Orientador: Munemasa Machida / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-17T22:07:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arsioli_BrunoSversut_M.pdf: 7832170 bytes, checksum: 4c771ec7e75b395d3088ed5f46d63820 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O desenvolvimento deste trabalho ocorreu em duas frentes distintas relacionadas à grande área de pesquisa: Fusão Termonuclear Controlada em dispositivos do tipo tokamak. A primeira fase abordou estudos de espectroscopia, tendo como principal motivação o aprimoramento dos métodos de medida e tratamento de dados na área de diagnósticos de plasmas quentes. Os trabalhos consistem no diagnóstico por espectroscopia na região do ultravioleta do vácuo (UVV), realizados nos tokamaks TCABr-USP (Lab. Plasmas USP) e Nova-Unicamp (Lab. de Plasmas IFGW-UNICAMP), e concentraram-se na utilização do detector multicanal do tipo MCP-CCD, acoplado a um espectr ômetro de grade simples McPherson-225 operando na região espectral de 500 a 3200 °A, buscando ordens superiores de difração para o cálculo da temperatura iônica (Ti) via medida do alargamento Doppler (??D). A ideia para o cálculo da Ti é a utilização da relação entre os sinais de ordens superiores de difração (OSD), a fim de reduzir a influência do alargamento instrumental no cálculo do parâmetro ??D, do qual depende a medida de Ti. Também foram coletados dados com fotomultiplicadora, explorando a possibilidade de registrar a evolução temporal (com resolução de 1ms) da intensidade das emissões de algumas das principais impurezas presentes no plasma. Numa segunda fase, realizaram-se estudos do aquecimento do plasma por meio de injeção de partícula neutras (IPN) de alta energia (42-93 keV) no tokamak ASDEX Upgrade (Max-Planck-Institut fur Plasmaphysik; Garching- Alemanha). Tal atividade foi desenvolvida dentro do programa de mestrado em fusão nuclear da União Europeia, ErasmusMundus Fusion-EP, que esteve sob orientação de Dr. Ryter Fran¸cois, e supervisão de Prof. Dr. Stroth Ulrich (Universitat Stuttgart) e Jose Ramon Martin Solis (Universidad Carlos III de Madrid). O tokamak ASDEX Upgrade geralmente opera com plasma de Deutério, sendo a Injeção de Partículas Neutras de Deutério (IPN-D) a principal forma de aquecimento. Para este esquema de operação usual, os perfis de deposição de energia do feixe, ao longo da direção radial, foram extensivamente documentados por meio de cálculos com o código computacional FAFNER. Formulas gerais para os principais parâmetros relacionados à potência depositada e confinamento dos íons rápidos foram desenvolvidas e são rotineiramente utilizadas. No entanto, plasmas de Hélio aquecido por injeção de hidrogênio (IPN-H) e deutério (IPN-D), ocasionalmente são utilizados no ASDEX Upgrade. Uma das motivações para o estudo desse cenário reside na possibilidade de operação do ITER com plasma de hélio, ao menos na fase inicial de baixa ativação. Tal escolha permitiria comissionar os sistemas de controle e diagnóstico sem a necessidade de ativação radioativa das estruturas que compõe o reator, já que as taxas de fusão nuclear seriam mínimas. Até então, a documentação da deposição de potência por IPN em plasma de hélio no tokamak ASDEX Upgrade ainda não havia sido realizada. O objetivo do presente trabalho é a documentação das propriedades de aquecimento por IPN-H e IPN-D em plasma de hélio, utilizando o código FAFNER, sendo de grande interesse viabilizar o uso de uma nova base de dados chamada ADAS. Esta, contém tabelas com coeficientes de atenuação ?s??i adicionais, permitindo levar em conta a presença de átomos excitados no feixe de partículas neutras interagindo com o plasma, o que tem impacto direto sobre a deposição de potência por IPN / Abstract: The development of the present work has happened in two frames strictly related with the research on Thermonuclear Fusion in tokamaks. The first phase was dedicated to studies with spectroscopy, which had as main motivation the development of measurement and data treatment methods concerning hot plasmas diagnostic. Basically, it consisted in UV spectroscopic measurements carried on at TCABr-USP (Lab. Plasmas USP - São Paulo, Brazil) and Nova-Unicamp (Lab. de Plasmas do IFGW-UNICAMP - Campinas, Brazil) tokamaks. The activities were concentrated on the use of a multichannel detector MCP-CCD type, coupled with a single grating spectrometer McPherson-225, allowing VUV spectroscopy at the 500 - 3200°A spectra. The main objective was to look for signals of high diffraction orders aiming to calculate ion temperature via Doppler broadening (??D). The idea for getting precise Ti measurements was to make a relation between high diffraction order (HDO) signals to reduce the influence of the instrumental broadening, which has been accomplished with success. A series of data with photomultiplier was collected at the UV region, exploring the possibility of getting the time evolution of the emission intensity of the main impurities from the plasma. All work carried out on spectroscopy in small size experiments like NOVA tokamak are of great importance. In a second phase, studies related with plasma heating by Neutral Beam Injection (NBI) 42-93 keV were carried out in ASDEX Upgrade tokamak (at Max-Planck-Institut fur Plasmaphysik; Garching-Germany). This activity was developed in the frame of European Union Master Program, ErasmusMundus Fusion-EP, oriented by Dr. Ryter Fran¸cois, and supervised by Prof. Dr. Stroth Ulrich (Universitat Stuttgart) and Prof. Dr.Jose Ramon Martin Solis (Universidad Carlos III de Madrid). The ASDEX Upgrade tokamak is generally operated in deuterium plasma with deuterium Neutral Beam Injection (D-NBI) as main heating. For this usual operation scheme, the heating power deposition has been extensively documented by calculations with the code FAFNER. General fit formulas for the most important parameters related to the power deposition and fast ion content have been developed and are routinely used. However, helium plasmas heated by H-NBI or D-NBI are also occasionally performed in ASDEX Upgrade. One of the motivation for using helium resides in the fact that the low activation phase of ITER might be, at least partly, carried out in helium plasmas. So far, the documentation of the NBI deposition in helium plasmas in ASDEX Upgrade has not been made. The aim of the present work was to document the heating properties of H-NBI and D-NBI for helium plasmas, using the FAFNER code, being of great interest to get FAFNER running with new libraries (ADAS) for the calculation of the stopping rate coefficients ?s??i, allowing to evaluate the influence of excited atoms in the neutral beam. The final goal was to provide a reliable estimate of the main quantities linked to NBI heating in a set of helium discharges, in particular absorbed power, fast ion losses and fast ion energy content / Mestrado / Física de Plasmas e Descargas Elétricas / Mestre em Física

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Aesthetic and functional excellence in dental prosthetic rehabilitation has been achieved with the increase of advanced ceramics in dentistry. Processing techniques such as heat press injection moulding and CAD/CAM (computer-aided design/computer aided manufacturing) impart decreased porosity to the microstructure, as well as simplicity and automation of the process. In order to examine the machining surface finish of a leucite glass-ceramic produced using Brazilian raw materials, heat-pressed performs were obtained. These preforms had dimensions close to those of the final crown infrastructure in order to allow fast and easy final matching and finish-milling by using a Brazilian milling machine (MTC Robotica), supported by DentMILL (SEACAM) CAM software. As a control and reference manufacturing process, four crown infrastructures were milled by using CEREC®-3 machine. Aimed at achieving a machinable microstruture, two different heating schedule were tested for ceramizing the feldsphatic glass ingots. X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), nanoindentation test and fracture toughness measurement by indentation method were used as characterization methods. Comparison of the properties of the experimental material with those published by other investigator on similar commercial materials conducted to the conclusion that it is a machinable glass-ceramic with acceptable features for application in dental prosthetic rehabilitation. Preforms milling simulation using MTC Robotica machine conducted to the prediction of very long milling time (18h), even considering preforms possessing dimensions similar to those of the desired milling end product, a manufacturing time much greater than those found in commercial CAD/CAM dental milling machines. / A reabilitação protética do elemento dentário com excelência estética e funcional tem sido alcançada através do amplo uso de cerâmicas avançadas na odontologia. Técnicas de processamento como moldagem por injeção a quente e usinagem por CAD/CAM (computer-aided design/computer aided manufacturing) conferem ao material uma microestrutura com menor porosidade, além de simplificar e permitir automação de sua execução. Com o objetivo de avaliar a superfície usinada de uma vitrocerâmica feldspática leucítica produzida a partir de matéria prima nacional, foram confeccionadas pré-formas deste material pela técnica de moldagem por injeção sob pressão a quente. Estas pré-formas têm dimensões aproximadas a da peça final com a finalidade de serem usinadas na fresadora CNC nacional de baixa rotação (MTC Robótica), auxiliada pelo software CAM DentMILL (SEACAM). Além disso, foram usinadas peças do mesmo material no sistema CEREC®, como forma de controle. Para a obtenção de uma microestrutura com melhor usinabilidade, foram testadas duas metodologias de ceramização das pastilhas de vidro feldspático. A caracterização do material foi realizada por meio da difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM), ensaios de nanoindentação e de tenacidade à fratura pelo método da indentação. A partir da comparação das propriedades deste material aos dados obtidos na literatura sobre materiais similares existentes no mercado foi possível classificar o material como usinável e indicar sua aplicação na clínica odontológica reabilitadora. A simulação da usinagem das pré-formas na fresadora MTC Robótica, mesmo com dimensões aproximadas a da peça final, apresentou um tempo de usinagem muito longo (18h), o que a tornou inviável comparada aos sistemas CAD/CAM consolidados no mercado.

A qualidade final dos produtos poliméricos moldados por injeção pode ser comprometida devido à ocorrência de tensões residuais provenientes do processo de moldagem, as quais podem gerar contrações e empenamentos, alterando as dimensionais finais do produto. A determinação das tensões residuais pode ser realizada pelo método do furo cego, ensaio pouco difundido para materiais poliméricos pois é normalizado para materiais metálicos. Assim, com o objetivo de avaliar os parâmetros que influenciam nas alterações dimensionais e nas tensões residuais do polipropileno moldado por injeção, este trabalho utilizou simulações computacionais, análises térmicas, medições de empenamento e contração, ensaios de resistência à tração e ao impacto e avaliação das tensões residuais via método do furo cego. Após a moldagem, os corpos de prova foram submetidos a três condições pós-moldagem (restrição física + água, restrição física + estufa, neutro). Nos ensaios experimentais os corpos de prova moldados com menores pressões de recalque, como também os moldados com nervuras apresentaram maiores empenamentos, o que corroborou as simulações computacionais e a literatura. Nas condições pós-moldagem observou-se que os corpos de prova lisos submetidos à restrição física + estufa apresentaram menores empenamentos em relação aos que não foram submetidos à essa condição. Em relação às contrações, para ambas as geometrias dos corpos de prova, não houve variações significativas das médias. A análise térmica apontou menor grau de cristalinidade nas amostras com condição pós-moldagem neutra em relação à condição restrição física + estufa. As análises das tensões residuais concluíram que os corpos de prova com nervuras apresentaram tensões residuais superiores aos corpos de prova lisos, o que corroborou a literatura que indica maior concentração de tensões residuais em peças de geometrias complexas. Devido ao alívio das tensões, os corpos de prova lisos com maiores empenamentos apresentaram menores tensões residuais. Foi observado que a restrição física utilizada para restringir o empenamento auxiliou na retenção das tensões residuais na estrutura do polímero. Assim, considerando os recursos utilizados neste estudo, mostrou-se que o empenamento está relacionado com a geometria do produto, com os parâmetros de processo, com as condições pós-moldagem e com o alívio de tensões residuais existentes na estrutura do polipropileno moldado por injeção. / The final quality of the injection molded polymer products can be compromised due to the occurrence of residual stresses from the molding process, which can generate shrinkage and warpage, altering the final product dimensions. The determination of the residual stresses can be carried out by the hole-drilling method, which is not widely used for polymeric materials since it is standardized for metallic materials. Therefore, in order to evaluate the main parameters that influence in the dimensional change and in the residual stresses of the injection molded polypropylene, this report used computer simulation, thermal analysis, warpage and shrinkage measurements, tensile and impact strength tests and evaluation of the residual stresses by hole-drilling method. After molding, the specimens were submitted to three post-molding conditions (physical restraint + water, physical restraint + heating chamber, neutral). In the experimental tests, the molded specimens with lower packing pressure, as well as the ribbed molded showed greater warpage, which corroborated the computer simulations and the literature. In the post-molding conditions, it was observed that the smooth specimens submitted to the physical restraint + heating chamber showed lower warpage in relation to those that were not submitted to this condition. Regarding the shrinkage, for both geometries specimens, there were not significant variations of the averages. The thermal analysis presented lower crystallinity in the specimens with neutral post-molding condition in relation to the physical restraint + heating chamber condition. The residual stresses analysis concluded that ribbed specimens showed greater residual stresses than smooth specimens, which corroborates the literature which indicates higher concentration of residual stresses in complex geometries parts. Due to the residual stresses relief, smooth specimens with greater warpage showed lower residual stresses. It was observed that the physical restraint used to restrain warpage assisted the retention of residual stresses in the polymer structure. Therefore, considering the resources used in this study, it was showed that the warpage is related to the product geometry, to the process parameters, the post-molding conditions and the residual stress relief existing in the injection molded polypropylene structure.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-02-11T10:15:45Z No. of bitstreams: 1 marciodecarvalhofilho.pdf: 1308253 bytes, checksum: ce4bec8646b462983e485a5bcad4f5c1 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-02-26T11:53:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 marciodecarvalhofilho.pdf: 1308253 bytes, checksum: ce4bec8646b462983e485a5bcad4f5c1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-26T11:53:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marciodecarvalhofilho.pdf: 1308253 bytes, checksum: ce4bec8646b462983e485a5bcad4f5c1 (MD5) Previous issue date: 2014-08-13 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho desenvolveu-se uma ferramenta para análise de falhas, sendo os modelos de diversos equipamentos do sistema elétrico considerados de forma detalhada, permitindo a análise multifásica do sistema, representando-o da maneira mais generalizada e realista possível. A metodologia desenvolvida para análise de falhas baseia-se no método de injeção de correntes a n condutores em coordenadas retangulares, onde utiliza-se o método de Newton-Raphson no processo de solução e todas as grandezas são definidas diretamente em coordenadas de fase. A modelagem de todo o sistema elétrico é realizada baseando-se em elementos que compõem as estruturas dos equipamentos em seus modelos, sendo que estes elementos podem estar conectados das mais diversas maneiras. As próprias condições de curto-circuito são modeladas por meio de elementos, conectados em diferentes configurações. Também a inclusão dos controles é feita de forma otimizada. Com a modelagem considerada, o sistema a ser solucionado é o estritamente necessário, e, portanto, a metodologia apresenta-se bastante eficiente. A metodologia também se mostra bastante flexível, pois é capaz de representar equipamentos com qualquer número de condutores nas mais diversas configurações, permitindo representar desequilíbrios, acoplamentos mútuos, sistemas de aterramento e cabos neutros explicitamente, e permitindo modelar diversos tipos de falhas, dentre outras características. Desta forma, a metodologia possibilita análises bastante completas, sendo que a representação do sistema pode ser feita com o nível de detalhe que for possível e desejável em cada situação. A ferramenta desenvolvida é bastante abrangente sendo capaz de simular sistemas equilibrados ou desequilibrados, radiais ou reticulados, diversos tipos de falhas (como curtos-circuitos em derivação, interno e simultâneo, ou abertura série), podendo ser aplicada em sistemas de transmissão, subtransmissão, distribuição, e industriais, inclusive de grande porte. / In this work a tool for fault analysis was developed, and models of many electrical systems equipment were considered in detail, allowing the analysis of multiphase systems by representing it in a more general and realistic way possible. The methodology developed for fault analysis is based on the current injection method in rectangular coordinates, where the Newton-Raphson method is used in the solution process and all quantities are defined directly in phase coordinates. The modeling of the entire electrical system is made based on elements which assemble the structures of equipment in their models, and these elements can be connected in various ways. Even the short circuit conditions are modeled by elements connected in different configurations. Also the inclusion of controls is done optimally. With the considered modeling the system to be solved is the strictly necessary, and therefore, the method shows to be efficient. The methodology is also very flexible because it is able to represent equipments with any number of conductors in many different configurations, allowing the representation of imbalances, mutual couplings, groundings and neutral cables explicitly, and allowing to model various types of faults, among other features. Therefore, the methodology allows fairly complete analysis, and the representation of the system can be made with the level of detail that is possible and desirable in every situation. The tool developed is quite ample being able to simulate balanced or unbalanced, radial or meshed systems, various types of failures (such as shunt short circuits, internal faults, simultaneous fault, and series opening), it can be applied to the transmission, subtransmission, distribution and industrial systems, including large scale systems.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-27T13:24:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Maysa de Melo Paranhos - 2014.pdf: 2355457 bytes, checksum: 7b3e122ce6fe59cb047d8e835e921f53 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-28T11:04:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Maysa de Melo Paranhos - 2014.pdf: 2355457 bytes, checksum: 7b3e122ce6fe59cb047d8e835e921f53 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-28T11:04:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Maysa de Melo Paranhos - 2014.pdf: 2355457 bytes, checksum: 7b3e122ce6fe59cb047d8e835e921f53 (MD5) Previous issue date: 2014-01-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / DSA® electrodes modified with films ErYZrO2 or YZrO2 and boron-doped diamond electrodes (BDD) were tested as electrochemical sensors detect front of the neurotransmitter epinephrine and its interfering ascorbic acid (AA) and uric acid (UA), which coexist with epinephrine in biological fluids and are also electroactive, rusting in the same potential that epinephrine. The physical and morphological characterization of the films of ZrO2 were performed using the techniques of XRD, SEM / FEG, EDXS and Open circuit potential. For electrochemical characterization of the sensor in developing were used the techniques of cyclic voltammetry (CV), differential pulse voltammetry (DPV) and Flow Injection Analysis with Amperometric Detection. The analyzes used for physical and morphological characterization of the ZrO2 films demonstrated that the technique of spin coating together with the methodology used for the deposition of ZrO2 films on the surface of substrate DSA® showed films were obtained satisfactory. The BDD electrodes showed good catalytic activity for both analyzed substances (EP, AA and UA). While BDD electrode showed good sensitivity for detection of EP in the presence of AA, electrodes ZrO2 addition to good sensitivity and selectivity showed good reproducibility for the detection of EP without interference from UA and AA. / Eletrodos a base de DSA® modificados com filmes de ErYZrO2 e YZrO2 bem como eletrodos de Diamante Dopado com Boro (DDB) foram testados como sensores eletroquímicos para a detecção eletroquímica do neurotransmissor Epinefrina (EP) e de seus interferentes ácido ascórbico (AA) e ácido úrico (AU), os quais coexistem com a EP nos fluidos biológicos oxidando-se praticamente no mesmo potencial. As caracterizações física, química e morfológica dos filmes a base de ZrO2 foram realizadas por meio das técnicas de DRX, MEV/FEG, EDXS e potencial de circuito aberto. Para caracterização eletroquímica do sensor produzido foram utilizadas as técnicas de Voltametria Cíclica (VC), Voltametria de Pulso Diferencial (VPD) e Análise por Injeção em Fluxo em modo Amperométrico. As análises utilizadas para caracterização física e morfológica dos filmes a base de ZrO2 mostraram que a técnica de spin-coating juntamente com a metodologia utilizada para deposição dos filmes a base de ZrO2 sobre substrato de DSA® permitiu a obtenção dos filmes espessos e com boa homogeneidade. O eletrodo de DDB apresentou boa atividade eletroquímica para as substâncias analisadas (EP, AA e AU). Enquanto eletrodos de DDB apresentaram boa sensibilidade para detecção de EP na presença de AA, eletrodos de ZrO2, além de boa sensibilidade, apresentaram seletividade e boa reprodutibilidade para detecção de EP sem interferência de AU e AA.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-08-29T14:56:34Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Anderson Almeida Dias - 2016.pdf: 2267814 bytes, checksum: ee86b1492eb772ffa46bd1de1e5e9e4b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-08-29T14:56:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Anderson Almeida Dias - 2016.pdf: 2267814 bytes, checksum: ee86b1492eb772ffa46bd1de1e5e9e4b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-29T14:56:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Anderson Almeida Dias - 2016.pdf: 2267814 bytes, checksum: ee86b1492eb772ffa46bd1de1e5e9e4b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-06-03 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / This manuscript describes development of batch injection analysis (BIA) cells using a 3D printer as well show the fabrication of pencil draw electrode on paper platform. Bia cells were employed on wall-jet configuration coupled with amperometric system. Bia systems were used to detect a product reaction obtained by paper-microreactor and determine ethanol in whiskey samples. Fabrication process using 3D printer was simple, fast (lower than four hours) and cost effectiveness (ca. $ 3.43 and 1.07 to the 1st and 2nd generation of Bia system, respectively). The 1st generation of Bia cell was production to be couple with commercial screen printed electrodes (SPEs) by DropSens (DropSens, DPR 710 model) and 2nd generation have support to put home-made electrodes. Both Bia cells, present a specific compartment to be coupled the micropipette. Paperbased microreactors (MOPs) were used with the 1st generation of Bia cell and the system was employed to measure glucose through the generation of hydrogen peroxide by the reaction of glucose with glucose oxidase and amperometric detection of H2O2 generated in the reaction at a potential of -0.25 V vs. Ag. In the same way of Bia cell, MOPs fabrication process is simpler, faster and cheaper (ca. $ 0.02 cent each). In general, the system shows a good linear response for concentration range between 1 to 10 mmo L-1. The limit of detection (LD) and quantification (LQ) found were 0.11 mmol L-1 and 0.38 mmol L-1, respectively. Besides, the measure of glucose using five different MOPs presented a good repeatability (RSD between 1.5 to 2.8%) and reproducibility (RSD = 0.66%). The 2nd generation of Bia cell was coupled with copper working electrode modified thermally and chemically. This cell was employed to determine the presence of ethanol in whisky sample using 1 mol L-1 NaOH as supporting electrolyte and potential of 0.45 V vs Ag / AgCl. The modified-electrode shows optimum stability to measure seventy minute of consecutive injection with RSD lower than 4.7%. A good linear response was obtained when concentration of ethanol ranged from 2.5 to 25% (v/v). The LD achieved was ca. 0.07% (v/v). Besides the Bia cells experiments, this work describes the fabrication process of alternative electrodes by hand drawing pencil on paper platform. Initially, the geometry of sensing electrodes was drawn using a graphic software and printed on paper surface. During printing process, toner lines were deposited on paper to delimit the electrode area. Then, the desire layout was draw using a pencil and laminated using benchtop laminator. This last step is necessary to make the electrical insulation. Fabrication process of alternative electrodes was simple, fast (~ 20 minutes) and cost effectiveness (ca. $ 0,023). Characterization of paper electrodes was made by cyclic voltammetry with potassium ferrocyanide (5 mmol L-1) in KCl solution (0.5 mol L-1). Besides, showed good peak separation (ΔEp) ca. 238 mV and excellent reproducibility. The RSD was lower than 2.25% to five different electrodes. / Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de células para análise por injeção em batelada (BIA, do inglês “batch injection analysis”) mediante uso de uma impressora 3D assim como a fabricação de eletrodos utilizando uma técnica de escrita direta em papel. As células BIA foram utilizadas com detecção eletroquímica, visando a análise de um produto de reação realizada em microrreatores de papel e, também, de etanol em amostras de uísque. As células BIA, fabricadas no laboratório por meio de uma impressora 3D, apresentaram baixo custo (cerca de R$ 12,00 e R$ 3,75 para 1° e 2° geração respectivamente), fabricação rápida (cerca de 4 horas e 1 hora e 40 minutos para 1° e 2° geração respectivamente) e robustez. Ambas as células BIA foram utilizadas com detecção amperométrica (DA) e apresentam configuração wall-jet. A 1° geração BIA possui suporte para eletrodos serigrafados (SPEs) comerciais da DropSens e pipeta eletrônica e a 2° geração BIA possui suporte para eletrodos convencionais construídos no laboratório e pipeta eletrônica. Os microrreatores à base de papel (MOPs) foram vinculados à 1° geração da célula BIA, este sistema foi utilizado para quantificação de glicose a partir da geração de peróxido de hidrogênio mediante a reação da glicose com glicose oxidase, e detecção do H2O2 gerado com SPEs de carbono modificado com azul da prússia (DropSens, modelo DPR 710) em um potencial de -0,25 V versus Ag. A confecção dos MOPs é simples, rápida (2 horas e 30 minutos) e de baixo custo (cerca de R$ 0,06 a unidade). Para a fabricação dos microrreatores a base de papel, primeiramente foi realizada a modificação química da superfície do papel. Para, em seguida, efetuar a imobilização covalente da enzima. Os ensaios realizados utilizando os MOPs vinculados a 1° geração da célula BIA com detecção amperométrica (BIADA) apresentaram linearidade para faixa de concentração entre 1 e 10 mmol L-1 (R² = 0,990), alta repetitividade (DPR entre 1,5% e 2,8%) e elevada reprodutibilidade (DPR = 0,66%) para 5 microrreatores. Os limites de detecção e quantificação obtidos foram de 0,11 mmo L-1 e 0,38 mmol L-1 respectivamente. A 2° geração da célula BIA foi acoplada com eletrodo de trabalho (ET) de cobre modificado por tratamento químico / térmico e utilizada para verificação de adulteração em uísques através da quantificação de etanol utilizando NaOH 1 mol L-1 como eletrólito suporte e potencial de 0,45 V versus Ag/AgCl. Os ensaios utilizando a 2° geração da célula BIA-DA apresentaram linearidade para faixa de concentração entre 2,5 e 25 % v/v de etanol (R² = 0,998) e elevada estabilidade (DPR = 4,7%) para aproximadamente 70 minutos de injeções consecutivas. O limite de detecção obtido para o etanol foi de 0,07% (v/v). Os eletrodos em plataforma de papel foram produzidos através da pintura direta com lápis. Para a fabricação destes dispositivos, primeiramente o layout dos eletrodos são impressos no papel para definir a área do desenho dos eletrodos. Em seguida os eletrodos são pintados com lápis, depois os dispositivos são plastificados com polaseal com o objetivo de isolar os contatos e delimitar a área dos eletrodos. A confecção destes eletrodos é rápida (~ 20 minutos) e de baixo custo (R$ 0,082 a unidade). Os eletrodos foram caracterizados utilizando voltametria cíclica com ferrocianeto de potássio 5 mmol L-1 solubilizado em KCl 0,5 mol L-1. Estes dispositivos apresentaram elevada reprodutibilidade (DPR = 2,25%) para 5 eletrodos distintos.

O uso de pesticidas levou ao aumento da produtividade e qualidade dos produtos agrícolas, porém o seu uso acarreta na intoxicação dos seres vivos pela ingestão gradativa de seus resíduos que contaminam o solo, a água e os alimentos. Dessa forma, há a necessidade do monitoramento constante de suas concentrações nos compartimentos ambientais. Para isto, busca-se o desenvolvimento de métodos de extração e enriquecimento de forma rápida, com baixo custo, gerando um baixo volume de resíduos, contribuindo com a química verde. Dentre estes métodos destacam-se a extração por banho de ultrassom e a extração por ponto nuvem. Após o procedimento de extração, o extrato obtido pode ser analisado por técnicas de Cromatografia a Líquido de Alta Eficiência (HPLC) e a Cromatografia por Injeção Sequencial (SIC), empregando fases estacionárias modernas, tais como as monolíticas e as partículas superficialmente porosas. O emprego de SIC com coluna monolítica (C18, 50 x 4,6 mm) e empacotada com partículas superficialmente porosas (C18, 30 x 4,6 mm, tamanho de partícula 2,7 µm) foi estudado para separação de simazina (SIM) e atrazina (ATR), e seus metabólitos, desetilatrazina (DEA), desisopropilatrazina (DIA) e hidroxiatrazina (HAT). A separação foi obtida por eluição passo-a-passo, com fases móveis compostas de acetonitrila (ACN) e tampão Acetato de Amônio/Ácido acético (NH4Ac/HAc) 2,5 mM pH 4,2. A separação na coluna monolítica foi realizada com duas fases móveis: MP1= 15:85 (v v-1) ACN:NH4Ac/HAc e MP2= 35:65 (v v-1) ACN:NH4Ac/HAc a uma vazão de 35 µL s-1. A separação na coluna com partículas superficialmente porosas foi efetivada com as fases móveis MP1= 13:87 (v v-1) ACN: NH4Ac/HAc e MP2= 35:65 (v v-1) ACN:NH4Ac/HAc à vazão de 8 µL s-1. A extração por banho de ultrassom em solo fortificado com os herbicidas (100 e 1000 µg kg-1) resultou em recuperações entre 42 e 160%. A separação de DEA, DIA, HAT, SIM e ATR empregando HPLC foi obtida por um gradiente linear de 13 a 35% para a coluna monolítica e de 10 a 35% ACN na coluna com partículas superficialmente porosas, sendo a fase aquosa constituída por tampão NH4Ac/HAc 2,5 mM pH 4,2. Em ambas as colunas a vazão foi de 1,5 mL min-1 e o tempo de análise 15 min. A extração por banho de ultrassom das amostras de solo com presença de ATR, fortificadas com concentrações de 250 a 1000 µg kg-1, proporcionou recuperações entre 40 e 86%. A presença de ATR foi confirmada por espectrometria de massas. Foram realizados estudos de fortificação com ATR e SIM em amostras de água empregando a extração por ponto nuvem com o surfactante Triton-X114. A separação empregando HPLC foi obtida por um gradiente linear de 13 a 90% de ACN para a coluna monolítica e de 10 a 90% de ACN para a coluna empacotada, sempre em tampão NH4Ac/HAc 2,5 mM pH 4,2. Em ambas as colunas a vazão foi de 1,5 mL min-1 e o tempo de análise 16 min. Fortificações entre 1 e 50 µg L-1 resultaram em recuperações entre 65 e 132%. / The use of pesticides has led to increased productivity and quality of agricultural products, but its use brings the intoxication of living beings by the gradual intake of their residues that contaminate soil, water and food. Thus, there is the need for constant monitoring of their concentrations in environmental compartments. For this, there is a quest for development of fast extraction and enrichment methods, at low cost, generating a low volume of waste, contributing to green chemistry. These methods include the extraction assisted by ultrasound bath and the cloud point extraction. After the extraction, the extract obtained can be analyzed by techniques such as High Performance Liquid Chromatography (HPLC) and Sequential Injection Chromatography (SIC) employing modern stationary phases, such as monolithic and superficially porous particles. The use of SIC with either monolithic column (C18, 50 x 4.6 mm) or column packed with superficially porous particles (C18, 30 x 4.6 mm, 2.7 µM particle size) was studied for separating simazine (SIM) and atrazine (ATR), and metabolites, deethylatrazine (DEA), deisopropylatrazine (DIA) and hydroxyatrazine (HAT). Separation was obtained by stepwise elution, with a mobile phase consisting of acetonitrile (ACN) and 2.5 mM ammonium acetate / acetic acid (NH4Ac / HAc) pH 4.2 buffer. The separation was performed with two mobile phases: MP1 = 15:85 (v v -1) ACN: NH4Ac / HAc and MP2 = 35:65 (v v-1) ACN: NH4Ac / HAc at a flow rate of 35 µL s-1. The separation in the column with superficially porous particles was carried out with the mobile phases MP1 = 13:87 (v v-1) ACN: NH4Ac / HAc and MP2 = 35:65 (v v-1) ACN: NH4Ac / HAc at 8 µL s-1. The ultrasound bath extraction from a soil fortified with herbicides (100 and 1000 µg kg-1) resulted in recoveries between 42 and 160 %. Separation of DEA, DIA, HAT SIM and ATR was obtained by HPLC employing a linear gradient from 13 to 35% for the monolithic column and from 10 to 35% ACN in the column packed with superficially porous particles, with the aqueous phases consisting of 2.5 mM NH4Ac / HAc buffer pH 4.2. In both columns the flow rate was 1.5 mL min-1 and the analysis time was15 min. Ultrasonic extraction from a soil sample containing ATR, fortified with concentrations from 250 to 1000 µg kg-1, provided recoveries between 40 and 86%. The presence of ATR was confirmed by mass spectrometry. Fortification studies with ATR and SIM were carried out in water samples employing cloud point extraction using Triton-X114 surfactant. The separation was accomplished by HPLC using a linear gradient from 13 to 90 % of ACN for the monolithic column and from 10 to 90 % ACN for the packed column, always in 2.5 mM NH4Ac / HAc pH 4.2 buffer. In both columns the flow rate was 1.5 mL min -1 and the analysis time 16 min. Fortifications between 1 and 50 µg L-1 resulted in recoveries between 65 and 132%.

Novos eletrodos modificados com nanopartículas de hidróxido misto de níquel e chumbo, foram desenvolvidos para serem empregados em Análises por Injeção em Batelada (BIA) com detecção amperométrica, tendo em vista aplicações analíticas. Para esta abordagem foi obtido o hidróxido de níquel e chumbo pelo processo de solgel, em uma proporção 75 25 % (Ni-Pb, respectivamente). Este novo material foi caracterizado por microscopia eletrônica de varredura, análise termogravimétrica, e difração de raios-X. Os resultados obtidos foram consistentes com a forma polimórfica do hidróxido e com a adequada formação do material misto. Foi confirmada a composição (75/25, Ni/Pb) por espectrometria óptica de emissão por plasma acoplado indutivamente e por espectrometria de fotoelétrons excitados por raios-X. As análises eletroquímicas do &#945;-Ni0.75Pb0.25(OH)2 confirmaram uma maior estabilidade deste hidróxido misto quando comparado com o Ni(OH)2, além de uma maior reversibilidade eletroquímica. Foram desenvolvidos eletrodos modificados com as nanopartículas de &#945;-Ni0.75Pb0.25(OH)2 empregando diferentes suportes condutivos, o primeiro, óxido de estanho dopado com flúor (FTO) e segundo o grafite para preparar eletrodos de pasta de carbono (CPE). Por impressão 3D foram elaboradas células eletroquímicas BIA, de 4 mL de volume máximo, especialmente construídas para cada tipo de eletrodo. O método BIA empregando os eletrodos desenvolvidos mostrou ser adequado para análises, obtendo sinais de corrente estáveis e com rápida dispersão. Eletrodos de FTO modificados com &#945;-Ni0.75Pb0.25</sub:(OH)2 foram satisfatoriamente utilizados nas análises de piroxicam em amostras farmacêuticas. A resposta amperométrica do piroxicam apresentou uma faixa linear de 1 10-5 a 2 10-4 mol L-1 e uma boa frequência analítica (140 amostras por hora). Os limites de detecção e quantificação calculados para este método foram de 2,43 10-6 mol L-1 e 8,09 10-6 mol L-1 respectivamente. Eletrodos de pasta de carbono foram preparados modificando a matriz da pasta com as nanopartículas de &#945;-Ni0.75Pb0.25(OH)2 em forma de pó. Estes eletrodos apresentaram uma boa resposta frente à glicose, uma faixa de linearidade de 1 10-5 a 4 10-4 mol L-1 foi obtida. A frequência de amostragem conseguida foi muito boa, de 200 amostras por hora, com um desvio padrão de 2,05 %. Os limites de detecção e quantificação calculados foram de 1,3 10-6 e 4,4 10-6 mol L-1 / Novel modified electrodes with nanoparticles of nickel and lead mixed hydroxide were prepared for the use in Batch Injection Analyses (BIA) coupled to amperometric detection targeting analytical applications. For this, a nickel and lead mixed hydroxide was obtained using the sol-gel process, in a proportion 75-25% (Ni-Pb). This new material was characterized by scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis and X-ray diffraction. The obtained results are in agreement with the polymorphic form of the Ni(OH)2 and the appropriate formation of the mixed hydroxide. The composition was confirmed (75/25, Ni/Pb), employing inductively coupled plasma optical emission spectrometry and X-ray photoelectron spectroscopy. The electrochemical analysis of &#945;-Ni0.75Pb0.25 (OH)2 support the major stability of this mixed hydroxide in comparison with Ni(OH)2 and an improve on the electrochemical reversibility. Modified electrodes were prepared with nanoparticles of Ni0.75Pb0.25 (OH)2 using different conducting supports, first fluorine doped tin oxide (FTO) and second graffiti for preparation of carbon paste electrodes (CPE). 3D printing was employed to fabricate an electrochemical BIA cell, of 4 mL of maximum capacity, for each electrode. BIA method using the developed electrodes proved to be suitable for analysis, good current response, stable and with fast dispersion were obtained. FTO electrodes modified with &#945;-Ni0.75Pb0.25 (OH)2 were satisfactorily employed in analysis of pharmaceutical samples of piroxicam. The amperometric response of piroxicam present a linear range of 1 10-5 to 2 10-4 mol L-1 and a good analytical frequency (140 samples per hour). Detection and quantification limits were of 2.43 10-6 mol L-1 and 8.09 10-6 mol L-1. Carbon paste electrodes were prepared by modifying the pasta matrix with the nanoparticles of powder &#945;-Ni0.75Pb0.25 (OH)2. This electrode presents a good response for glucose, a linear range of 1 10-5 to 4 10-4 mol L-1 was obtained. An analytical frequency of 200 samples per hour was achieved with a standard deviation of 2.05%. The detection and quantification limits reached were of 1.3 10-6 e 4.4 10-6 mol L-1.

O aumento nos índices de criminalidade, na maioria das vezes decorrente de atividades ligadas ao tráfico de drogas, afeta drasticamente a qualidade de vida do ser humano. A análise instrumental de entorpecentes é realizada comumente por métodos cromatográficos, oferecendo limites de detecção (LDs) em torno de 1 ng mL-1. As técnicas analíticas como voltametria, amperometria, potenciometria, dentre outras, assemelham-se às técnicas convencionais de análise, pois além de se mostrarem sensíveis para a análise de traços de substâncias orgânicas e inorgânicas, oferecem vantagens operacionais como a compreensão de mecanismos pato-fisiológicos de várias drogas, dentre elas a cocaína e seus metabólitos. Os eletrodos quimicamente modificados (EQMs) com bases de Schiff (grupos funcionais que contém uma ligação dupla carbono-nitrogênio com o átomo de nitrogênio conectado a um grupo arila ou alquila) desenvolvidos para a determinação de cocaína em amostras de interesse forense podem ser empregados em situação de análise por injeção em fluxo (FIA). Cuja metodologia consiste na inserção de uma alíquota de amostra em um fluido carregador que a transporta do ponto de injeção até a unidade de detecção. Atualmente a análise de cocaína está limitada à dosagem posterior de amostras apreendidas, uma vez que não há nenhum dispositivo portátil para a detecção da mesma em local de crime. Assim, este projeto visa desenvolver uma metodologia voltamétrica, por meio de eletrodos quimicamente modificados com bases de Schiff, e da aplicação dos mesmos em FIA para a detecção de cocaína em amostras de interesse forense. / The increase in crime occurrences, mostly due to activities linked to drug trafficking, dramatically affects the quality of human life. The instrumental analysis of drugs is commonly performed by chromatographic methods, offering limits of detection (LD) around 1 ng mL-1. Analytical techniques such as voltammetry, amperometry, potentiometry, among others, are similar to conventional analysis techniques, as well as prove sensitive for trace analysis of organic and inorganic substances, provide operational advantages as the understanding of pathophysiological mechanisms of several drugs, among them cocaine and its metabolites. The chemically modified electrodes (CMEs) with Schiff bases (functional groups containing a carbon-nitrogen double bond with the nitrogen atom attached to an alkyl or aryl group) developed for the determination of cocaine in samples of forensic interest can be used in situation of flow injection analysis (FIA). The methodology consists of inserting a sample rate of a carrier fluid that carries the point of injection to the detection unit. The analysis is limited to the dosage cocaine samples seized previously, since there is no portable device for detection in the same scene. Thus, this project aims to develop a voltammetric methodology, by means of chemically modified electrodes with Schiff bases, and applying them in the FIA for the detection of cocaine in samples of forensic interest.

Determinação a baixo custo de açúcares redutores totais em caldo-de-cana, empregando sistema de análise por injeção em fluxo com o uso de DNS Um sistema de análise por injeção em fluxo foi utilizado para a determinação de açúcares redutores totais em caldo-de-cana. O método é baseado na hidrólise da sacarose, seguido da oxidação dos açúcares redutores pelo ácido 3,5-dinitrosalicílico (DNS) em meio alcalino, e determinação espectrofotométrica em 510 nm. Visando obter melhor sensibilidade e seletividade, os parâmetros volume de amostra e comprimento dos reatores foram estudados para avaliar o comportamento das curvas analíticas. Foram utilizados mini-compressores de aquários no lugar de bomba peristálticas e cela espectrofotométrica em acrílico no lugar de cela de vidro importada, a fim de minimizar o consumo de reagentes e o custo do sistema FIA. O presente sistema foi comparado ao método Lane-Eynon recomendado pelo Ministério da Agricultura. Usando o teste-t, não foram constatadas diferenças significativas entre os resultados dos dois métodos, sendo que os desvios relativos foram ao redor de 1%. O método permite analisar cerca de 14 amostras h-1 com desvio padrão relativo inferior a 1,35%. / A flow injection analysis system was employed for determination of total reducing sugars in sugar cane broth. The method is based on hydrolysis of sucrose followed by oxidation of reducing sugars by 3,5-dinitrosalicylic acid (DNS) in alkaline solution and spectrophotometric determination at 510 nm. In order to obtain better sensitivity and selectivity, the parameters sample volume and reactor length were studied to evaluate the behavior of the analytical curves. Aiming the use of low reagents amount and a low cost in FIA system, fish aquarium mini-compressors were used instead of peristaltic pumps and acrylic spectrophotometric 0011 instead of imported glass cell. The present system was compared to Lane-Eynon method recommended by the Brazilian Ministry of Agriculture. Using the t-test no sígnificant differences were observed between both methods, with relative deviations around of 1%. The method allows analyses of ca. 14 samples h-1 with relative standard deviation lower than 1.35%.