[pt] O presente trabalho apresenta uma análise experimental da combustão turbulenta de sprays de etanol, mediante o uso de técnicas de diagnóstico laser, em queimadores tipo obstáculo. São empregadas a fluorescência induzida por plano laser (PLIF) do radical hidroxila (OH), para mapear a frente de chama, a velocimetria por imagens de partículas (PIV), para determinar o campo de velocidades das gotas do spray e Shadowgraphy, para obter o diâmetro e velocidade de gota. Uma caracterização da estrutura do escoamento de ar a jusante do corpo rombudo é realizada com PIV estéreo para diferentes números de Reynolds. Os resultados mostram uma similitude do escoamento na zona de recirculação. As maiores flutuações turbulentas de velocidades são encontradas na região de vórtice e indicam anisotropia no tensor de Reynolds. Os resultados de Shadowgraphy revelam que as gotas do spray não são perfeitamente esféricas em regiões perto do atomizador. O diâmetro médio Sauter (SMD) foi medido em varias posições na região de recirculação. As gotas de maior diâmetro apresentaram as maiores velocidades e as pequenas são ligeiramente desviadas pela zona de recirculação nas regiões mais afastadas da linha central. Os experimentos reativos realizados com diversos valores de vazão de etanol e ar indicam que a frente de chama é descolada do queimador, sua forma é determinada principalmente pela vazão de etanol e a intensidade de luminescência é aumentada com a velocidade do ar. Em alguns casos o escoamento de ar muda a forma do spray. Uma quantidade de gotas apreciável sempre consegue atravessar a frente de chama. O campo de velocidade das gotas é influenciado pelo incremento da velocidade do escoamento anular de ar. / [en] This work presents an experimental analysis of turbulent combustion of ethanol sprays through the use of laser diagnostic techniques in a bluff-body burner. Are employed the planar laser-induced fluorescence (PLIF) of the hydroxyl (OH), to map the flame front, the particle image velocimetry (PIV) to determine the velocity field of the spray droplets and Shadowgraphy to obtain the droplet diameter and velocity. A characterization of the structure of the air flow downstream of the bluff-body is performed with stereo PIV at different Reynolds numbers. The results evidence flow similarity in the recirculation zone. The largest turbulent velocity fluctuations are found in the vortex region, which implies the anisotropy of the Reynolds stresses. The results of Shadowgraphy indicate that the spray droplets are not perfectly spherical near the atomizer. The evolution of Sauter mean diameter (SMD) is measured at various positions at the recirculation region. The largest diameter droplets have the highest velocity and the smaller are slightly deviated by recirculation zone in the far furthest from the centerline. The reactive experiments are performed with different ethanol and air flow rates and indicate that the flame front is detached from the burner, the shape is determined by the ethanol flow rate and the luminescence intensity increases with the air velocity. In some case the air flow changes the shape of the spray. An appreciable number of droplets always passe through the flame front. The velocity of the droplets is influenced by the increase of speed air velocity.

[pt] Neste trabalho se apresenta um estudo experimental e numérico de escoamentos turbulentos quimicamente reativos em um queimador tipo obstáculo. O objetivo principal é estudar uma chama turbulenta não pré-misturada de configuração geométrica simples. Esta chama, que queima gás natural e ar, é estabilizada por um queimador tipo obstáculo. Inicialmente um estudo bibliográfico do estado da arte de experimentos e da comparação entre experimentos e modelagem neste tipo de queimador é apresentado. Na sequência, a formulação matemática, clássica, de dinâmica dos fluidos computacional é exposta, seguida da apresentação da técnica de medição empregada nos experimentos, a fluorescência induzida por plano laser (PLIF). A discussão dos resultados obtidos neste trabalho é divida em três etapas. Na primeira, comparam-se os resultados de modelagem computacional usando quatro modelos de turbulência e dois modelos de combustão com dados experimentais encontrados na literatura. Esta comparação coloca em evidência o conjunto de modelos que possui melhor capacidade preditiva no que diz respeito a este tipo de configuração. A segunda etapa consiste na apresentação dos resultados experimentais obtidos, os quais permitem caracterizar, em três regimes de combustão distintos, a presença de uma espécie química existente durante o processo de combustão, no caso, o radical hidroxila (OH). Esta caracterização é realizada pelo exame tanto da estrutura instantânea da chama turbulenta quanto da média. Por fim, comparam-se os resultados da modelagem com aqueles obtidos no presente aparato experimental. Esta comparação coloca em evidência as deficiências dos modelos clássicos de combustão empregados e indica a necessidade de serem realizadas medidas simultâneas de velocidade e de concentração de espécies químicas que possibilitem o desenvolvimento de novos modelos de combustão em escoamento turbulento. / [en] This work presents an experimental and numerical study of turbulent chemically reactive flows in a bluff body type burner. The main objective of the present work is to study a non-premixed turbulent flame on a simple geometric configuration. This flame, which burns natural gas and air, is stabilized downstream to a bluff-body. Initially, literature is reviewed on the previous experimental and modeling studies which have been performed on this kind of burner. Then, the mathematical formulation of computational fluid dynamic problem is presented. This is followed by the introduction of the experimental measurements techniques which involve planar laser induced fluorescence (PLIF). The discussion of results obtained in this work is divided in three sections. First, a comparison is made between numerical simulations, using four different turbulent models and two different combustion models, and experimental data found in the literature. Is allows to assess capacity of the different models to predict the reactive flow configuration studied. The second section presents the experimental results obtained for three combustion regimes, which are characterized by laser induced fluorescence emission of the hydroxil radical species (OH). This characterization involves the analysis the instantaneous and the average structure of the turbulent flame. Finally, the modeling results are compared to the experimental data obtained. This comparison in evidences the necessity to perform the simultaneous measurement of velocity and chemical species concentration in order to allow for the development of new models of combustion in turbulent flows.

A tese de doutoramento apresenta uma pesquisa que teve como objetivo principal estudar a resposta IP gerada pela contaminação de solos argilosos por compostos orgânicos e inorgânicos. Ensaios de campo e laboratório foram realizados para investigar a sensibilidade do método IP à mudanças na propriedades petrofísicas provocadas pela contaminação. Um experimento controlado investigou o efeito IP gerado em amostras coletadas em torno de um aterro de resíduos urbanos, saturadas por diferentes concentrações de chorume, coletado no próprio local. Os resultados mostram um aumento do efeito IP em amostras ricas em CaCO3, observado mesmo para altas concentrações de chorume. Um segundo experimento controlado investigou o efeito do teor e tipo de argila e da salinidade na resposta IP. Misturas de esferas de vidro e diferentes teores de caulinita e montmorilonita foram saturadas por soluções de diferentes concentrações de NaCl. Os resultados obtidos mostram que o efeito da concentração de sais na resposta IP depende do teor de tipo de argila, sendo esse último dominante em relação ao efeito da salinidade. A concentração de sais e o teor de argila atuam de forma acoplada, intensificando o efeito IP. Em um terceiro experimento, a sensibilidade da resposta IP a presença de tolueno foi investigada. Misturas de areia e montmorilonita foram artificialmente contaminadas por diferentes concentrações de tolueno. Os resultados desse experimento mostram que o efeito desse contaminante na resposta IP é pequeno. Ainda assim, foi possível observar uma dependência da resposta IP com a concentração de tolueno que muda com o tempo, provavelmente devido a mudanças interfaciais químicas após a adição de tolueno. Com o objetivo de estudar o efeito da biodegradação do tolueno em solos argilosos na resposta IP gerada, duas colunas compostas de uma mistura de areia e caulinita, artificialmente contaminadas por tolueno, foram preparadas. Um fluxo de água subterrânea coletada em uma área contaminada foi estabelecido em uma das colunas (ativa), enquanto que uma solução de água deoneizada e NaCl foi estabelecido na outra (controle). A resposta IP das duas colunas foi monitorada por um período de quatro meses e nenhuma mudança na resposta elétrica das colunas que indicasse a ocorrência de biodegradação do tolueno foi observada. Os dados geoquímicos comprovam que não houve mudanças significativas durante o período do monitoramento, mesmo embora a presença de bactérias anaeróbicas vivas tenha sido verificada tanto na solução de entrada como na solução de saída da coluna ativa. Uma possível explicação para o tolueno não ter sido biodegradado de forma eficiente é a sua alta concentração na colunas. O último estudo realizado consiste na utilização do método IP para a investigação de uma área contaminada por BTEX (benzeno, tolueno, etil-benzeno e xileno). A contaminação ocorreu devido a derrames acidentais de quantidade não estimada de solventes no solo não impermeabilizado. O ensaio de campo revela uma zona de anomalia, caracterizada por baixas resistividade e cargabilidade e aumento da cargabilidade normalizada. Amostras de solo foram coletadas na área e tiveram suas propriedades elétricas medidas em laboratório. O contraste elétrico observado em campo não foi observado em laboratório, sugerindo que variações do teor de umidade podem estar contribuindo para a anomalia geofísica observada em campo. O teor de argila, bactérias totais e propriedades magnéticas foram medidas em diversas amostras coletadas na área. Os resultados dessas análises mostram que a distribuição do teor de argila não explica a anomalia observada. Entretanto, a população microbiana encontrada foi cinco ordens de magnitude maior na zona de anomalia. As propriedades magnéticas mostram que as amostras coletadas na zona da anomalia são mais ricas em magnetita. Os estudos realizados nessa pesquisa mostram que a resposta IP observada em estudos ambientais é afetada por propriedades petrofísicas como o teor de argila, teor de umidade, mineralogia e propriedades químicas do fluido dos poros. Entretanto a variação natural dessas propriedades também é esperada em ambientes dinâmicos. Consequentemente, isolar a contribuição de mudanças dessas propriedades devido a contaminação é uma tarefa complexa. / This PhD Thesis presents a research that aimed to study the IP response from soils contaminated by organic and inorganic compounds. Field surveys and laboratory experiments were conducted to investigate the sensibility of the IP method to changes in petrophysical properties due to contamination. A controlled experiment investigated the IP effect generated in soil samples collected around an urban waste disposal site, saturated by the leacheate generated at the site. The results show an IP effect increase on samples rich in CaCO3, observed even for high contaminant concentrations in the saturation solution. A second experiment investigated the effect of clay type and content and salinity on the IP response. Glass beads with varying concentration of kaolin and bentonite mixtures were synthesized and saturated by solutions with varying salt concentration. The results of this experiment show that the effect of salinity on the IP response depends upon clay type and content, being the clay effect dominant over the salinity effect. The effects of ionic concentration and clay content on the IP effect are coupled, enhancing the IP response. In a third experiment, the IP sensibility to toluene contamination is investigated. Sand and montmorillonite mixtures were artificially contaminated with varying toluene concentrations. The results show that the toluene effect on the IP response is small. Even though, there is an IP response dependency on toluene concentration that changes with time, probably due to interfacial chemical properties changes after the addition of toluene. With the purpose of studying the effect of toluene biodegradation on the IP response, two columns were packed with a sand and kaolinite mixture, artificially contaminated with toluene. A contaminated groundwater solution flux was established in one column (active), and a NaCl and deoneized water solution flux was established on the other column (control). The IP response from both columns was monitored for a period of four months. No significant changes in the electrical properties of these columns that could indicate toluene biodegradation was observed. Geochemical data confirmed that no significant changes occurred during the monitoring period, even though live anaerobic microorganisms were verified in the active column inflow and outflow. One possible explanation for the inefficiency in degrading toluene is its high concentration in the columns. The last study presented is a BTEX (benzene, toluene, ethyl benzene and xylene) contaminated area investigated with the IP method. The contamination events took place due to accidental spills directly into the soil, where the exact amount of contaminant disposed is unknown. The geophysical survey revealed an IP response anomaly, characterized by low resistivities and chargeabilities and normalized chargeability enhancement. Soil samples were collected at the site and its electrical properties were measured in the laboratory. The electrical contrast observed in the field was not observed in the laboratory, suggesting that moisture content could be contributing to the geophysical anomaly observed at the field. Clay content, total bacteria and magnetic properties were measured for some of the collected samples. The results show that the clay content distribution in the area does not explain the geophysical response observed. However, the microbial population was found to be over five orders of magnitude higher in the anomaly zone. Magnetic properties of the samples show that the anomaly zone is richer in magnetite. These studies show that the IP response observed in environmental studies is affected by petrophysical properties such as clay content, moisture content, mineralogy and pore fluid chemical properties. However, natural changes of these properties are also expected in dynamic environments. The isolation of the contribution of soil contamination to changes of these properties is a complex task.

Os métodos de eletrorresistividade (ER) com a técnica de caminhamento elétrico (CE), método da polarização induzida (IP) e o método eletromagnético indutivo (EM) foram aplicados no aterro Delta A, localizado ao lado da rodovia dos Bandeirantes no município de Campinas (SP). Dentro do aterro há uma região de aproximadamente 5.200 m² denominada célula experimental, com impermeabilização de base por meio de geomembrana de PEAD (Polietileno de alta densidade) onde ocorre um monitoramento regular pelo Departamento de Geotecnia da UNICAMP. Esse projeto teve como objetivo principal verificar como o corpo de resíduos e a geomembrana são imageados com os métodos geofísicos, e se existe evidência de zonas de concentração de chorume e como seriam as imagens caso houvesse ruptura da geomembrana com vazamento. Na área foram executadas 6 linhas com extensão de 110 m e espaçamento de 12 m entre elas, utilizando arranjo dipolo-dipolo com espaçamento entre eletrodos de 4 m e 5 m e cabo de 10 e 20 m para as medidas de EM. Com os resultados apresentados podemos afirmar que o método que melhor forneceu informações sobre a célula experimental foi o de eletrorresistividade, pois identificou a camada resistiva (geomembrana) e nos permitiu comparar os dados com as simulações feitas em laboratório. No entanto, para uma melhor resolução dos dados de ER se faz necessário diminuir a distância entre os eletrodos, aumentando assim a acurácia do levantamento. / The methods of resistivity (ER) with the electrical profiling technique (EP), the method of induced polarization (IP) and the inductive electromagnetic method (EM) were applied to landfill Delta A, located next to the highway dos Bandeirantes in Campinas (SP). Within the landfill there is a region of approximately 5,200 m² called \"experimental cell\" with waterproofing base through HDPE (High Density Polyethylene) geomembrane which is regular monitoring by the UNICAMP Geotechnical Department. The main objective was to verify how the body of waste and the geomembrane are imaged with geophysical methods, and if there is evidence of leachate concentration areas and how the images would be if there was rupture of the geomembrane leaking. In the area were performed 6 lines with a length of 110 m and 12 m spacing between them using dipole-dipole array with electrode spacing of 4 m and 5 m and cable of 10 and 20 m for EM measures. With the results presented we can say that the method that best provided information on the experimental cell was the resistivity method, as identified resistive layer (geomembrane) and allowed us to compare the data with simulations in the laboratory. However, for better resolution of the ER data is needed to close the distance between the electrodes, thereby increasing the accuracy of the survey.

Apresentaremos uma série de estudos realizados sobre o tema anisotropias magnéticas induzidas (Kind) em 1igas amorfas. Foram usados vários tipos de tratamentos térmico, com o objetivo de obtermos uma visão amp1a do assunto. A análise teórica dos dados de Kind e de \"after-effect\" magnético (MAE) foi feita com um modelo baseado em sistemas de dois níveis (TLS). A partir da análise dos dados experimentais obtém-se um largo espectro de energias de ativação. Estas energias estão relacionadas aos tempos de re1axação, através da equação de Arrhenius: = 0 exp (E/kT), onde o pré-fator 0 é da ordem do inverso da frequência de Debye. Construiu-se um forno para tratamentos térmicos em ligas amorfas, que opera em um eletroimã de 6 kOe e desenvolveu-se os programas para análise de dados experimentais. Essas facilidades, associadas ao traçador de curvas de histerese, permitiram os seguintes estudos de anisotropias induzidas em ligas amorfas ferromagnéticas: 1. Estudo da cinética de indução de anisotropia por tratamentos térmicos na faixa de temperatura de 190 a 250 °C, para fitas amorfas \"as cast\" de composição C070.4Fe4.6 Si15B10. Com o modelo TLS pode-se obter o espectro de energias de ativação, que se apresentou na faixa de energia de 1.50 a 1.85eV, com 0 = 1.6 x 10-13s. 2. Realizou-se também o estudo da indução de anisotropia na presença de um campo magnético de 5 kOe, para amostras pré-tratadas a 400 °C por 10 minutos. Estas são de composição Co77-X Mnx Si14 B9, com X = 2 e 6 e foram submetidas a tratamentos isotérmicos a temperaturas entre 240 e 325 °C. Neste caso pode-se verificar que para as duas composiQ6es 0 pré-fator é maior ( 10-8S). Quanto ao espectro de energias de ativação, em ambos os casos, apresenta-se na faixa de energias de 1.10 a 1.55 eV. 3.Outro experimento, neste caso com amostras de composição Co67Fe4Mo1Si12B16 consistiu na aplicação, à temperatura ambiente, de tensão mecânica ( 800 MPa) na fita, enquanto se monitorava a energia de anisotropia magnética. Pudemos então observar uma variação continua dessa propriedade e posteriormente uma recuperação completa da condição inicial, com a remoção da tensão aplicada, mostrando um processo de caráter anelástico. Procuramos estudar os efeitos de tensões mecânicas sobre as propriedades magnéticas de amostras com composição Co67Fe4Mo1Si12B16. Duas linhas de trabalho foram adotadas: 4) Numa olhou-se para a isotropia induzida em amostras pré-tratadas, quando submetidas a tratamentos térmicos na faixa de temperatura de 200 a 400 °C, sob tensão mecânica de 500 MPa e posteriormente na ausência de tensão. A partir desses ensaios foi possível se separar uma componente plástica e outra anelástica na anisotropia induzida. 5) Noutra, obteve-se o comportamento do MAE, para amostras com e sem tensão mecânica aplicada, no intervalo de 300 a 500 K. Os resultados obtidos demonstram a não existência de efeitos plásticos ou anelásticos nas energias de ativação dos processos envolvidos no \"after-effect\". Por outro lado verificamos uma grande alteração na intensidade do MAE, devido à tensão. / In this thesis we will present a series of studies related to induced magnetic anisotropies (Kind) in amorphous alloys. In order to get a more general view of this theme, we used several different kinds of annealings. The theoretical analysis of the data of Kind and magnetic after-effect (MAE) was performed using a model based on two-level systems (TLS). From the analysis of the experimental data we get a large actiyation energy spectrum. These energies are related to the relaxation times, through the Arrheniu \'s expression: = 0 exp(E/kT), where the pre-factor 0 is of the order of the inverse of the Debye frequency . We constructed a furnace for thermal annealing of the amorphous alloys, which operates within an electromagnet producing 6 kOe. We also wrote, the computer programs for the analysis of the experimental data. These facilities, together with the hysteresis loop tracer permitted the followings studies of the induced anisotropies in amorphous alloys: 1) A study of the kinetics of the induced anisotropy by annealing in the temperature range from 190 to 250 °C, in as cast amorphous ribbons of composition Co70.4Fe4.6Si15B10. Using the TLS model we obtained the activation energy spectrum. It presents two peaks in the energy range from 1.50 to 1.85eV and a pre-factor 0= 1.6x10-13 s. 2) Using a 5 KOe magnetic field we studied the effects of a Field annealing treatment in samples pre-annealed at 400 °C for 10 minutes. The isothermal annealings were made in Co70-XMnXSi14B9 with x = 2 and 6, in the temperature range from 240 to 325 °C. In this case we observed for these two compositions a larger pre-factor ( 10-8s) than before. The activation-energy spectra, for the both composition, are found in the energy range from 1.10 to 1.55eV. 3) Another experiment was done using samples of Co67Fe4Mo1Si12B16. We applied a tensile stress (800MPa) to the ribbon and measured the magnetic anisotropy energy. We observed a continuous variation of this energy and, after removal of the stress, the sample recuperated its initial condition, showing a process characteristically anelastic. We studied the effects of mechanic stress on the magnetic properties of samples of composition Co67Fe4Mo1Si12B16. We worked in two directions: 4) We studied the induced anisotropy in pre-annealed samples, submitted to annealing in the range from 200 to 400 °C, under a tensile stress of 500MPa and without applied stress. From these resul ts we can separate a plastic and an anelastic component in the induced anisotropy. 5) In other, we studied the behavior of the MAE, for samples with and with and without applied tensile stress, in the range from 300 to 500 K. The results obtained show neither plastic nor anelastic effects on the activation energies of the processes involved in the MAE. On the other h~nd we can see a strong alteration in the intensity of the MAE, due the stress.

O presente trabalho discutiu os mecanismos biológicos envolvidos na movimentação dentária induzida e as possíveis consequências deste procedimento, essencial para o tratamento ortodôntico. O estudo do movimento dentário induzido em animais tem como objetivo compreender as reações dos tecidos envolvidos e analisar as variáveis que podem interferir na mecânica ortodôntica aplicada. Assim, pode-se prevenir o efeito mais indesejado de um tratamento ortodôntico: a reabsorção dentária associada. Histomorfometricamente analisou-se a influência do gênero na movimentação dentária em ratos da linhagem Wistar, nos períodos de 3, 5, 7 e 9 dias de movimentação, quando se concluiu que não houve diferença estatisticamente significante na frequência e nas dimensões das reabsorções radiculares entre os gêneros nos diferentes períodos experimentais analisados (p≤0,05). Fatores externos também podem influenciar nas reações teciduais frente à movimentação dentária induzida e na ocorrência das reabsorções radiculares. Desta forma, o estudo também analisou o efeito dos bisfosfonatos, o alendronato, na densidade óssea, já que os bisfosfonatos são reconhecidamente potentes inibidores da reabsorção óssea. Também em ratos Wistar e utilizando histomorfometria determinou-se a densidade óssea alveolar maxilar em cortes transversais na região entre as raízes do primeiro molar murino. Os resultados revelaram que não houve diferença estatisticamente significante na densidade óssea alveolar entre os animais que receberam alendronato e o grupo controle (p=0,3754). De acordo com a metodologia utilizada, pôde-se concluir que o bisfosfonato do tipo alendronato não altera morfologicamente a qualidade óssea alveolar, mantendo as características estruturais e mecânicas do tecido em animais saudáveis. Fatores como o gênero e o uso de bisfosfonatos do tipo alendronato não influenciam de forma decisiva os fenômenos biológicos da movimentação dentária. Este fato pôde ser exemplificado em um relato de caso clínico de um paciente do gênero feminino e que fez uso de alendronato. Os tratamentos ortodôntico e reabilitador foram executados sem qualquer complicação, após minucioso procedimento de anamnese, diagnóstico e plano de tratamento, podendo ser assim restabelecida a condição estética e funcional ideal para o paciente. / The work talked over the biologic mechanisms involved on induced tooth movement and the possible consequences, essential in orthodontic treatment. The tooth movement research in animals has the objective to understand the reactions of the involved tissues and analyze the variables that can interfere in the orthodontic treatment. Thus, we can avoid undesirable effects of the orthodontic treatment such as the external root resorption. The influence of the gender on tooth movement in Wistar rats was quantified by histomorphometry, at the periods of 3, 5, 7 and 9 days of tooth movement. There was no statiscally significant difference in the frequency and in the dimensions of root resorptions between the genders in the analyzed periods (p≤0.05). External factors such as the use of biphosphonate, also may have some influence on the tissue reactions when induced tooth movement is applied and also on the occurrence of root resorption. Therefore, the study also aimed to evaluate the influence of the bisphosphonates (alendronate) on bone density, since the bisphosphonates are recognized as a potent inhibitor of bone resorption. Wistar rats were used to determine histomorphometricly the maxillary bone density. For this, transverse sections in the region between the roots of the first rat up molar were taken. The results showed no statistically significant difference when alveolar bone density was evaluated between the alendronate and the control group (p=0.3754). It can be concluded that the alendronate may not change alveolar bone density, probably keeping the structural and mechanic properties of the tissue in healthy rats. Within the limits of the present study, it can be concluded that gender and the use of alendronate may not influence the tissue reactions when induced tooth movement is applied. This fact could be exemplified in a clinical case of a female patient who used alendronate. The orthodontic and rehabilitation treatments have been carried out without any complication. A careful medical history, diagnosis, and treatment plan were essential and thus, the aesthetic and functional condition could be reestablished for the patient.

Este trabalho apresenta resultados de ensaios laboratoriais e de análises paramétricas, realizadas através do método dos elementos finitos, para a avaliação do comportamento do geocomposto MacDrain 2S quando utilizado como elemento compressível na técnica da trincheira induzida para redução de tensões sobre estruturas enterradas. Mostra-se que este geocomposto fabricado pela Maccaferri América Latina, que tradicionalmente é aplicado em obras de drenagem, apresentou ótimo desempenho para o fim proposto, proporcionando redução de tensões sobre o conduto de até 85,5%. Mostra-se ainda que a utilização de uma camada de geotêxtil sobre o elemento compressível não implica em grandes benefícios de desempenho, o que torna sua utilização descartável. Os resultados experimentais, refinados através das análises numéricas, mostraram que a camada indutora deve ser posicionada o mais próximo possível do conduto, sendo que o número de camadas da inclusão pouco influencia na eficiência do sistema. Valores adequados de larguras das inclusões devem se situar numa faixa entre 2 e 2,5 vezes a distância entre a inclusão e o topo do conduto / This work presents results of laboratory tests and parametric analyses using the finite element method to evaluate the behavior of the MacDrain 2S geocomposite when used as compressible layer of the induced trench method to reduce vertical earth stress on buried structures. The analyses showed that this geocomposite, manufactured by Maccaferri América Latina, that traditionally is applied in drainage works, presented excellent behavior, providing stress reduction up to 85,5%. The results showed that the use of a geotextile layer located over the compressible element did not show a performance, what turns it dispensable. The experimental results, confirmed by the numeric analyses, showed that the compressible layer must be located as near as possible to the culvert crown, and the number of inclusion did not play important role on the system performance. Appropriate values of inclusion width must be situated between 2 and 2,5 times the distance between the geocomposite and the top of the conduit

A escolha do propulsor é uma etapa-chave no projeto de um navio. Muito do que se espera qualitativamente do desempenho de uma embarcação implica em economia de energia, em condições de operação e habitabilidade adequadas à tripulação, e em baixo custo de manutenção dos elementos estruturais e dos equipamentos. Essas questões estão diretamente relacionadas ao aproveitamento de combustível pelo sistema propulsivo e à propagação de vibração, cabendo ao propulsor um papel significativo para a performance do navio em ambos os aspectos. Por esta razão, a dissertação propõe a avaliação de propulsores navais com respeito à excitação de vibração e à eficiência, quando atuando em esteira não uniforme. A dissertação inicia-se com uma abordagem resumida especificamente sobre os estudos já realizados sobre indução de vibração pelo propulsor focados nas chamadas forças de mancal. Em seguida, revisam-se os assuntos pertinentes ao projeto de propulsor, isto é, definição de sua geometria, de seus coeficientes de operação, e dos métodos teóricos e computacionais utilizados para estudar seu comportamento hidrodinâmico. A metodologia do trabalho fundamenta-se no estudo paramétrico da geometria do hélice, objetivando identificar a influência de cada um dos parâmetros de projeto do propulsor nos dois aspectos destacados no início. As diversas configurações geométricas são submetidas a campos de velocidades advindos de diferentes navios, que representam três grupos de embarcações (navios série 60, porta-containers e navios-tanque), com o intuito de verificar as diferentes tendências de comportamento possíveis. Para a execução computacional, elabora-se uma rotina encarregada de sistematizar o processo de alterações geométricas, encaminhar os numerosos casos à análise hidrodinâmica, realizar o processo de integração casco-hélice e o pós-processamento dos resultados. A análise hidrodinâmica citada é feita através do uso de um software comercial, que, baseado na teoria do escoamento potencial, aplica o método dos painéis para a resolução do escoamento ao redor do propulsor. Os esforços excitados pelo hélice são traduzidos em critérios objetivos, baseados na transmissão de vibração através do eixo, que, associados ao critério de eficiência propulsora e à restrição relativa à ocorrência de cavitação, avaliam os casos e identificam-se o comportamento dos parâmetros de projeto. Obtém-se, como conclusão, uma metodologia de avaliação aplicável em outros casos de propulsores e navios. / The propeller choice is a key-step of the ship design. The high quality of the vessel performance requires energy economy, appropriated operating and environmental conditions for the crew, and low maintenance costs of structural elements and equipment. These questions consider directly fuel consumption by the propulsion system and the transmitted vibration, regarding the propeller an important role in the ships performance about both attributes. For this reason, the evaluation of marine propellers, regarding the induced vibration and the propulsive efficiency under a non-uniform inflow, is proposed. The study begins with a briefly state of the art about the propeller induced vibration focused in bearing forces. Then, a propeller design overview is made about subjects such as geometry definition, operation coefficients, and theoretical and computed methods for studying its hydrodynamic behavior. The methodology is based on a parametric study of the propeller geometry, in order to identify the influence of each of the propeller design parameters in both aspects highlighted in beginning. The several geometric configurations are submitted to the wake fields from different ships, that represent three groups of vessels (60 series, containers and tankers), then different tendencies of behavior can be expected. For computational execution, a routine is in charge of systematizing the process of geometrical parameterization, send the cases to the hydrodynamic analysis, make the hull-propeller integration and post process the data. The hydrodynamic analysis is compelled by a HSVA® software, which applies the panel method in the propeller flow, based on potential flow theory. The propeller induced bearing forces are converted in objective criteria, based on vibration transmission through the shaft, which, combined with the propulsive efficiency criteria and the cavitation restriction, evaluate the propeller geometric configurations. As a conclusion, a propeller evaluation methodology applicable to another kind of propeller series and wake fields is obtained.

Neste trabalho foram feitas as sínteses de dois poliuretanos utilizando-se o corante DR19 (4-(bis-N-2-hidroxietil)amino-4\'-nitroazobenzeno), o DR19MDI-PU derivado do 4,4\' difenilmetano-diisocianato e o DR19IPDI-PU derivado diisocianato de isofurona. O corante foi sintetizado e caracterizado por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), espectroscopia na região do ultravioleta visível (UV-Vis) e ressonância magnética nuclear de próton (HRMN). Os polímeros foram caracterizados por FTIR, UV-Vis, termogravimetria e calorimetria diferencial de varredura. As massas molares, Mn e Mw, e a polidispersividade foram determinadas por cromatografia de exclusão por tamanho. Um estudo sistemático foi realizado sobre as propriedades dos filmes de Langmuir destes polímeros. Monocamadas do DR19IPDI-PU puro apresentaram uma área maior por monômero, ao contrário do esperado porque sua unidade repetitiva é menor do que a do DR19MDI-PU. Entretanto, nos filmes mistos com estearato de cádmio (CdSt), na razão de 50:50% em massa, a área foi essencialmente a mesma para os dois polímeros, o que foi atribuído à influência do CdSt na agregação das macromoléculas. Isto foi confirmado pela forte interação entre CdSt e DR19MDI-PU que fez com que o potencial de superfície do filme misto fosse maior do que o dos filmes dos componentes puros. Apesar de os filmes de Langmuir dos polímeros puros serem estáveis, eles não eram passíveis de transferência para substratos sólidos, e por isso filmes Langmuir-Blodgett (LB) foram produzidos a partir dos filmes mistos com CdSt. Os filmes fabricados eram do tipo Y, com taxa de transferência próxima de 1. Medidas de espectroscopia óptica comprovaram a existência do CdSt e dos polímeros nos filmes LB e que a quantidade de material transferida em cada deposição foi a mesma. A agregação também afetou as propriedades dos filmes LB mistos, com os filmes de DR19MDI-PUICdSt apresentando um espectro UV-vis. característico de agregação do tipo H, ao contrário do caso de filmes LB de outros azopolímeros, incluindo o DR19IPDI-PU. Nos filmes LB, os domínios de CdSt e do polímero estão separados, como indicado por medidas de difração de Raios X, que mostraram picos de Bragg intensos característicos de estruturas com um espaçamento de bicamadas muito próximo do valor encontrado para filmes de CdSt puro. A fotoisomerização dos filmes LB foi investigada realizando-se ciclos de escrita-apagamento do processo de armazenamento óptico. A birrefringência induzida opticamente é estável, podendo ser eliminada com luz kircularmente polarizada. Ela aumenta com a potência do laser de escrita, antes de atingir a saturação. A potência de saturação é maior para o DR19MDIPU, provavelmente devido à agregação nestes filmes. Efeitos de agregação foram comprovados a partir de comparações dos resultados dos filmes LB com filmes obtidos por centrifugação dos polímeros investigados. A birrefringência máxima nos filmes LB diminui com o número de camadas depositadas porque o grau de ordenamento diminui quando um grande número de camadas é depositado, analogamente ao observado em filmes LB e de outros azopolímeros / Two polyurethanes have been synthesized with the functionalization with azobenzene dye, namely DR19 (4-(bis-N-2-hydroxyethyl)amino-4\'-nitroazobenzene). The dye was also synthesized as part of the work, and its structure was confirmed by infrared spectroscopy (FTIR), Ultraviolet visible spectroscopy (UV-Vis) and proton nuclear magnetic resonance (H-RMN). The resultant polymers, DR19IPDI-PU and DR19MDIPU, were characterized by FTIR, Uv-Vis providing results as expected from the anticipated molecular structures. Their molecular weights, Mn and Mw, and their polydispersity were determined by size-exclusion chromatography. Thermogravimetry and differential scanning calorimetry were also employed. A systematic investigation was carried out on the monolayer properties of these polymers. While monolayers of pure DR19MDI-PU displayed a larger area per repeat unit, contrary to expected as its unit is smaller than DR19IPDI-PU, their mixed monolayers with cadmium stearate (CdSt) (50:50% in weight) had the same area as the mixed monolayers of DR19IPDIPU. This was attributed to the influence of CdSt on the aggregation of DR19MDI-PUmacromolecules, which was confirmed by the strong interaction between CdSt and DR19MDI-PU that led to a monolayer surface potential for the mixed monolayer which was higher than for the value of both separate components. Eventhoughthe Langmuir monolayers of the pure polymers were stable at the airlwater interface, their b transferability was poor and therefore Langmuir-Blodgett (LB) films were produced from the mixed monolayers with CdSt, leading to Y-type films with near unity transfer ratios. Optical spectroscopy measurements confirmed the presence of CdSt as well as the polymer in the LB films, and also that the amount of material deposited in each transfer step was the same. Aggregation also played an important role in the properties of the transferred mixed LB films, as films from DR19MDI-PUICdSt displayed a UV-vis. spectrum characteristic of H-aggregates, unlike the case of LB films from other azobenzene-containing polymers, including DR19IPDI-PU. In the LB films, the domains of CdSt and polymer appear separately, as indicated by X-ray diffraction which showed intensive Bragg peaks which were characteristic of structures with a bilayer thickness very close to that of pure CdSt films. Photoisomerization of the LB films was investigated by performing writing-erasing cycles of optical storage processes. The photoinduced birefringence was stable, and could be eliminated by impinging circularly polarized light on the film. It increased with the power of the writing laser before reaching saturation. The power for saturation was higher for DR19MDI-PU, probably due to the aggregation of these films. Effects from aggregation were confirmed uponcomparing data for LB films with those from spin-coated films of the polymers investigated. The maximumbirefringence in the LB films decreased with the number of layers because the degree of order decreases as a large number of layers are deposited, similarly to the observed with LB films of other azobenzene-containing polymers

Neste trabalho reportamos numerosas medidas de correntes devido á condutividade induzida por raios-x, durante e após a irradiação em amostras de filme de PVF2. Uma série de paramêtros de medidas foram variados, tais como: o campo elétrico, a taxa de radiação, o tipo de eletrodo, as condições atmosféricas das medidas e a espessura das atmosferas. Foram também feitas medidas de correntes de cargas e descarga de Absorção Dielétrica em ar úmido, em ar seco, em argônio e no vácuo. Curvas de correntes termo-estimuladas em amostras irradiadas e não-irradiadas permitiram verificar a presença de armadilhas no material, e também obter parâmetros dessas armadilhas. Finalmente desenvolveu-se modelo teórico e calculou-se curvas características para as correntes induzidas que concordaram com as curvas experimentais. O ajuste das curvas permitiu a determinação de valores numéricos para parâmetros de material. / We measured the radiation induced conductivity (RIC), prompt and delayed, in PVDF films under varied conditions, such as: electric fields, dose rate, electrode material, atmospheric environment and sample thickness. Polarization and depolarization absorption currents were also measured in dry and wet air, in argon and vacuum. Thermostimulated current measurements were carried out in irradiate samples showing that excited charges maybe captured by traps. Analysis of these currents led to the evaluation of the trap parameters. A model was developed in order interpret the transient RIC, assuming trapping, detrapping, recombination centers and also taking into account the extraction time.