Thesis (MTech (Environmental Management))--Cape Peninsula University of Technology, 2018. / The iThemba Laboratory for Accelerator Based Sciences (iThemba LABS or iTL), a facility governed by the National Research Foundation (NRF) based in Cape Town has embarked on a project called the South African Isotope Facility (SAIF). Part of the SAIF will be a project called the Low Energy Radioactive Ion Beam (LERIB) for the production of radioactive beams with the Separated Sector Cyclotron (SSC). The LERIB project is anticipated to generate significant prompt sources of ionising radiation such as neutrons displaced by protons during bombardment of targets. At present, the facility has 3 - 5 m thick concrete walls designed to shield against 200 MeV neutrons. The floor thickness varies from each vault according to the behaviour and characteristics of the produced radiation. The LERIB facility concrete floor is envisioned to be 1 m thick. Insufficient floor shielding might expose the sub-surface strata below the floor with ionising radiation. Some matter in the exposed strata might undergo activation and consequently produce undesirable radioactive isotopes. Exposure to radioactive isotopes can pose potential risks to the general public and the receiving environment. In the sub-surface, the activated isotopes can spread through the soil and groundwater bodies. Groundwater being mobile in nature might act as conduit for activated isotopes to migrate in the subsurface. The half-lives of the formed radionuclides were used to estimate the distance the radionuclides can migrate in the sub-surface before decay. The X-Ray Fluorescence (XRF) and Inductive Coupled Plasma - Mass Spectrometry (ICP-MS) were used to quantify the mass fraction of elements from soil and groundwater samples. The Inductive Coupled Plasma - Optical Emission Spectrometry (ICP-OES) was used to measure dissolved metals of major and minor oxides in groundwater samples. These scientific techniques were applied in order to measure mass fractions of elements present in the sub-surface anticipated to be exposed with neutron radiation. Results revealed that the sub-surface in the study site constitutes Si, Al, Na and Fe in abundance. This suggests that, these elements might have a high probability to undergo activation compared to those occurring at lower concentrations, such as minor and trace elements. However the neutron capture cross-section for these elements varies and hence some elements such as Si and Al were not activated. To investigate elements measured from the ICP-MS, ICP-OES and XRF which might undergo activation, soil and water samples were irradiated for an hour with neutrons from a Beryllium target from a range of 0 – 66 MeV energy. The results revealed that activating the sub-surface with neutron radiation will result to the formation of short and long-lived unstable isotopes. However, isotopes with long half-lives such as 22Na, 52Mn, 54Mn and 46Sc only occurred in soil samples and none measured from the water samples except a short-lived isotope 24Na. These results agrees with the reviewed literature that, water being a product of two hydrogens and one oxygen, with 1H from H2O considered to be a good neutron moderator should have absorbed the neutrons so as to reduce neutron capture cross-sections.

Avaliação dos efeitos do Sistema Damon nas inclinações dentárias, dimensões dos arcos e suporte ósseo por meio da tomografia computadorizada de feixe cônico Este estudo objetivou analisar as alterações nas inclinações vestibulolinguais dos dentes, nas dimensões dos arcos e nas espessuras das tábuas ósseas vestibulares durante o alinhamento com Sistema Damon, como também identificar fatores pré-tratamento (espessura óssea inicial, larguras dos arcos, apinhamento) e alterações do tratamento (expansão dos arcos, vestibularização dos dentes) possivelmente associados. Vinte e dois adolescentes com dentadura permanente completa até primeiros molares, tratados sem extrações e apinhamento inicial mínimo de 4mm superior: -6,71mm (DP 2,99), inferior: -5,12mm (DP 2,03) foram escaneados por tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) antes (T0) e após (T1) o alinhamento com o Sistema Damon. As dimensões dos arcos e as inclinações vestibulolinguais dos dentes foram avaliadas a partir das TCFC (T0 e T1) em modelos 3D e cortes multiplanares, enquanto o apinhamento foi mensurado nos modelos de estudo (T0). A spessura das tábuas ósseas vestibulares nos ¾ coronais e ¼ apical da raiz dentária foram mensuradas por meio de imagens de tomográficas parassagitais (0,3mm de espessura) das duas fases T0 e T1, nas áreas de incisivos centrais superiores e de segundos pré-molares e primeiros molares superiores e inferiores. As variáveis foram submetidas ao teste de de Shapiro-Wilk para testar sua distribuição. As alterações de todas as variáveis de T0 para T1 foram comparadas por meio dos testes t pareado ou de Wilcoxon. A correlação entre as alterações das espessuras ósseas com os possíveis fatores associados foi verificada pelo coeficiente de correlação de Pearson ou teste de correlação de Spearman. O alinhamento com o Sistema Damon produziu expansões dos arcos associados à proclinação dos dentes e à redução na espessura óssea vestibular. As tábuas ósseas vestibulares tornaram-se não mensuráveis com o alinhamento em 25% das raízes mesiovestibulares dos primeiros molares superiores. A redução nas espessuras ósseas vestibulares mensuráveis, recobrindo os ¾ coronais da raiz, foi significante nas áreas de incisivo central superior (-13,22%), raiz mesiovestibular do primeiro molar superior (-20,54%) e raízes mesial e distal do primeiro molar inferior (-15,58% e -11,38%, respectivamente). Houve tendência ao aumento da espessura óssea vestibular da raiz distovestibular do primeiro molar superior (p= 0,051), provavelmente devido à rotação do molar com o alinhamento. A redução na espessura óssea vestibular durante o alinhamento dentário mostrou correlação positiva com a espessura óssea e apinhamento iniciais no arco superior, bem como com a distância inter-segundos-prémolares pré-tratamento no arco inferior. Os arcos mais expandidos durante a fase de alinhamento tenderam a sofrer maior redução nas espessuras ósseas vestibulares. Conclui-se que o Sistema Damon produz expansões dos arcos associados à redução óssea vestibular durante a fase de alinhamento. Dentes com ossos mais finos e apinhamentos mais severos antes do tratamento apresentam maior risco para redução na tábua óssea vestibular e a quantidade de expansão durante o tratamento pode potencializar esse efeito. / This study aimed first to assess the changes in teeth buccolingual inclinations, arch dimensions, and buccal bony plate thicknesses occurred during the alignment phase using a self-ligating brackets system (Damon MX). Secondly, to identify pre-treatment (initial bone thickness, initial arch widths, initial crowding) or treatment parameters (amount of expansion, amount of buccal tipping) that could act as risk predictors for buccal bone reduction during orthodontic treatment. Twenty-two adolescents with complete permanent dentition until first molars, minimum initial crowding of 4mm - maxillary: -6.71 mm (SD 2.99), mandibular: - 5.12 mm (SD 2.03) - treated without extractions were scanned by cone beam computed tomography (CBCT) before (T0) and after (T1) alignment using Damon System. Arch dimensions and teeth buccolingual inclinations were evaluated by means of digital models and multiplanar reconstructed images both obtained from CBCT (T0 and T1), crowding was measured on study casts (T0). Alveolar buccal bone thickness overlying the ¾ coronal and the ¼ apical of the root were measured in the areas of maxillary central incisors, as well as maxillary and mandibular premolars and first molars by means of cross-sectional images reconstructed with 0.3 mm thickness at T0 and T1, Distribution of the variables was verified by Shapiro-Wilks test. Changes in all variables from T0 to T1 were compared using paired t test or Wilcoxon test. The correlation between changes in bone thickness with its possible associated factors was assessed by Pearson correlation coefficient or Spearman correlation test. Alignment using Damon System produced substantial arch expansion associated with proclination of teeth and reduction in buccal bone thickness. The buccal bone plates overlying 25% of the mesiobuccal roots of the maxillary first molars became unmeasurable during the alignment phase. The reduction in the measurable buccal bone thickness, overlying the ¾ coronal root length, was significant in the areas of maxillary central incisor (-13.2%), mesiobuccal root of maxillary first molar (-20.5%), mesial and distal roots of mandibular first molar (-15.6% and -11.4%, respectively). There was a tendency for increasing buccal bone thickness root overlying the distobuccal root of maxillary first molar (p = 0.051), probably due to molar rotation during the alignment phase. The reduction in buccal bone thickness during alignment with Damon System showed a positive correlation with initial bone thickness and initial crowding in the maxillary arch, and the pre-treatment inter-secondpremolar width in the mandibular arch. The more expanded the arch during the alignment phase, the greater reduction in buccal thickness bone. It is concluded that the Damon system produces arch expansion associated with decrease in buccal bone thickness during the alignment phase. Thinner buccal bony plates and more severe crowding before treatment increase the risk for buccal bone reduction and the amount of expansion during treatment may further enhance this effect.

Introdução: O objetivo principal desta pesquisa foi avaliar as características do osso alveolar vestibular e lingual, na região ântero-inferior, em pacientes que realizaram tratamento ortodôntico corretivo não cirúrgico da má oclusão de Classe II. Material e Métodos: A amostra foi constituída de 32 pacientes divididos de acordo com a inclinação vestibular dos incisivos inferiores em dois grupos: Grupo Experimental que protruíram ou inclinaram os incisivos para vestibular em 1,5 mm e/ou 10o ou mais e Grupo Controle que protruíram ou inclinaram os incisivos para vestibular menos de 1,5 mm e/ou 10o. Estes grupos foram compatibilizados de acordo com a idade, sexo e padrão facial. O nível da crista óssea alveolar vestibular e lingual, a espessura da tábua óssea vestibular e lingual na metade e no ápice radicular, assim como a presença ou ausência de deiscências e fenestrações foram avaliados nos cortes parassagitais em imagens de tomografia computadorizada cone-beam, realizadas após um ano da remoção do aparelho fixo, na região dos seis dentes anteriores inferiores. A comparação intergrupos foi realizada por meio do teste t e o teste de Mann-Whitney para as avaliações quantitativas e pelo teste Exato de Fisher para as avaliações qualitativas (p<0,05). Verificou-se a correlação entre as medidas quantitativas e a quantidade de protrusão/inclinação vestibular dos incisivos inferiores por meio dos testes de Pearson e de Spearman. Resultados: O grupo experimental demonstrou espessura da tábua óssea vestibular no nível apical maior para os incisivos centrais, e espessura da tábua óssea lingual no nível apical menor para os incisivos centrais, laterais e caninos, em relação ao grupo controle. Maior número de deiscências na lingual dos incisivos centrais e fenestrações na vestibular dos incisivos laterais foi encontrado para o grupo experimental em comparação ao grupo controle. No nível apical dos incisivos centrais e caninos, quanto maior a quantidade de inclinação vestibular e protrusão dos incisivos inferiores durante o tratamento, menor espessura da tábua óssea lingual e maior espessura da tábua óssea vestibular. Conclusões: O grau de protrusão dos incisivos inferiores apresentou influência sobre a espessura da tábua óssea ao nível do ápice radicular dos dentes anteriores. Somente deiscências linguais e fenestrações ósseas vestibulares foram observadas com mais frequência no grupo tratado com significante protrusão dos incisivos. / The aim of this study was to assess the morphology of the mandibular incisors labial and lingual alveolar bone in patients who underwent Class II nonsurgical orthodontic treatment. The sample comprised 32 patients who were divided into two groups according to the amount of labial protrusion of the mandibular incisors: the experimental group (EG) - which protruded or labially tipped the incisors 1.5 mm and/or 10o or more; and the control group (CG) - which protruded or labially tipped the incisors less than 1.5 mm and/or 10o. These groups were matched according to age, sex and facial pattern. Measurements of the vertical alveolar bone level and alveolar bone thickness of the labial and lingual plate, as well as the presence and absence of dehiscences and fenestrations were evaluated in cone-beam computed tomography cross-sectional images of the six mandibular anterior teeth, taken one year after appliance removal. Intergroup comparisons were performed using Mann-Whitney and t tests for quantitative assessments and Fisher Exact Test for qualitative assessments. Correlation between quantitative measures and the amount of protrusion/labial inclination of the mandibular incisors was evaluated with Pearson and Spearman tests. The experimental group showed significant greater thickness of the apical buccal bone plate of the central incisors and smaller thickness of the apical lingual bone plate of the central incisors, lateral incisors and canines. Greater number of lingual dehiscences in the central incisors and labial fenestrations in the lateral incisors was found for the experimental group. At the apical level of the central incisors and canines, the greater the amount of labial inclination and protrusion of the mandibular incisors during treatment, the smaller was the lingual bone plate thickness and greater was the thickness of the labial bone plate. The protrusion degree of the mandibular incisors influenced the apical bone plate thickness of the anterior teeth. Only lingual dehiscences and labial bone fenestrations were more frequently observed in the group treated with significant protrusion of the incisors.

O grafeno é um material que apresenta propriedades físicas e químicas superiores aos materiais tradicionalmente utilizados na fabricação de diferentes dispositivos. Porém, para substituir tais materiais, é imprescindível o conhecimento e controle de processos de adsorção e incorporação de diferentes compostos na superfície do grafeno, crescido ou transferido, sobre diferentes substratos. A investigação da síntese e caracterização de filmes de grafeno com a finalidade de controlar as propriedades físico-químicas e elétricas é um esforço da comunidade científica atualmente. Nesse trabalho, tivemos o objetivo de investigar o processamento térmico do grafeno em vapor de água e em óxido nítrico e sua síntese pela técnica de MBE, caracterizando as estruturas resultantes através de técnicas de análise por feixes de íons, espectroscopia de fotoelétrons e espectroscopia Raman. No caso do processamento em vapor de água, as amostras foram submetidas a tratamentos térmicos em ampla faixa de temperatura (200-1000°C), sendo possível distinguir três diferentes regimes de interação do grafeno com a água. A baixas temperaturas de processamento (200-400°C), nenhuma modificação considerável é observada. Na faixa entre 400-500°C, a estrutura plana do grafeno é corrugada para acomodar os novos grupamentos funcionais formados. A partir de 600°C, os domínios cristalinos diminuem e observa-se alto nível de dopagem oxidativa. Já no processamento em NO, evidenciou- se a introdução de N na rede cristalina e etching do grafeno em altas temperaturas. Quanto ao crescimento de grafeno sobre substratos de Si3N4 e AlN(0001) por MBE, este trabalho mostrou a viabilidade de se obter filmes de nanografeno com uma taxa de crescimento de 1 monocamada por minuto, onde a qualidade cristalina do filme formado e a espessura dependem do tempo de crescimento. / Graphene is a material which presents physical and chemical properties superior than the materials traditionally used in different devices. In order to use graphene rather than those materials, it is necessary to understand and control the adsorption process and incorporation of different compounds on graphene, grown or transferred, on different substrates. The scientific community has made efforts to control the physicochemical and electrical properties of graphene films. The objective of thesis is to investigate the physicochemical modifications of graphene induced by annealing in water vapor and nitric oxide and to grow graphene by MBE. Resulting structures were characterized by ion beam analysis, x-ray spectroscopy and Raman spectroscopy. Concerning samples treated in water vapor, annealings were performed at temperatures ranging from 200 to 1000ºC. Results evidence three different regimes with respect to annealing temperature. In the low temperature range (200–400°C), no prominent modification of graphene itself is observed. At higher temperatures (400–500°C), to accommodate newly formed oxygen functionalities, the flat and continuous sp2 bonding network of graphene is disrupted, giving rise to a puckered layer. For 600°C and above, shrinking of graphene domains and a higher doping level take place. Regarding graphene processing in NO, results show N incorporation in graphene crystal network and etching of graphene at higher temperatures. Concerning graphene synthesis on Si3N4 and AlN(0001) by MBE, this work demonstrates the feasibility of growing nanographene with a growth rate of one monolayer per minute. In addition, the crystal quality of the films and their thickness depends on growing time.

Uma simulação baseada em métodos Monte Carlo foi criada com o intuito de avaliar a potencialidade da utilização do espalhamento Compton em altas energias para a obtenção de medidas absolutas e de alta precisão da energia de fótons marcados. Esse método se baseia em medidas angulares dos produtos desse espalhamento para reconstruir a energia dos fótons incidentes, utilizando a cinemática do espalhamento Compton em aproximação de impulso. A simulação inclui vários efeitos relevantes à medida, como espalhamento múltiplo de elétrons, momento interno dos elétrons nos átomos do alvo, resolução do detetor e vários parâmetros geométricos do arranjo experimental. Através da simulação de um experimento que utiliza esse método para a calibração em energia de um feixe de fótons marcados, foi possível identificar duas fontes de erros sistemáticos. Métodos de análise que minimiza um desse erros sistemáticos foram desenvolvidos, bem como métodos para a criação de correções para as medidas de energia. Verificou-se que, pelo menos no arranjo experimental estudado, é possível obter medidas da energia dos fótons incidentes com precisão da ordem de 0.07%. / A simulation based on Monte Carlo methods was created in order to evaluate the potentiality of using Compton scattering at high energies to obtain high precision absolute measurements of tagged photon energies. This method is based on angular measurements of the scattering products to reconstruct the incident photon energy using the kinematics of Compton scattering in impulse approximation. The simulation includes several effects that are relevant to the measurement, such as electron multiple scattering, internal momentum of the electrons in the atoms of the target, detector resolution and several geometrical parameters of the experimental setup. Through simulation of an experiment that uses this method for energy calibration of a tagged photon beam, it was possible to identify two sources of systematic errors. Analysis methods that minimize one of these systematic errors were developed, as well as methods for the creation of corrections to the energy measurements. Our results show that, at least in the studied experimental setup, it is possible to obtain energy measurements with a precision in the order of 0.07%.

Os aços maraging pertencem a uma classe de aços de ultra-alta-resistência que diferem da maioria dos aços pelo mecanismo de endurecimento. Enquanto nos aços convencionais o endurecimento é obtido por transformação martensítica, nos aços maraging o aumento das propriedades mecânicas é obtido pela precipitação de compostos intermetálicos em uma matriz martensítica de baixo teor de carbono, em temperaturas da ordem de 480°C. Para o presente trabalho, empregou-se um aço maraging 300 na forma de barras cilíndricas com diâmetro de 8mm e comprimento de 120mm, cedido na condição solubilizada pelo Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA). Os corpos-de-prova foram soldados em cheio empregando-se um laser a fibra de 2kW e um dispositivo especialmente desenvolvido para solda orbital. As condições de envelhecimento foram inicialmente estudadas e a melhor combinação de resistência mecânica e ductilidade foi obtidas na condição de para 460°C por 3 horas, que foi então adotada para a caracterização do comportamento em fadiga. Os ensaios de fadiga foram realizados em uma máquina de flexão rotativa (R = -1), em níveis de tensão correspondentes à faixa de vida de 104 a 107 ciclos. Os corpos-de-prova soldados a laser foram submetidos a três condições de tratamento pós-soldagem: a) envelhecimento, b) solubilização + envelhecimento e c) homogeneização + solubilização + envelhecimento. Os resultados permitiram avaliar e comparar o efeito da solda a laser, seguida por tratamentos térmicos pós-soldagem, no comportamento em fadiga do aço maraging 300. Os tratamentos pós-soldagem não resultaram em diferença significativa na vida em fadiga do aço maraging 300, o fator determinante para a duração da vida em fadiga foi a quantidade de poros presente na superfície de fratura. / The maraging steels belong to a class of ultra-high-resistance steels that differ from most of steel for the hardening mechanism. While the conventional steel is obtained by hardening for martensitic transformation in maraging steel the increase of mechanical properties is obtained by the precipitation of intermetallic phases in a martensitic matrix of low carbon, at temperatures about 480°C. For the present study, we used a maraging 300 steel in form of cylindrical bars with a diameter of 8mm and length of 120mm, received as solution treated by the Department of Aerospace Science and Technology (DCTA). The test specimens were welded using a 2 kW fibre laser coupled to a special lathe in order to obtain an orbital weld line. The ageing contitions of the steel were initially investigated using base material samples. The best combination of hardness, tensile strength and ductility were achieved for 460°C for 3 hours , which was then chosen for the fatigue characterization..The fatigue tests were conducted in a rotating bending machine (R = -1). The stress levels were found for fatigue lives in the range of 104 to 107 cycles. The laser welded test pieces underwent three distinct post-weld heat treatments: a) ageing , b) solution + ageing and b) homogenization + solution + ageing .The results allowed assessing and comparing the effect of laser beam welding, followed by post-weld heat treatments, on the fatigue behavior of the maraging 300 steel. The post-weld heat treatments no results in significant difference in fatigue life of maraging 300 steel , the determinant factor for fatigue life was the amount of pores present in the fracture surface.

Catalisador é uma substância que altera a velocidade de uma reação. Na indústria do petróleo os catalisadores mais utilizados são os catalisadores de Fluid Catalytic Cracking (FCC) e Hidrocatalytic Cracking (HCC) cada qual utilizado em uma determinada etapa do processo. Esses catalisadores são usados para facilitar a quebra das cadeias moleculares que darão origem a uma mistura de hidrocarbonetos. Contudo, o catalisador perde progressivamente sua atividade, seja pela mudança de sua estrutura molecular original ou pela sua contaminação provenientes de outras moléculas do petróleo. A aplicação das radiações ionizantes (feixe de elétrons e raios gama) nesses catalisadores desativados foi estudada para auxiliar na extração de metais ou terras-raras de alto valor agregado. Nos ensaios realizados com os catalisadores de FCC utilizaram-se das técnicas de irradiação por 60Co e por feixe de elétrons (EB) e tiveram como estudo a extração do lantânio (La2O3), a regeneração e utilização desses catalisadores. Entretanto, o uso da radiação ionizante não contribuiu nesses processos. Já nos catalisadores de HCC foi utilizado a irradiação por feixe de elétrons e como estudo a extração do molibdênio (MoO3). Na temperatura em torno de 750°C nesses catalisadores irradiados do leito inferior obteve-se um rendimento de extração duas vezes maior em comparação aos não irradiados, ou seja de 57,65% e 26,24% respectivamente. / Catalyst is a substance that changes the rate of a reaction. In the petroleum industry the commonly catalysts are used for Fluid Catalytic Cracking (FCC) and Hidrocatalytic Cracking (HCC), which one applied in a specific stage. These catalysts are used to facilitate the molecular chains cracking which will generate a mixture of hydrocarbons. However, the catalyst gradually loses its activity, either by changing its original molecular structure or by its contamination from other petroleum molecules. The application of ionizing radiation (electron beam and gamma rays) over these spent catalysts was studied to contribute with the extraction of metals or rare-earths of high added-value. Tests carried out with FCC catalysts were used the techniques of 60Co irradiation and electron beam (EB) and had as a subject the extraction of lanthanum (La2O3), regeneration and utilization of these catalysts. However, the use of ionizing radiation has not contributed in these processes. Meanwhile with HCC catalysts the irradiation used was electron beam and had as a subject the extraction of molybdenum (MoO3). In temperature around 750°C, these irradiated catalysts of the lower region have an extraction yield twice higher compared to non-irradiated ones, in other words 57.65% and 26.24% respectively.

O trabalho experimental aqui apresentado tem como foco o desenvolvimento de um laser de estado sólido cujo desempenho foi otimizado de tal forma que contemple alta potência, alta qualidade de feixe e estabilidade, levando-se em conta os efeitos térmicos sofridos pelo meio ativo em regime de alta potência de bombeamento. Foram testadas cavidades para operação contínua em multimodo com alta potência de saída e cavidades operando em modo único TEM00. Para cavidades operando no modo fundamental, os ressonadores testados serão divididos em grupos de acordo com o seu comportamento no diagrama de estabilidade. A otimização de tais ressonadores foi realizada apenas alterando-se o raio de curvatura dos espelhos de entrada e saída e suas respectivas distâncias ao plano principal do bastão de Nd:YAG. Como resultado foi alcançada a maior eficiência de extração reportada na literatura para um ou dois módulos de Nd:YAG intracavidade. Os resultados dão uma visão geral sobre possíveis projetos de ressonadores para operação dinamicamente estável, com alta potência de saída e qualidade de feixe. Os dados obtidos servem como base para o desenvolvimento de novos lasers de alta potência e eficiência baseados em módulos DPSSL (Diode-Pumped Solid-State Lasers- Lasers de Estado Sólido Bombeados por Diodo) de baixo custo. / The experimental work presented here focuses on the development of a solid-state laser whose performance has been optimized for high power output, high beam quality, and high stability, taking into account the thermal effects experienced by the gain medium under high pumping power. Cavities for continuous wave (CW) operation in multimode with high output power and cavities operating in single mode TEM00 were tested. The resonators will be divided in groups according to their stability diagram. The optimization of such resonators was performed only by changing the curvature radius of the mirrors and their distances to the principal plane of the Nd:YAG rod. As a result was achieved the highest extraction efficiency reported in the literature for one or two intra cavity Nd:YAG modules. The results give an overview of possible designs of resonators for dynamically stable operation with high output power and beam quality. The data serve as basis for the development of new high-power lasers based on low cost DPSSL modules.

O atrativo estético proporcionado pela forma arredondada é o fator que na maioria das vezes determina a utilização de estruturas tubulares circulares. É crescente a concepção de pórticos formados por colunas tubulares e as tradicionais vigas de seção I. Esse tipo de ligação ainda é pouco estudado no Brasil, e esse trabalho busca avançar no entendimento do comportamento estrutural dessas ligações. Foram realizados estudos analíticos, numéricos e experimentais em quatro configurações de ligação, com diafragmas externos transversais, chapa de alma, soldas, parafusos e enrijecedor. Avaliou-se a relação M-\'fi\' (momento-rotação) das ligações estudadas e os parâmetros envolvidos como resistência, rigidez e ductilidade, evidenciando-se o modo de colapso das ligações. O estudo analítico foi desenvolvido baseado nas recomendações do Eurocode 3 (2005), com a utilização do Método das Componentes. A análise numérica, através do Método dos Elementos Finitos, foi realizada por meio dos programas computacionais TRUEGRID® e ANSYS®. Os modelos numéricos consideram as características mecânicas do aço, como plastificação, encruamento e não-linearidades geométricas e de contato. As formulações do Eurocode 3 (2005), adaptadas para a determinação da resistência das ligações viga-coluna, apresentaram resultados coerentes e a análise numérica foi representativa frente aos resultados experimentais. A utilização de diafragmas externos conectados à viga apresentou boa funcionalidade, ajudando na distribuição das tensões na região da ligação, melhorando o comportamento da coluna. / The aesthetic appeal provided by the round shape is the factor that mostly determines the use of circular tubular structures. There is an increasing conception of structures formed by hollow columns and traditional beams of section I. This type of connection hasn\' t been sufficiently studied in Brazil, and this paper tries to advance the comprehension of the structural behavior of these connections. Analytical, numerical, and experimental study were performed in four connections configurations, with transverse external diaphragms, web plate, welds, bolts and stiffener. The relation M-\'fi\' (moment-rotation) of the studied connections and the parameters involved such as strength, stiffness and ductility were evaluated, evidencing the failure mode of connections. The analytical study was developed based on recommendations of Eurocode 3 (2005) using the Method of Components. The numerical analysis using the Finite Element Method was performed with the computer programs TRUEGRID® and ANSYS®. The numerical models consider the mechanical characteristics of steel, such as yielding and hardening, and also the geometric and contact nonlinearity. The formulations of Eurocode 3 (2005), adapted for determining the strength of beam-column connections, showed coherent results and the numerical analysis was representative compared to experimental results. The use of external diaphragm connected to the beam showed good functionality, helping in the distribution of stress in the region of connection, improving the behavior of the column.

Introdução. O estudo da anatomia da região naso-sinusal e de suas variações é de grande importância diagnóstica e para a definição de condutas de tratamento nas áreas da Odontologia e da otorrinolaringologia, principalmente em relação aos seios maxilares, regiões anatômicas diretamente relacionadas com os dentes superiores. Objetivos. Avaliar por meio da tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) a prevalência das seguintes variações anatômicas do complexo ostiomeatal: concha bolhosa, células de Haller, desvios de septo nasal e aerações do processo uncinado e, ainda, avaliar a prevalência das afecções inflamatórias dos seios maxilares. A presença das variações anatômicas supramencionadas e de alterações apicais de dentes posteriores superiores serão correlacionadas com a presença das afecções inflamatórias dos seios maxilares. Material e Métodos. Foram avaliados 100 exames de TCFC de pacientes odontológicos escolhidos de forma aleatória de acordo com protocolos de aquisição que abrangiam as regiões anatômicas de interesse ao estudo. Todas as tomografias do estudo foram adquiridas através do tomógrafo i-Cat, modelo Classic e as imagens em formato DICOM foram visualizadas e analisadas através do software i-Cat Vision. Resultados. Os exames tomográficos avaliados eram de 100 pacientes, 43 do gênero masculino (média de idade de 23,7anos) e 57 do gênero feminino (média de idade de 25,8 anos). Todas as variações anatômicas em estudo foram visualizadas nos exames analisados. Oitenta e cinco indivíduos apresentaram uma ou mais de uma variação concomitantemente, enquanto 15 indivíduos não apresentaram qualquer tipo de variação anatômica. A maior prevalência foi de indivíduos que apresentaram duas variações anatômicas (38%). Desvio de septo nasal ocorreu em 67% dos pacientes. Considerando-se a possibilidade de ocorrência bilateral em cada paciente, concha média bolhosa, células de Haller e aeração do processo uncinado apresentaram, respectivamente, as seguintes prevalências: 31,5%; 20%; e 9%. As afecções inflamatórias dos seios maxilares apresentaram as seguintes distribuições e taxas de prevalências considerando-se análises bilaterais: em 74 seios maxilares não foram visualizadas afecções inflamatórias (37%); espessamento da mucosa sinusal foi visualizado em 97 seios maxilares (48,5%); e cistos de retenção / pseudocistos estavam presentes em 29 seios maxilares (14,5%). O grau de espessamento da mucosa dos seios maxilares foi estabelecido através de medidas milimétricas e, considerando-se análises bilaterais sem incluir cistos de retenção/pseudocistos, as seguintes distribuições e taxas de prevalência foram encontradas: classe I (mucosa sem alterações) foi vista em 74 seios maxilares (43,27%); espessamento tipo classe II (até 2mm) foi visualizado em 30 seios maxilares (17,54%); classe III (entre 2mm e 4mm) em 13 seios maxilares (7,60%); classe IV (entre 4mm e 10mm) em 30 seios maxilares (17,54%); e classe V (maior que 10mm) em 24 seios maxilares (14,03%). Na análise bilateral das condições dentárias / ósseas na região posterior da maxila encontrou-se que em 162 situações (81%) todos os dentes apresentavamse hígidos, enquanto em 11 situações (5,5%) havia a presença de hipodensidades ósseas compatíveis com lesões apicais. Aplicando-se o teste estatístico exato de Fisher (p<0,05) avaliou-se a correlação entre as hipodensidades ósseas apicais e a presença de afecções inflamatórias dos seios maxilares e os resultados mostraram que os achados foram casuais, sem significância estatística. Aplicando-se o mesmo teste estatístico para avaliar a correlação entre as variações anatômicas objetos da presente pesquisa e as afecções inflamatórias dos seios maxilares, os resultados foram estatisticamente significativos. Conclusão. A TCFC permitiu identificar todas as variações anatômicas do complexo ostiomeatal objetos do estudo e os diferentes tipos de afecções inflamatórias dos seios maxilares, assim como determinar as suas taxas de prevalência. As variações anatômicas apresentaram prevalência de 85% e o desvio de septo nasal foi a mais comum (67%). As afecções inflamatórias dos seios maxilares apresentaram taxa de prevalência de 65% e espessamento da mucosa sinusal foi a mais comum (47,5%). Enquanto as variações anatômicas do complexo ostiomeatal foram correlacionadas com as afecções inflamatórias dos seios maxilares, o mesmo não ocorreu em relação às hipodensidades apicais. / Introduction. The study of anatomy nasal-sinus and its variations is of great importance for the diagnosis and definition of behavior treatment in the areas of dentistry and otolaryngology, particularly in relation to the maxillary sinuses, anatomical regions directly related to the upper teeth. Objectives. Evaluate by beam computed tomography (CBCT) the prevalence of the following complex anatomical variations ostiomeatal: concha bullosa, Haller cells, nasal septum deviation and airings of the uncinate process, and also to assess the prevalence of inflammatory diseases of the sinuses jaws. The presence of anatomical variations above and apical changes of maxillary posterior teeth will be correlated with the presence of inflammatory diseases of the maxillary sinuses. Materials and Methods. We evaluated 100 CBCT examinations of dental patients chosen at random according to acquisition protocols covering the anatomical regions of interest to the study. All scans were acquired through the study of the tomograph i-Cat, Classic model and the images in DICOM format were viewed and analyzed using the software i-Cat Vision. Results. CT scans were evaluated for 100 patients, 43 males (mean age 23.7 years) and 57 females (mean age 25.8 years). All anatomical variations in the study were displayed in the images analyzed. Eightyfive subjects had one or more concomitant variation, while 15 subjects did not show any anatomical variation. The highest prevalence was individuals who had two anatomical variations (38%). Septal deviation occurred in 67% of patients. Considering the possibility of bilateral occurrence in each patient, concha bullosa, Haller cells and aeration of the uncinate process showed, respectively, the following rates: 31.5%, 20% and 9%. The inflammatory diseases of the maxillary sinuses showed the following distributions and prevalence rates considering bilateral analysis: in 74 maxillary sinuses were not visualized inflammatory disorders (37%), thickening of the Sinus mucosa was seen in 97 maxillary sinuses (48.5%) , retention cysts and / pseudocysts were present in the maxillary sinus 29 (14.5%). The degree of mucosal thickening of the maxillary sinuses was established through measures millimeter and considering bilateral analyzes excluding retention cysts / pseudocysts, the following distributions and prevalence rates were found: class I (unchanged mucosa) was seen in 74 maxillary sinuses (43.27%), thickened class II (up to 2mm) was seen in 30 maxillary sinuses (17.54%), Class III (2mm to 4mm) in 13 maxillary sinuses (7.60%); Class IV (between 4mm and 10mm) in 30 maxillary sinuses (17.54%) and Class V (greater than 10 mm) at 24 maxillary sinuses (14.03%). In the analysis of bilateral dental conditions / bone in the posterior maxilla was found that in 162 cases (81%) had all teeth are healthy, while in 11 cases (5.5%) had the presence of bone hipodensidades compatible apical lesions. Applying the Fisher exact test statistic (p <0.05) assessed the correlation between hipodensidades apical bone and the presence of inflammatory diseases of the maxillary sinuses and the results showed that the findings were casual, without statistical significance. Applying the same statistical test to evaluate the correlation between anatomical variations objects of this research and inflammatory diseases of the maxillary sinuses, the results were statistically significant. Conclusion. The CBCT identified all variations osteomeatal complex anatomical objects of study and the different types of inflammatory diseases of the maxillary sinuses, as well as determine their prevalence rates. Anatomical variations showed a prevalence of 85% and a deviated nasal septum was the most common (67%). The inflammatory diseases of the maxillary sinuses showed a prevalence rate of 65% and thickening of the sinus mucosa was the most common (47.5%). While the complex anatomical variations ostiomeatal were correlated with inflammatory diseases of the maxillary sinuses, this did not occur in relation to apical hipodensidades.