a tração. O efeito da seqüência de empilhamento de camadas pode ser mais acentuado para os laminados com camadas de tecido bidirecional e bordas livres retificadas. As bordas livres moldadas com as fibras posicionadas paralelamente a borda e muito promissora quanto a propagação de danos da borda livre para o interior do laminado.