The Swedish truck industry is looking for new material solutions to achieve lighter engines with increased strength to meet customer demands and to fulfil the new regulations for more environmentally friendly trucks. This could be achieved by increasing the peak pressure in the cylinders. Consequently, a more efficient combustion is obtained and the exhaust lowered. This, however, exposes the engine to higher loads and material physical properties must therefore be enhanced. One material that could meet these demands is Compacted Graphite Iron (CGI). Its mechanical and physical properties make it ideal as cylinder block material, though there are drawbacks concerning its machinability as compared to other materials that are commonly used for the same purpose. Knowledge about machining of the material and its machinability is consequently inadequate. The main goal of this thesis is to identify and investigate the effect of the major factors and their individual contributions on CGI machining process behaviour. When the relationship between the fundamental features; machinability, material microstructure, and material physical properties, are revealed, the CGI material can be optimized, both regarding the manufacturing process and design requirements. The basic understanding of this is developed mainly through experimental analysis as, e.g., machining experiments and material characterization. The machining model presented in this thesis demonstrates the influence of material and process parameters on CGI machinability. It highlights machinability from both design and production planning perspectives. Another important objective of the thesis is an inverse thermo−mechanical FE model for intermittent machining of CGI. Here, experimental results obtained from a developed simulated milling method are used as input data, both to calibrate and validate the model. With these models, a deeper understanding is obtained regarding the way to achieve a stable process, which is the basis for future optimization procedures. The models can therefore be used as a foundation for the optimization of CGI component manufacturing. / <p>QC 20111121</p> / MERA - OPTIMA CGI / FFI - OPTIMA phase two

Na presente dissertação, o comportamento eletroquímico da nitrosamina aromática N-Nitrosodifenilamina (NDPhA) foi caracterizado em eletrodo de carbono vítreo (GCE) em meio aquoso através de técnicas eletroanalíticas e espectroscópicas. Para tal, propôs-se um mecanismo de oxidação em quatro etapas envolvendo quatro elétrons e quatro prótons, assim como de redução em três ou quatro etapas, dependendo do pH do meio, também envolvendo quatro elétrons e quatro prótons no total. Diferentes eletrodos de carbono (GCE e GPUE) foram comparados e caracterizados eletroquimicamente através de técnicas cronocoulométricas e voltamétricas, e microscopia de imagem (Microscopia Eletrônica de Varredura e Microscopia de Força Atômica) com objetivo de aplicá-los na quantificação de NDPhA em amostras de urina. Após otimização das condições experimentais, o GPUE demonstrou-se ser mais sensível que o GCE apresentando uma faixa linear de 2,5 a 17,5 &mu;mol L-1, com sensibilidade igual a 5,50 &mu;A L &mu;mol-1 cm-2, coeficiente de correlação igual a 0,9998 e limite de detecção igual a 0,27 /&mu;mol L-1, apresentando sensibilidade cinco vezes maior e limite de detecção calculado cerca de 20 vezes menor. O preparo do eletrodo e a resposta do mesmo se mostraram reprodutível ao longo do tempo. Ademais, o método desenvolvido foi aplicado em uma amostra de urina sintética, utilizando o método de adição e recuperação, e foi possível concluir que esse processo pode ser aplicado a essa amostra com 95% de confiança. / In the present dissertation, the electrochemical behaviour of the aromatic nitrosamine N-Nitrosodiphenylamine (NDPhA) on the Glassy Carbon Electrode (GCE) in aqueous medium was characterized through electroanalytical and spectroscopic techniques. A four-step oxidation mechanism was proposed involving four electrons and four protons, as well as a reduction in three or four steps, depending on the pH of the medium, also involving four electrons and four protons in total. Different carbon electrodes (GCE and GPUE) were compared and characterized electrochemically by chronocoulometry and voltammetric techniques, and image microscopy (Scanning Electron Microscopy and Atomic Force Microscopy) with the objective of applying them to the quantification of NDPhA in urine samples. After optimization of the experimental conditions, the GPUE presented to be more sensitive than the CGE with a linear range of 2.5 to 17.5 &mu;mol L-1, with sensitivity equal to <br /> 5.50 &mu;A L &mu;mol-1 cm-2, correlation coefficient equal to 0.9998 and detection limit equal to 0.27 / &mu;mol L-1, with sensitivity five times higher and detection limit calculated about 20 times lower. The preparation of the electrode and its response proved to be reproducible over time. In addition, the developed method was applied in a synthetic urine sample, using the addition and recovery method, and it was possible to conclude that this process can be applied to this sample with 95% confidence.

This thesis supplies a contribution to the understanding of the interaction between carboncarbon surfaces, atoms with carbon-surfaces, and atoms with metallic surfaces. It is well established that the surface-surface and atom-surface interactions are interesting, important and challenging for reasons that vary from industrial interest up to the academic necessity of understanding it deeply. Currently, there are many measurements and simulations for the geometric and electronic properties of Graphite, these differ by more than 40%. This implies that our understanding of the nature of this material is quite poor. The interaction between small transition-metals clusters with a Graphene sheet is another example where our knowledge is very limited. There are many theoretical studies in the literature that describe the interaction between these clusters with a Graphene sheet, but they agree and disagree on many points, which calls for systematic study of this issue. In this thesis we will focus our efforts on studying the surface-surface and atom/clusters-surface interactions. This thesis is split into three projects. The first aims to contribute to the understanding of the interlayer interactions of the bulk Graphite. In the second, we intend to shed some light on comprehending the interaction of an adatom with a Graphene sheet. Both of these projects, are studied within DFT framework with the inclusion of the van der Waals (vdW) corrections. In the Graphite project, we found that the electronic and geometric properties depend on the vdW correction employed in the calculation. In the adatom supported on Graphene project, we combined a modified Anderson-Newns model to describe the coupling between the adatom with Graphene. In addition, we found the existence of competition between quantum and classical forces, which determine the type of site in which the adatom prefers to adsorb. The last project is a dynamical study of an atom that impinges upon a metallic surface. In this project, we focus on the calculation of the sticking coefficient, a measure of the amount of nuclear density attached to the metal surface after collision. At this time the project is not one 100% ready, but our preliminary results indicates that, a small part of the nuclear density stays stuck on the metal. / Esta tese ajuda a entender as interações entre duas superfícies de carbono. A natureza da interação de átomos ou aglomerados atômicos adsorvidos sobre uma superfície de carbono. Além disso, visa esclarecer a dinâmica de um átomo sendo adsorvido sobre uma superfície metálica. As interações superfície-superfície e átomos-superfícies são importantes por razões que variam desde o interesse industrial até a necessidade acadêmica para compreendê-la profundamente. Entendê-las ainda é um desafio. Diversos trabalhos apresentam medidas experimentais e simulações para as propriedades geométricas e eletrônicas do grafite. Tais medidas diferem em mais ide 40% umas da outra. Isso mostra que nossa compreensão sobre a natureza desse material ainda é bastante pobre. A interação entre pequenos grupos de metais de transição com uma folha de grapheno é outro exemplo em que nosso conhecimento é limitado. Existem muitos estudos teóricos na literatura que descrevem a interação desse tipo de aglomerado com uma folha de grafeno, porém há numerosas discordâncias. Tais controvérsias parecem suplicar por um estudo sistemático. Nesta tese focamos nossos estudos nas interações superfície-superfície e de átomos ou aglomerados atômicos com superfícies de carbono e de um metal. A tese foi dividida em três projetos. O primeiro visa compreender melhor a interação entre as camadas do grafite. No segundo, pretendemos lançar alguma luz no entendimento da interação de átomos e aglomerados atômicos com uma folha de grafeno. Esses dois projetos, são estudados à luz da Teoria do Funcional da Densidade com a inclusão das correções van der Waals (vdW). No Projecto sobre o grafite, mostramos que as propriedades eletrônicas e geométricas dependem do tipo de correção de vdW empregada no cálculo. No projeto sobre átomos e aglomerados atômicos adsorvidos no grapheno, combinamos um modelo modificado de Anderson-Newns para descrever o acoplamento entre um átomo adsorvido e o grafeno. Além disso, encontramos uma competição entre forças quânticas e clássicas, a qual determina o tipo de sítio no qual o átomo prefere ser adsorvido. O último projeto é um estudo dinâmico de um átomo colidindo contra uma superfície metálica. Nesse projeto o foco é posto no cálculo do coeficiente de aderência, o qual mede a taxa de densidade nuclear presa na superfície metálica após a colisão. Resultados preliminares indicam que, uma pequena parte da densidade nuclear permanece aderida ao metal depois da colisão.

O presente trabalho apresenta um estudo eletroquímico da redução dos herbicidas 2,4-D e metribuzin bem como o desenvolvimento de metodologias analíticas para determinação destes compostos em amostras naturais. Os experimentos foram realizados sobre eletrodo compósito de grafite-poliuretana (GPU) utilizando a técnica de voltametria de onda quadrada (SWV). A técnica de Voltametria Cíclica (VC) foi utilizada para diagnosticar o grau de reversibilidade da reação de redução dos herbicidas assim como a natureza do transporte da material eletroativo para a superfície do eletrodo de GPU. Os eletrólitos suportes utilizados nos experimentos foram: tampão Britton-Robinson (BR) para o 2,4-D e água acidificada com H2SO4 0,1 mol L-1 para o metribuzin, ambos em pH 2. Os resultados indicaram que tanto o 2,4-D quanto para o metribuzin, apresentam um único pico de redução com características de processo irreversível controlado pela adsorção de reagente na superfície do eletrodo. Os parâmetros da técnica de SWV (freqüência, amplitude e incremento de varredura), bem como o tempo e potencial de acumulação foram otimizados para obtenção de maior sensibilidade analítica. Curvas analíticas dos dois herbicidas foram obtidas no intervalo de 1,5 a 12 &micro;mol L-1 para os dois herbicidas. Os limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ) obtidos para o 2,4-D, foram de 17,6 &micro;g L-1 e 58,6 &micro;g L-1, respectivamente. Para o metribuzin, o LD foi de 1,67 &micro;g L-1 e o LQ 5,56 &micro;g L-1. A precisão das metodologias desenvolvidas foi avaliada por meio da repetibilidade e a reprodutibilidade e a exatidão determinada pelo erro relativo. Os testes de recuperação realizados pelo método de adição de padrão forneceram valores de 104 % para o 2,4-D e 102 % para o metribuzin. As metodologias eletroanalíticas desenvolvidas para determinação do 2,4-D e do metribuzin, foram aplicadas em um estudo para avaliação do tempo de percolação dos mesmos em dois solos com características distintas. Os resultados indicaram que os dois herbicidas apresentam alta mobilidade nos solos estudados, pois 24 horas após a aplicação já foi possível detectar a presença dos mesmos na solução do solo extraída. Para o 2,4-D, 7 dias após o início do experimento, foram encontrados apenas resíduos de herbicida, enquanto que para o metribuzin obteve-se concentrações próximas a 1 mg L-1, mesmo depois de 14 dias. Após 100 dias do início do experimento observou-se um maior acúmulo de 2,4-D no solo arenoso, que pode ter ocorrido devido ao teor mais elevado de MO do solo argiloso, que proporciona uma quantidade maior de microorganismos no solo e que podem degradar o 2,4-D. Já para o metribuzin pode-se observar que este fica adsorvido nas primeiras profundidades do solo argiloso, possivelmente pelas maiores quantidades de MO e CTC. O eletrodo de GPU com a técnica de SWV apresentou bons resultados no que diz respeito à sensibilidade e ao tempo de análise, sendo uma excelente alternativa ao eletrodo de mercúrio, usualmente utilizado em medidas eletroanalíticas do 2,4-D e metribuzin. Os resultados obtidos com amostras de solo e formulação comercial dos herbicidas são bastante coerentes, considerando a dinâmica da dissipação espacial e temporal dos herbicidas no perfil do solo. / This research presents an electrochemical study of the herbicides 2,4-D and metribuzin reductions and the development of analytical methodologies for the determination of such substances in natural samples. The experiments were done with a graphite-polyurethane composite electrode (GPU) using the square wave voltammetry (SWV). The cyclic voltammetry (CV) was used to evaluate the reversibility degree of the herbicides reductions and thus the transport nature of the electroactive material to the surface of the GPU electrode. The supporting electrolytes used in the experiments were Britton-Robinson (BR) buffer for the 2,4-D and acidified water with H2SO4 0,1 mol L-1 for the metribuzin, both at pH 2. Results indicated that the 2,4-D and metribuzin show one reduction peak reduction with irreversible process characteristics, which are controlled by the adsorption of the reagent in the electrode surface. The SWV technique parameters (frequency, amplitude and scanning increment) and the time and potential of accumulation were optimized in order to obtain the highest analytic sensibility. Analytical curves were obtained from 0,33 mg L-1 to 2,62 mg L-1 for 2,4-D and 0,32 mg L-1 to 4,72 mg L-1 for metribuzin. The detection (LD) and quantification limits (LQ) obtained for 2,4-D were 17,6 &micro;g L-1 and 58,6 &micro;g L-1, respectively. For metribuzin, the LD was 1,67 &micro;g L-1 and the LQ was 5,56 &micro;g L-1. The precision of the developed methodologies was evaluated though its repeatability and reproductibility, besides the accuracy were determined by the relative error. Recovery experiments done by the standard addition method, provided values of 104 % for the 2,4-D and 102 % for the metribuzin. The electroanalytical methodologies developed for the determination of these herbicides were applied in two different soils with distinct characteristics, one sandy and other clayed soil. Results indicate that the herbicides present high mobility in the studied soils and 24 hours after its application it was possible to detect the presence of the herbicides in the soil solution extract. For the 2,4- D, seven days after the beginning of the experiment it was measured only residues, but for the metribuzin it is possible to measure concentrations around 1 mg L-1, even after fourteen days. After 100 days it was observed the highest accumulation of the 2,4-D in the sandy soil, that can be explained by the highest content of OM in the clay soil, which provides a higher content of 2,4-D degrading microorganisms. The herbicide metribuzin was adsorbed in the first layers of the clay soil, possibly due to the higher CTC and OM amounts in the soil profile. The GPU electrode with the SWV technique presented very good results when considered the sensibility and time analyses, being an excellent alternative for the mercury electrode usually used in the electroanalytical measurements of the 2,4-D and metribuzin. The obtained results with soil samples and commercial formulation of the herbicides are very consistent, considering the spatial and temporal dissipation dynamics of the herbicides in the soil.

Um método de baixo custo é proposto para determinação direta de chumbo em açúcar por espectrometria de absorção atômica com forno de grafite e correção de fundo com fonte de deutério, empregando modificação química permanente com 250µg W + 200µg Rh e co-injeção de 5µg Rh. Os experimentos foram realizados com plataforma integrada ou ao no tubo de grafite com aquecimento longitudinal. Para avaliação da modificação química permanente, foram feitos experimentos na ausência de modificação e na presença de modificação química convencional com Pd+Mg. No decorrer do trabalho observou-se ser imprescindível a co-injeção de Rh para a estabilização térmica de chumbo na presença de açúcar. A amostra (8 g) é dissolvida em 100 ml de solução aquosa 0,2% v/v HNO3, e uma alíquota de 10 l é injetada com 5µl de solução de Rh na plataforma do tubo de grafite modelo Universal da Varian tratada com W e Rh. A massa característica (mo) e o limite de detecção do método foram 11 pg Pb e 5 ng g-1 respectivamente, e a vida útil do tubo de grafite foi de 860 queimas. O método apresentou boa reprodutibilidade com coeficiente de variação inferior a 2,5 % (n=3). As características analíticas foram comparadas com os métodos recomendados na literatura. A exatidão do método proposto para determinação direta de chumbo em açúcar foi avaliada pela comparação com método convencional utilizando Pd+Mg e nenhuma diferença estatística foi observada aplicando-se o teste t de Student ao nível de 95% de probabilidade, em amostras que receberam adição de chumbo / A simple method for the direct determination of lead in sugar by graphite furnace atomic absorption spectrometry (GFAAS) with platform treated with 250µg W + 200µg Rh and deuterium background correction is proposed. Samples (8 g) were dissolved in 100 ml of an aqueous solution containing 0,2% v/v HNO3 and 10µl aliquots were co-injected with 5µg Rh into the integrated platform modified with W-Rh of the Universal Varian longitudinal heated graphite atomizer. The characteristic mass (mo) and the method detection limit were 11 pg Pb and 5,0 ng g-1 Pb, respectively, and the tube life time was 860 firings. The relative standard deviation of measurements (n=3) was lower than 2,5 %. For the evaluation of the permanent chemical modifier, parallel experiments were carried in the presence of diluted nitric acid and with the conventional Pd+Mg chemical modifier. Experiments were made either with manual inserted graphite plataforms or integrated plataforms into longitudinal graphite tubes. Comparison of the proposed method with a method based on Pd+Mg chemical modifier showed no statistical differences by applying a t-test at 95% confidence level, for sugar sample solution spiked with lead

Visto o alto custo gasto nas linhas de usinagem com processos de rebarbação e a crescente demanda na utilização do ferro fundido vermicular, principalmente em motores diesel, este trabalho visou investigar as rebarbas formadas no fresamento de faceamento em uma face similar à face de fogo de um bloco de motor de ferro fundido vermicular FV450. Foram utilizados insertos de metal duro em fresas de facear com 100 mm de diâmetro. Os ensaios foram divididos em duas etapas. Na primeira etapa foi estudada a influência da geometria da ferramenta e a formação da rebarba remanescente. Na segunda etapa foram aplicados os melhores resultados obtidos durante os ensaios da primeira etapa. Um planejamento fatorial completo foi utilizado para a determinação da quantidade de ensaios desta etapa, variando-se a velocidade de corte, o avanço, a profundidade de corte e o desgaste de flanco. A medição da rebarba foi realizada em duas posições diferentes na borda da peça em questão, gerando assim dois ângulos diferentes de saída da ferramenta da peça. Verificou-se que a altura da rebarba foi menor quando se utilizou insertos de geometria mais positiva. O desgaste e o ângulo de saída da peça interferiram de forma significativa no tamanho da rebarba. Também verificou-se a redução da rebarba com o aumento do avanço e da velocidade de corte e com a diminuição da profundidade de corte. Através do software STATISTICA 8.0 foram obtidos os valores dos efeitos principais e das interações, juntamente com o intervalo de confiança e erro padrão. Por fim o planejamento adotado permitiu a elaboração de um modelo empírico capaz de predizer a altura da rebarba. / Since the high cost spent on machining lines with deburring processes and the growing demand in the use of Compacted Graphite Iron (CGI), especially in diesel engines, this work aims to investigate the burr formation mechanisms during face milling of CGI FV450, in a face similar to the combustion face of an engine cylinder block. Carbide inserts were used in a 100 mm of diameter milling cutter. The tests were divided into two stages. In the first stage the following variables were studied: tool geometry and milling with remaining burrs from previous milling. In the second stage, were applied the best results obtained during the tests of the first stage. A Complete Factorial Planning was used to specify the amount of experiments, varying cutting speed, feed rate, cutting depth and the flank wear. The burrs measurement was performed in two different positions of the workpiece exit border, generating two different exit angle from the workpiece. It was found that the burr height was lower with more positive geometry. The wear of the tool and exit angle from the workpiece interfered significantly the burr height. It was observed the decrease of the burr height with the increase of the feed rate and cutting speed and with the decrease of the cutting depth. Through the software STATISTICA 8.0 values were obtained for main effects and interactions, along with confidence intervals and standard error. Finally, the plan adopted allowed the development of an empirical model capable of predicting the burr height.

A constante busca por motores com maior eficiência energética, requer a introdução de novos materiais ou inovações nas rotas de fabricação dos materiais existentes. O presente trabalho busca, a partir de rotas de tratamento térmico, soluções para minimizar o desgaste originado no contato entre corpos metálicos em componentes submetidos a altas pressões de contato em regime lubrificado. A modificação microestrutural a partir de tratamentos térmicos originou matriz martensítica relativamente dura com uma dispersão refinada de nódulos esféricos de grafita, que atuariam como lubrificantes sólidos. O estudo baseou-se em dois ferros fundidos (cinzento e branco) submetidos a tratamentos de austenitização seguidos de tempera em óleo e revenimento em diferentes tempos. Ensaios de dilatometria foram efetuados nos dois materiais para estudar a cinética de grafitização secundaria sob diferentes condições de tratamento térmico. As propriedades mecânicas foram avaliadas por medidas de dureza Vickers das amostras tratadas termicamente. Amostras de ferro fundido cinzento e de branco modificado por tratamentos térmicos foram ensaiadas em teste de desgaste por deslizamento, com intuito de avaliar a influência de modificações na superfície no coeficiente de atrito. / The constant search for engines with higher energy efficiency requires the development of new materials or manufacturing innovations on the routes of existing materials. In the present work, heat treatment routs were investigated to minimize wear originated at the contact between metallic bodies into components subjected to high contact pressures in lubricated regime. Microstructural modification from heat treatments yielded relatively hard martensitic matrix with a fine dispersion of spherical graphite nodules, which act as solid lubricants. The study was based on two cast iron (gray and white) undergoing treatments of soaking (austenitizing) followed by quenching in oil and tempering at different times. Dilatometry tests were performed on both materials to study the kinetics of secondary graphitization under different heat treatment conditions. Mechanical properties were evaluated from Vickers hardness of the thermally treated samples. Samples of gray cast iron and white modified by heat treatments were tested in sliding wear test, in order to assess the influence of changes in the surface friction coefficient.

Neste trabalho propôs-se desenvolver eletrodos compósitos à base de grafite-poliuretana modificados com polímeros metacrilatos com impressão molecular (MIP-TC), visando a determinação do antibiótico tetraciclina em formulações farmacêuticas e urina sintética. O trabalho também visou contribuir no desenvolvimento de um sensor com melhor desempenho no que diz respeito à sensibilidade e seletividade do eletrodo compósito modificado, na quantificação do analito/molécula molde em matrizes complexas. Técnicas eletroanalíticas, tais como voltametria cíclica (CV) e voltametria de pulso diferencial (DPV) foram utilizadas para avaliar a resposta em termos de sensibilidade e seletividade do eletrodo compósito na detecção da tetraciclina (TC), proposto neste trabalho. A otimização dos parâmetros, tais como composição do MIP (5,0 %, m/m), amplitude de pulso (50 mV), velocidade de varredura (10 mV s-1), tempo (300 s) e potencial de acumulação [(+ 0,7 V (vs. SCE)] e faixa granulométrica do MIP (150 a 250 &mu;m), usando voltametria de redissolução anódica por pulso diferencial foi realizada para maximizar a determinação da tetraciclina em tampão fosfato 0,10 mol L -1 (pH 2,5), permitindo obter limites de detecção de 0,555 &mu;mol L-1, 2,70 &mu;mol L-1 e 4,71 &mu;mol L-1, respectivamente, para o EGPU-MIP-TC, EGPU e EGPU-NIP, sem necessidade de renovação da superfície do eletrodo entre as sucessivas medidas. Regiões lineares entre 4,0 e 60,0 &mu;mol L-1, 8,0 e 60,0 &mu;mol L-1 e 20,0 e 100,0 &mu;mol L-1/sup> foram observadas, respectivamente, para o EGPU-MIP-TC, EGPU e EGPU-NIP, para o pico anódico em + 0,9 V (vs. SCE). Os EGPU também foram testados quanto à seletividade frente à possíveis interferentes, sendo utilizados clortetraciclina (CTC) e oxitetraciclina (OTC) para os testes de interferência. Em todos os casos, a interferência do EGPU-MIP-TC foi menor do que a obtida com o EGPU-NIP, confirmando que o EGPU-MIP-TC foi mais efetivo na capacidade de reconhecer seletivamente o analito na presença dos interferentes CTC e OTC. Após as etapas de síntese dos MIP/NIP e confecção dos eletrodos, otimização dos parâmetros, avaliações e testes de sensibilidade e seletividade dos EGPU, os eletrodos foram submetidos à aplicação em duas amostras de medicamentos comerciais, TetraMed&reg; 500 mg e genérico de cloridrato de tetraciclina 500 mg e uma amostra sintética de urina. Os resultados foram comparados ao método oficial por HPLC, apresentando 95 % de confiança, de acordo com o teste t-Student. / In this work, graphite-polyurethane composites electrodes were modified with methacrylate molecularly imprinted polymers (MIP-TC) in order to evaluate the electrodes in the determination of tetracycline (TC) antibiotic in pharmaceutical formulations as well as in biological fluid. The work aimed to contribute in development of a sensor with better performance about the sensitivity and selectivity of the composites electrodes modified in quantification of this analyte. Electroanalytical techniques such as cyclic voltammetry (CV) and differential pulse voltammetry (DPV) were used to evaluate the selectivity and sensitivity of the composite electrodes in the detection of tetracycline. The parameters optimization, such as MIP composition (5.0 %, m/m), pulse amplitude (50 mV), scan rate (10 mV s-1), accumulation time (300 s), accumulation potential [+ 0.7 V (vs. SCE)], and MIP granulometry (150 to 250 &mu;m), using differential pulse anodic stripping voltammetry was done to maximize the determination of tetracycline in phosphate buffer 0.1 mol·L-1 pH 2.5 resulting in LOD of 0.555 &mu;mol L-1, 2.70 &mu;mol L-1 and 4.71 &mu;mol L-1, respectively for the EGPU-MIP-TC, EGPU and EGPU-NIP, without the need for surface renovation between the measures. A linear dynamic range from 4.0 to 60.0 &mu;mol L-1, 8.0 to 60.0 &mu;mol L-1 and 20.0 to 100.0 &mu;mol L-1, respectively for the EGPU-MIP-TC, EGPU and EGPU-NIP was observed for the anodic peak at + 0.9 V (vs. SCE). The EGPU were also tested regarding the selectivity compared to possible interferents, such as chlortetracycline (CTC) and oxytetracycline (OTC) for the interference study. In all cases, the interference of EGPU-MIP-TC was lower than the one that was got with EGPU-NIP, confirming that the EGPU-MIP-TC was more selective than the non-imprinted polymer in the capacity of recognizing, selectively, the analyte in presence of CTC and OTC interferents. After the steps of synthesis of MIP/NIP and electrodes confection, parameters optimization, evaluation and EGPU sensitivity and selectivity studies, the electrodes were submitted to the application in two commercial drugs containing 500 mg of tetracycline cloridrate, TetraMed&reg; and generic; and a synthetic urine sample. The results were compared to the official method by HPLC, presenting 95 % confidence according to the t-Student test.

Neste trabalho foram preparados eletrodos compósitos grafite-poliuretana modificados com polímeros metacrilatos com impressão molecular (EGPU-MIP) visando a determinação de ácido fólico (FA) e forma ácida do diclofenaco (DCF), os quais foram usados como moléculas molde. O objetivo principal era avaliar o desempenho dos MIPs em relação à seletividade e sensibilidade, além da inovação em relação ao uso dos compósitos como material de eletrodo, relativamente a esses analitos. No caso do FA, os MIP foram preparados com essa molécula, relativamente grande e contendo vários grupos funcionais, para avaliar o efeito dessas características no desempenho do sensor. Inicialmente foram feitos estudos exploratórios usando voltametria cíclica (CV), nos quais o FA apresentou pico irreversível de oxidação em +0,80 V (vs. SCE) e picos reversíveis de redução em -0,40 e -0,65 V (vs. SCE), com respectivos processos de oxidação em -0,33 e -0,49 V (vs. SCE). Foi desenvolvido um procedimento analítico para determinação do fármaco usando voltametria de pulso diferencial (DPV), após otimizar parâmetros tais como composição de MIP no sensor de (2,5%, m/m), amplitude de pulso (a = 50 mV), velocidade de varredura (&nu; = 10 mV s-1) e meio eletrolítico (tampão acetato, pH = 4,5). Nesse procedimento, determinou-se uma mesma região linear de resposta entre 0,6 e 2,0 &micro;mol L-1 para os dois picos de redução em -0,52 e -0,58 V (vs. SCE), com limites de detecção (LOD) de 0,17 e de 0,03 &micromol L-1, respectivamente. O pico em -0,58 V mostrou-se mais sensível e foi escolhido para determinar o FA nas formulações farmacêuticas Folacin&reg, Afopic&reg e Folifolim&reg, com resultados concordantes com o método oficial baseado na Cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), em 95% de confiança, segundo o teste t-Student. O MIP-FA mostrou-se mais seletivo que o polímero sem impressão molecular (NIP-DCF) frente às interferências do metotrexato (MTX), porem o ácido ascórbico (AA), ácido úrico (UA) e dopamina (DA) mostraram interferências, em relação aos grupos funcionais presentes nessas espécies, com forte influência da rigidez estrutural e da mobilidade rotacional de tais grupos. Outro MIP foi sintetizado com impressão para DCF. A voltametria cíclica mostrou que o DCF apresenta pico irreversível de oxidação em + 0,83 V (vs. SCE), na primeira varredura e picos reversíveis de redução em +0,40 e +0,65 V (vs. SCE), a partir da segunda varredura, com respectivos processos de oxidação em +0,27 e +0,58 V (vs. SCE). Foi desenvolvido um procedimento analítico para determinação do fármaco em formulações comerciais, usando DPAdASV, após otimização dos parâmetros tais como composição de MIP no sensor (2,5%, m/m), tempo de acumulação (300 s) e potencial de pré-concentração (+0,2 V), a = 50 mV, &nu; = 10 mV s-1 em ácido perclórico pH condicional (pHcond) = 1,6, com uma região linear entre 0,010 e 0,20 nmol L-1 e LOD de 0,99 nmol L-1 para o pico anódico em +0,8 V (vs. SCE). O DCF foi determinado nas formulações farmacêuticas Biofenac&reg, Medley&reg e Voltaren&reg e em urina sintética. O MIP-DCF se mostrou relativamente seletivo ao sinal do DCF, mesmo na presença dos interferentes como ácido meclofenâmico (AMCFN) e ácido mefenâmico (AMFN), os quais apresentam grande semelhança estrutural e funcional em relação ao analito. Deve-se tomar cuidado ao estender o intervalo de potencial operacional para o GPU, neste meio de ácido perclórico, para evitar ativação de grupos funcionais do grafite e/ou da PU. / In this work methacrylate molecularly imprinted polymers (MIP) were prepared using folic acid (FA) as well as diclofenac (DCF) templates. These MIPs were used in the modification of graphite-polyurethane (GPU) composites in order to evaluate the performance of the resulting electrodes in the determination of the templates in pharmaceutical formulations and to estimate the sensitivity and selectivity of the resulting devices joined to the innovation of using the composites in such development regarding these analytes. In the case of FA, MIPs were prepared with this relatively large and containing multiple functional groups, to evaluate the effect of such characteristics in the performance of the sensor. First of all exploratory experiments were performed using cyclic votammetry (CV) in which the FA presented an irreversible oxidation peak at + 0.80 V (vs. SCE) and reversible reductions peaks at -0.40 and -0.65 V (vs. SCE) with respective oxidation at -0.33 and -0.49 V (vs. SCE). An analytical procedure was developed based on differential pulse voltammetry (DPV), after optimizing parameters such as MIP composition in the sensor (2.5%, m/m), pulse amplitude (a = 50 mV), scan rate (&nu; = 10 mV s-1) and supporting electrolyte (acetate, pH = 4.5). In such procedure was obtained a linear dynamic range from 0.6 to 2.0 &micromol L-1 for both DPV reduction peaks at -0.52 and -0.58 V (vs. SCE), with limit of detection (LOD) of 0.17 and 0.03 &micromol L-1, respectively. As the second on was more sensitive it was chosen for the determination of FA in the commercial pharmaceutical formulation Folacin&reg, Afopic&reg and Folifolim&reg,with results that agreed with those from the official HPLC procedure within 95% confidence level according to the t-Student test. The MIP-FA was more selective than the non-imprinted polymer (NIP-DCF) in relation to the interference of metotrexate (MTX), however ascorbic acid (AA), uric acid (UA) and dopamine (DA) revealed significant interferences regarding the functional groups present in these species, with strong influence from the structural rigidity of the molecule that plays an important role in the rotational mobility of these groups. Another MIP was synthesized with DCF as a template. Cyclic voltammetry demonstrated that the DCF presented a single irreversible oxidation peak at + 0.83 V (vs. SCE) in the first scan, and two reversible reduction peaks at +0.40 and +0.65 V (vs. SCE) with respective oxidation at +0.27 and +0.58 V (vs. SCE), from the second scan. A DPAdASV procedure was also developed for the determination of DCF in commercial formulations after optimizing some experimental parameters such as MIP composition in the sensor (2.5%, m/m), accumulation time (300 s) and potential (+0.2 V), a = 50 mV, v = 10 mV s-1 and supporting electrolyte (perchloric acid pHcond = 1.6). A linear dynamic range from 0.010 to 0.20 nmol L-1 and a LOD of 0.99 nmol L-1 were observed for the anodic peak at +0.8 V (vs. SCE). Then the DCF was determined in the commercial formulations Biofenac&reg, Medley&reg and Voltaren&reg and also in synthetic urine samples. The MIP-DCF sensor showed to be selective regarding the DCF signal even in the presence of meclophenamic acid (AMCFN) and mefenamic acid (AMFN), which present structural and functional similarity when compared with the analyte. Care must be taken when using the GPU in extreme potential windows in the perchloric acid medium, to avoid activation of functional groups in the polymer.

Cascas cilíndricas circulares com uma pequena variação de espessura ao longo de seu comprimento, quando submetidas à rotação, apresentam em alguns casos, deslocamentos elásticos de sua superfície externa, tendendo a uma forma de um oval. O objetivo deste trabalho é estabelecer a relação entre a variação de espessura das cascas cilíndricas com a sua deformação devida às forças centrífugas medida durante a rotação utilizando-se dois enfoques, um experimental e outro numérico, no caso o método de elementos finitos (MEF). As cascas cilíndricas estudadas tiveram sua espessura de parede medidas por meio de aparelho de ultra-som, mas por serem fabricadas em ferro fundido cinzento, as suas lamelas de grafita atuam como refletores, o que torna a medição imprecisa. Os resultados da análise numérica encontrados se relacionam bem com os experimentais de maneira qualitativa, mas divergem na forma quantitativa. Modelos de cascas com variação de espessura imposta também foram criados e analisados usando-se o método de elementos finitos de forma a se avaliar o comportamento da casca cilíndrica sob diversas configurações de distribuição da variação da espessura. Sugere-se a pesquisa de novas tecnologias para medições por ultra-som de peças fabricadas de ferro fundido com grafita lamelar. Neste trabalho, a medição da forma oval foi feita utilizando-se sensores de proximidade do tipo \"eddy-current\". / Circular cylindrical shells with small thickness variations along their body, when submitted to rotation, present, in some cases, elastic displacements of their outside surface induced by centrifugal forces leading to final oval like shapes. The main purpose of this study is to establish relationships between thickness variation of the cylindrical shells with their measured deformation during the rotation, due to centrifugal forces, using two approaches, one experimental and the other one numerical, in the latter case the finite element method (FEM). The studied cylindrical shells had their wall thickness measured by means of an ultrasound device. The used material is flake graphite cast iron (gray cast iron). The graphite flakes act as reflectors, what makes such measurements imprecise. The numerical results found are satisfactory in a qualitative way, but they disagree in the quantitative form. Shell models with theoretical imperfections also were created and analyzed using the finite element method in order to evaluate the behavior of the cylindrical shell under several configurations of distribution of the shell thickness variation. Further research is necessary on new technologies to measure the thickness of pieces manufactured of flake graphite cast iron. In this research, the oval shape measurements were done by means of eddy-current proximity sensors.