For the most demanding measurement tasks in force metrology flexure hinges in compliant mechanisms represent a key component. To enhance the mechanical properties of devices like weighing cells, the ability of precise modeling of flexure hinges is essential. The present scientific work focuses on the modeling of the mechanical behavior of a single flexure hinge subjected to geometric deviations and non-ideal loading conditions as those encountered in weighing cells. The considered hinge has a semi-circular contour and a large width compared to its minimum notch height. This geometry is modeled using the finite element method. Requirements for a trustworthy and efficient computation are elaborated under the consideration of geometric deviations for later parametric studies. Analytical expressions found in the literature are compared to numerical results to prove the validity of their assumptions for thin hinges. The model is used for studying the deviation of the stiffness in non-ideal flexure hinges. Sources of deviation are identified and described by parameters. The range of values for each parameter is chosen on the basis of available manufacturing technology. Influential parameters are identified through a sensitivity analysis. The effect of loading conditions is studied in the context of the application in weighing cells. For the enhancement of the overall sensitivity, the stiffness of the flexure hinges can be reduced. One option, the alteration of the geometry by adding a flexure strip in the center of the semi-circular flexure hinge is studied in comparison to existing analytical equations. The effects of ground tilts for a single loaded flexure hinge are investigated as a foundation for future modeling of a tilt insensitive state of a weighing cell mechanism (autostatic state). By adjusting the vertical position of the center of mass of the lever, the tilt sensitivity can be reduced to zero. An approach to find the position for this state is presented considering the numerical limitations of finite element modeling. Using this approach, the variation of the sought position is evaluated for different values of the design parameters. / Tesis

Se presenta el diseño del sistema de extrusión de una máquina peletizadora de matriz plana giratoria para procesar 10 kg/h de aserrín, cuyo producto final es un pellet de 6 mm de diámetro y 20 mm de largo. El sistema de extrusión, que es el corazón del equipo de peletizado, se compone de dos rodillos, una matriz plana y sistema de corte. El diseño permite la producción, a baja escala, de biocombustibles a partir de aserrín, de modo que su uso sea factible para procesos que requieran calor en lugares de generación de aserrín, como en aserraderos. El trabajo comprendió el análisis de los factores que afectan al diseño del sistema de extrusión, considerando las propiedades de la materia prima, las variables del proceso de peletizado y los atributos del pellet como producto final. De los factores estudiados, se identificó que la presión es el más importante, ya que influye en la densidad y la durabilidad del pellet. El valor de la presión depende de la resistencia del material y del área de contacto de los agujeros dentro de la matriz, el cual varía según la longitud y el diámetro. El funcionamiento del sistema de extrusión se basa en la rotación de la matriz para comprimir el aserrín a través de los agujeros gracias a los rodillos, formando pellets que serán cortados por una cuchilla. El diseño produce 15 780 pellets por hora y requiere aproximadamente de 2.03 kW de potencia para la compactación. Cuenta con una matriz plana fabricada de acero AISI 3215, de 150 mm de diámetro, 32 mm de espesor y tiene 24 agujeros con profundidad de avellanado de 60° de 3 mm, una longitud efectiva de 12 mm con 6 mm de diámetro y un alivio de 17 mm con 8 mm de diámetro. Por otro lado, los rodillos, fabricados de acero aleado AISI 3215 con superficie corrugada de extremos abiertos, tienen 80 mm de diámetro y 30 mm de ancho. Para el mecanismo de corte se usará una cuchilla de acero rápido AISI M2 de 2 mm de grosor, 80 mm de largo y 20 mm de ancho con un ángulo de filo de 45°.

[EN] In the current economic downturn, any industrial activity should aim to optimize the use of its resources and thus to increase their competitiveness. In this line, Environment's European Reference Directives set their objectives, because there is a pressing need to apply the concepts of circular economy, for which it is intended to minimize waste generation, because this is a waste of the resources. This research is framed according to this purpose. In this case, it has been identified within a representative and important sector of Valencian Region, such as the toy, childish and leisure product, an industrial process with great potential for improvement. This industrial process is the transformation of non-ferrous metal alloys, such as injection of Zamak (zinc alloy, aluminum, magnesium and copper mainly). Two waste groups have been identified due to this industrial process. The first group is a single metalic fraction and the second one consists in a mixture of metal and polymer fraction. Regarding the first group, it has been demonstrated the technical feasibility to obtain a great added value byproduct such as zinc oxide with enormous potential for use in many industrial applications. Regarding the second group, it has been seen the complexity of the valorisation of this type of waste, due to its polymeric and metallic mixture. However, first conclusions have been established to improve in future studies. Furthermore, it has been achieved an important milestone, such as determining a protocol which lets obtain uncataloged waste and provides to generating companies, an alternative and cheaper method of management as non-hazardous waste. Moreover, direct use of these residues (sludge vibrated), it has been validated such as fillers in LDPE formulation, where it has been seen as influencing satisfactorily in the mechanical, thermal and colorimetric properties of the material. Zinc oxide, obtained by valorization of the first group (only metallic fraction), has been characterized its composition and physical and chemical properties. And this has led to make two successful validations in ceramic applications (frits and dyes synthesis). To conclude the researching, we can say that there is an important niche to be exploited industrially and which corresponds to the value of many industrial waste currently being landfilled, as the case studied, and therefore resources contained therein are wasted. / [ES] En la actual situación de recesión económica, cualquier actividad industrial debe tender a optimizar el uso de sus recursos y por tanto a incrementar su competitividad. En esta línea se enmarcan los objetivos previstos por las Directivas Marco Europeas en Medio Ambiente, ya que existe una imperiosa necesidad de aplicar los conceptos de la Economía Circular, por los que se pretende minimizar la generación de residuos, ya que esto supone un desaprovechamiento de los recursos. Siguiendo esta finalidad, se enmarca la presente investigación, en la que se ha identificado dentro de un sector tan representativo e importante de la Comunidad Valenciana, como lo es el juguete, producto infantil y ocio, un proceso industrial con mucho potencial de mejora. Este proceso industrial es la transformación de aleaciones metálicas no férreas, como la inyección de zámak (aleación de zinc, aluminio, magnesio y cobre principalmente). Derivado de este proceso industrial se han identificado dos familias de residuos, una constituida por una única fracción metálica y otra constituida por una mezcla de fracciones metálicas y poliméricas. Con respecto a la primera familia, se ha demostrado la viabilidad técnica de obtener partiendo de estos residuos, un subproducto de enorme valor añadido como es el óxido de zinc y que tiene un enorme potencial de uso en multitud de aplicaciones industriales. Con respecto a la segunda familia, se ha visto la complejidad que supone la valorización de esta tipología de residuos, debido a su mezcla polimérica y metálica. No obstante se han establecido las primeras bases para futuros estudios que ahonden en estos residuos. Además, se ha conseguido un hito importante, al definir un protocolo que permite descatalogar esta familia de residuos y que facilita a las empresas que los generen, un modo alternativo de gestión como residuo no peligroso, abaratando por tanto los costes de gestión. Por otra parte se ha validado el uso directo de estos residuos (lodos de vibrado) como cargas en la formulación de LDPE, en donde se ha visto como influyen de manera satisfactoria en las propiedades mecánicas, térmicas y colorimétricas del material. Del óxido de zinc obtenido por valorización material de los residuos de la primera familia (sólo fracción metálica) se ha caracterizado su composición y propiedades físicas y químicas. Y esto ha llevado a poder realizar dos validaciones satisfactorias en aplicaciones industriales dentro de un sector tan restrictivo como es el sector cerámico y que corresponden a la síntesis de fritas y a la síntesis de colorantes. Como conclusión de la investigación se puede decir que existe un nicho por explotar industrialmente muy importante y que corresponde a la valoración de muchos residuos industriales que actualmente se están depositando en vertederos de seguridad, como el caso estudiado, y que por tanto se desaprovechan los recursos contenidos en ellos. / [CA] En l'actual situació de recessió econòmica, qualsevol activitat industrial ha de tendir a optimitzar l'ús dels seus recursos i per tant a incrementar la seua competitivitat. En esta línia s'emmarquen els objectius previstos per les Directives Marc Europees en Medi Ambient, ja que hi ha una imperiosa necessitat d'aplicar els conceptes de l'Economia Circular, pels que es pretén minimitzar la generació de residus, ja que açò suposa un desaprofitament dels recursos. Seguint aquesta finalitat, s'emmarca la present investigació, en la que s'ha identificat dins d'un sector tan representatiu i important de la Comunitat Valenciana, com ho és el joguet, producte infantil i oci, un procés industrial amb molt potencial de millora. Aquest procés industrial és la transformació d'aliatges metàl¿lics no fèrries, com la injecció de zámak (aliatge de zinc, alumini, magnesi i coure principalment). Com a conseqüència d'aquest procés industrial s'han identificat dos famílies de residus, una constituïda per una única fracció metàl¿lica i una altra constituïda per una mescla de fraccions metàl¿liques i poliméricas. Respecte a la primera família, s'ha demostrat la viabilitat tècnica d'obtindre partint d'aquestos residus, un subproducte d'enorme valor afegit com és l'òxid de zinc i que té un enorme potencial d'ús en multitud d'aplicacions industrials. Respecte a la segona família, s'ha vist la complexitat que suposa la valorització d'aquesta tipologia de residus, degut a la mescla polimèrica i metàl¿lica. No obstant s'han establit les primeres bases per a futurs estudis que aprofundisquen en aquestos residus. A més, s'ha aconseguit una fita important, al definir un protocol que permet descatalogar aquesta família de residus i que per tant, facilita a les empreses que els generen, una alternativa en la manera de gestió com a residu no perillós, abaratint per tant els costos de gestió. D'altra banda s'ha validat l'ús directe d'aquestos residus (fangs de vibrat) com a càrregues en la formulació de LDPE, on s'ha vist com influïxen de manera satisfactòria en les propietats mecàniques, tèrmiques i colorimètriques del material. De l'òxid de zinc obtingut per valorització material dels residus de la primera família (només fracció metàl¿lica) s'ha caracteritzat la seua composició i propietats físiques i químiques. I açò ha portat a poder realitzar dos validacions satisfactòries en aplicacions industrials dins d'un sector tan restrictiu com és el sector ceràmic i que corresponen a la síntesi de frites i a la síntesi de colorants. Com a conclusió de la investigació es pot dir que hi ha un nínxol per explotar industrialment molt important i que correspon a la valorització de molts residus industrials que actualment s'estan depositant en abocadors de seguretat, com el cas estudiat, i que per tant es desaprofiten els recursos continguts en ells. / Añó Montalvá, EJ. (2015). Valorización del residuo procedente del proceso de la inyección industrial de zámak [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59467

A soldagem por atrito com pino não consumível (SAPNC), processo de união no estado sólido, tornou-se conhecido devido à alta resistência das juntas produzidas em comparação ao metal de base e aos métodos convencionais de união. No entanto, o próprio processo apresenta seus desafios, relacionados principalmente à combinação do efeito de geometrias de ferramenta com os parâmetros utilizados. O desenvolvimento de métodos de simulação numérica tem criado a possibilidade de otimização destes efeitos, prevendo as interações entre os materiais, parâmetros e geometrias de ferramenta com menor custo e tempo. O presente trabalho teve como objetivo simular o processo de soldagem por atrito utilizando método dos elementos finitos (MEF) no software DEFORM 3D e avaliar a capacidade do modelo em representar fenômenos presentes do processo, tais como esforços da ferramenta, ciclo termomecânico do material e microestrutura. O estudo foi realizado em amostras de uma chapa de liga de magnésio AZ31B. Para inclusão da evolução mecânica e microestrutural do material de estudo no modelo, dados foram obtidos pelo estudo da compressão isotérmica da liga AZ31 simulador termomecânico Gleeble, em condições típicas às encontradas no processo de soldagem por atrito em. Os dados de tensão, deformação e microestrutura obtidos nos ensaios de compressão foram tratados analiticamente afim de se obter os parâmetros para as equações de deformação à quente e evolução microestrutural do material de estudo. Ademais, na próxima etapa, utilizou-se um pino roscado e não roscado em soldagens dissimilares afim de analisar o efeito da geometria da ferramenta no fluxo de material. Para auxiliar a análise foram utilizadas técnicas de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios X. Por fim, um modelo numérico de soldagem por atrito elaborado no software DEFORM-3D é apresentado. Os resultados do modelo foram comparados com os resultados experimentais com auxílio de técnicas de caraterização microestrutural, EBSD, ciclos térmicos capturados por termopares e torque das ferramentas. Os resultados e conclusões obtidos no projeto permitiram a identificação do ciclo térmico, mecânico e microestrutural do material durante a soldam por atrito, além da demostração do efeito da geometria para distintos parâmetros de processo, indicando um método alternativo eficiente na otimização de geometrias de ferramenta e busca de parâmetro ótimos do processo de soldagem por atrito com tempo e custo reduzidos. / Friction stir welding (FSW), a solid-state process, has become known due to the high strength of the produced joints compared to the base metal and the conventional welding methods. However, the friction stir welding has its challenges, related with tools geometry and the process parameters. The development of numerical simulation methods has been able to aid in the process optimization, including the study of different materials, parameters and tool geometries with lower cost and time. The obejective of the present work is propose a friction stir welding numerical model through finite element analysis (FEA) in DEFORM 3D software and evaluated its capacity to represent the process features such as the tool chacteristics, the thermomechanical cycle of the material and its microstructure. The material chosen for the study was a magnesium alloy AZ31B. In order to include the mechanical and microstructural evolution of the study material in the model, data were obtained through isothermal compression of the AZ31 in Gleeble thermomechanical simulator, under typical conditions found in the friction welding process. Stress, strain and microstructure data obtained in the compression tests were analyzed analytically to obtain the parameters for the hot deformation equations and microstructural evolution of the material. Moreover, a threaded and non-threaded pin in dissimilar welds was used to verify the effect of tool geometry in the material flow during the friction stir welding process. The evaluation was made with the support of optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). Then, a numerical model of friction welding developed in the DEFORM-3D software is presented. The results of the model were compared with experimental results supported by microstructural characterization techniques, EBSD, temperature profiles captured by thermocouples and tool torque response. The results and conclusions obtained in the project allowed the identification of the thermal, mechanical and microstructural cycle of the material during the friction stir welding process, besides the demonstration of the effect of the tool geometry for different process parameters, indicating an efficient alternative method in the optimization of tool geometries and optimal parameter for the friction welding process with reduced time and cost.

O trabalho em questão mostra a possibilidade de produção de guias de onda por meio de filme finos de GeO2-PbO codopados com Tm3+/Yb3+, com e sem nanopartículas (NPs) de ouro, a partir da técnica de RF Magnetron Sputtering. Foram usados nos processos de fabricação dos guias de onda do tipo RIB e PEDESTAL, as mesmas técnicas empregadas na fabricação de dispositivos de microeletrônica, tais como, litografia e corrosão por plasma. A influência dos parâmetros dos processos de produção é reportada e a caracterização dos guias foi realizada por diversas técnicas. Dentre elas, destacamos a microscopia eletrônica de varredura (MEV) para a observação do perfil dos guias, as rugosidades de superfície e as espessuras das camadas utilizadas para a confecção dos mesmos. Medidas de transmitância óptica realizadas nos filmes permitiram a determinação do coeficiente de absorção óptica e do índice de refração, de aproximadamente 2,0, além da confirmação das espessuras dos filmes obtidos por Sputtering. Guias do tipo RIB foram descartados por dificuldades enfrentadas durante o processo de fabricação. Medidas ópticas de perdas por propagação, realizadas em guias do tipo PEDESTAL, mostraram que os melhores guias produzidos apresentaram perdas em torno de 5 dB/cm em 633 e 1050 nm, e medidas de perfil de campo próximo, além da simulação dos modos propagados, o comportamento de guiamento multímodo. Ganho óptico em torno de 13,5 dB/cm (em 805 nm) foi obtido em guia com largura de 30 ?m e potência de bombeio estimada de ~75 mW. Guias contendo NPs de ouro foram produzidos por meio de metodologia adequada que permitiu a nucleação das NPs (tamanho médio de 20 nm) e um ganho 22 dB/cm em 805 nm, portanto, duas vezes superior ao mesmo guia sem NPs (30 ?m de largura). Os resultados apresentados demonstram que guias de onda GeO2-PbO codopados com Tm3+/Yb3+, com ou sem NPs metálicas, são promissores para aplicações em dispositivos fotônicos, com a criação de dispositivos amplificadores integrados para operação na 1° janela de telecomunicações. / The work in question shows the possibility of producing waveguides by means of Tm3+/Yb3+ codoped GeO2-PbO thin films, with or without gold nanoparticles (NPs), by using the RF Magnetron Sputtering technique. For the production of RIB and PEDESTAL type waveguides, the techniques employed in the manufacture of microelectronics devices, such as plasma etching and lithography, were employed. The influences of the production process parameters are reported and the waveguides characterization was performed by several techniques. Among them, we highlight the scanning electron microscopy (SEM), which was used to observe the profile of the waveguides, the surface roughness and thickness of the layers used for their production. Measurements of thin films optical transmittance allowed the determination of the optical absorption coefficient and refractive index of approximately 2.0, and also the confirmation of the thin films thicknesses obtained by Sputtering. RIB type waveguides were discarded due to the difficulties during the manufacturing process. Optical measurements of propagation losses, held in the PEDESTAL type guides, showed losses around 5 dB/cm at 633 and 1050 nm, for the best waveguides produced, and near-field profile measurements in addition to the simulation of the propagating modes, showed multimode coupling behavior. Optical internal gain around 13.5 dB/cm (at 805 nm) was obtained in waveguide with 30 µm width at ~75 mW estimated power pumping. Waveguide containing gold NPs were produced using adequate methodology that allowed the NPs nucleation (average size of 20 nm) and 22 dB/cm gain at 805 nm, therefore, twice higher than the value obtained for the same waveguide without NPs (30 ?m width). These results show that Tm3+/Yb3+ codoped GeO2-PbO waveguides, with or without metallic NPs, are promising for applications in photonic devices, with the creation of integrated amplifiers devices for operation in the first telecommunications window.

A contaminação de equipamentos e materiais hospitalares por microrganismos potencialmente infecciosos e altamente resistentes aos antibióticos incitam grupos de pesquisa e industrias ao redor do mundo a produzir novos materiais, e que estes possuam propriedades capazes de inibir ou eliminar (quase que completamente) a permanência desses patógenos sobre sua superfície. O objetivo deste trabalho foi avaliar a citotoxicidade da liga níquel-berílio quando em contato com as cepas bacterianas de Staphylococcus aureus (ATCC 25932), Staphylococcus epidermidis (ATCC 12228), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853), Klebsiella pneumoniae (amostra clínica) e Escherichia coli (ATCC 11775), após diferentes períodos de incubação, e em contato com a linhagem celular NCTC Clone 929, célula de tecido conectivo de camundongo. Para realização destes ensaios, foram confeccionados corpos de prova da liga níquel-berílio, com aproximadamente 10,0 mm e diâmetro e 3,0 mm de espessura. Para metodologia de citotoxicidade as células bacterianas preparou-se um inóculo bacteriano de 109 Unidades Formadoras de Colônia por mililitro. Para cada bactéria, um inóculo bacteriano foi preparado e deste, 40 &#956l foram aplicados em um swab estéril e espalhado no corpo de prova, onde foram introduzidos em placas de Petri, deixados a temperatura 20°C, por diferentes períodos de exposição (1, 3, 6, 9, 12, 18, 24 e 72 horas). Este teste foi realizado em triplicata. Após cada período de tempo, os corpos de prova eram pressionados contra o meio de cultura Agar Mueller-Hinton, em dez diferentes pontos da placa. O método de difusão em Agar foi utilizado para verificar a citotoxicidade da liga níquel-berílio à linhagem celular NCTC clone 929. Os resultados obtidos demonstram uma maior resistência a liga níquel-berílio das bactérias gram-positivas (S. aureus e S. epidermidis) quando comparadas com as gram-negativas (P. aeruginosa, K. pneumonia e E. coli). Destas últimas citadas, a E. coli foi a única que sobreviveu até a sexta hora de exposição, quando em contato de uma hora com o corpo de prova. Todavia, os S. aureus e S. epidermidis foram capazes de resistir até a décima segunda hora em contato com a liga níquel-berílio. Contudo, a partir deste período de incubação, nem mesmo os estafilococos toleraram a presença desses íons. Quando analisados os resultados de citotoxicidade, a liga não apresentou qualquer efeito citotóxico as células NCTC clone 929, sendo classificadas como índice de zona (IZ) zero. Os dados obtidos demonstram que a liga possui propriedades antibacteriana contra as células bacterianas testadas e que não possui nenhum efeito tóxico à linhagem celular NCTC clone 929. Além disso, a liga NiBe mostrou-se mais citotóxica contra as bactérias gram-negativas. / The contamination of equipment and hospital supplies for potentially infectious microorganisms and highly resistant to antibiotics encourage research groups and industries around the world to produce new materiais, and they have properties able to inhibit or eliminate (almost completely) to stay these pathogens on its surface. The objective of this study was to evaluate the cytotoxicity of nickel-beryllium alloy when in contact with the bacterial strains of Staphylococcus aureus (ATCC 25932), Staphylococcus epidermidis (ATCC 12228), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853), Klebsiella pneumoniae (clinical sample) and Escherichia coli (ATCC 11775), after different periods of incubation, and in contact with the cell line NCTC Clone 929, connective tissue of mouse cell. For these assays were prepared coupons of nickel-beryllium alloy, with approximately 10.0 mm and diameter and 3.0 mm thick. For cytotoxicity methodology bacterial cells prepared in a bacterial inoculum of 109 Colony-Forming Units per milliliter. For each bacterium, a bacterial inoculum was prepared and this, 40 &#956l were applied in a sterile swab and spread in the coupons, which were introduced in Petri dishes left at 20°C temperature, for different exposure times (1, 3, 6, 9, 12, 18, 24 and 72 hours). This test was performed in triplicate. After each time period, the samples were pressed against the culture medium Mueller-Hinton Agar at ten different points of the plate. The agar diffusion method was used to assess the cytotoxicity of nickel-beryllium alloy to clone cell line NCTC 929. The results show a greater resistance to nickel-beryllium alloy of gram-positive bacteria (S. aureus and S. epidermidis) compared to gram-negative (Pseudomonas aeruginosa, K. pneumoniae and E. coli). Of the latter mentioned, E. coli was the only one that survived until the sixth hour of exposure when contact an hour with the alloy. However, S. aureus and S. epidermidis were able to hold out until the twelfth time in contact with nickel-beryllium alloy. However, from this incubation period, even staphylococci tolerated the presence of these ions. When analyzed the results of cytotoxicity, the alloy showed no cytotoxic effect the NCTC clone 929 cells, are classified as zone index (IZ) zero. The data obtained show that the alloy possesses antibacterial properties against the tested bacterial cells and has no toxic effect on the cell line NCTC clone 929. Furthermore, \'Ni\'\'Be\' alloy was more cytotoxic against gram-negative bacteria.

O presente trabalho aborda alguns aspectos estruturais e construtivos das estruturas metálicas espaciais. Inicialmente apresentam-se um breve histórico deste sistema estrutural, algumas informações gerais a respeito das classificações das estruturas espaciais, das \'tipologias\' para alguns dos sistemas mais utilizados, assim como exemplos de aplicação destas estruturas. A seguir discutem-se aspectos relativos à análise estrutural, com a apresentação de um breve roteiro de cálculo para uma cobertura em treliça espacial. Finalmente apresentam-se alguns resultados teóricos e experimentais relativos a barras comprimidas de inércia variável ao longo do comprimento. / In this work, some structural and constructional aspects of metal space structures are presented. lnitially, a brief review of this structural system is described together with some general informations about classifications, types and applications of usual systems. In addition, some aspects about structural analysis are discussed, presenting a brief guide for a space truss design. Finally, some theoretical and experimental results are illustrated for a case of axial compression members with variable stiffness.

O presente trabalho tem como objetivo estudar a produção e caracterização de filmes finos do tipo GeO2-PbO (GP) produzidos por sputtering-RF com e sem nanopartículas (INPS) metálicas e codopados com íons de Er³+/Yb³+ para a produção de amplificadores ópticos. A incorporação dos íons de terras-raras (TR) foi verificada a partir dos espectros de emissão. Estudos relacionados ao tempo de decaimento radiativo do Er³+ também foram conduzidos. A susceptibilidade óptica não-linear de terceira ordem é reportada em 532 e 800nm. Os valores de índice de refração e absorção não-linear na presença de NPs metálicas é mais do que uma ordem de grandeza superior aos mesmos filmes sem as NPs metálicas. A produção de guias de onda do tipo rib e do tipo pedestal baseados nos filmes GP foi realizada a partir de litografia óptica seguida por processo de corrosão por plasma. A influência dos parâmetros dos processos usados em função das características dos guias também é reportada. Os guias ópticos foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia de Força Atômica (AFM) e por medidas de perdas de propagação e ganho óptico. As perdas por propagação mínimas observadas foram de ~1,0dB/cm nos guias rib e de ~1,5dB/cm para os guias pedestal em 1050 nm. O ganho óptico nos guias de onda amplificadores codopados com Er³+/Yb³+ também foram obtidos. Ganhos de até 3,0dB/cm em 1530nm, sob bombeamento em 980nm foi obtido para os guias rib e de 4,0dB/cm para os guias tipo pedestal. A influência de um filme nanoestruturado de ouro depositado sobre os guias de onda foi avaliada. Aumentos na luminescência dos íons de Er³+, sob bombeamento em 980nm, de 260% na região do visível e de ~30% na região do infravermelho foram observados. O ganho óptico apresentado pelos guias rib também sofreu um aumento máximo de ~100% na presença de NPs metálicas. Guias de onda fabricados a partir da escrita por laser de femtosegundos também são estudadas em um vidro de GeO2-PbO-Ga2O3 dopadas com Er2O3. A mudança permanente do índice de refração foi obtida após o processo de escrita e guias de onda foram obtidas sob diferentes energias de pulso do laser e velocidades de varredura. O valor mínimo de perda por propagação foi de 4,8dB/cm em 1535nm. O valor de ganho óptico máximo apresentado foi de 2,7 dB/cm em 1535nm. Os resultados apresentados demonstram que guias de onda baseadas em germanatos, com ou sem NPs metálicas, são promissoras para aplicações em dispositivos fotônicos. / This work aims to study the production and characterization of GeO2-PbO (GP) thin films produced by RF-sputtering with and without metallic nanoparticles (NPs) and codoped with Er³+/Yb³+ ions for the production of optical amplifiers. The incorporation of the rare-earth ions was verified from the emission spectra. Studies related to the Er³+ radiative decay time were also performed. The third order optical nonlinear susceptibility at 532 and 800nm is reported. The nonlinear refractive index and absorption values in the presence of metallic NPs is more than one order of magnitude higher than in the films without metallic NPs. Rib and pedestal waveguides were obtained from GP thin films with optical lithography followed by reactive ion etching process. The influence of the process parameters on the waveguides characteristics is also reported. Waveguides were characterized with Scanning Electron Microscope, Atomic Force Microscope and by propagation loss and optical gain measurements. Minimum observed losses were ~1.0dB/cm for rib waveguides and ~1.5dB/cm for pedestal waveguides. Optical gain in the codoped Er³+/Yb³+ waveguide amplifiers was also obtained. The maximum optical gain in 1530nm, under 980nm pumping was 3.0dB/cm for rib waveguides and 4.0dB/cm for pedestal waveguides. The influence of a nanostructured gold thin film deposited over the waveguides was evaluated. Er³+ ions luminescence enhancement of 260% in the visible region and ~30% in the infrared region was observed, under 980 nm pumping. Optical gain was also ~100% higher in rib waveguides in the presence of gold thin film. Waveguides fabricated from direct fs laser writing are also studied, in an Er2O3 doped GeO2-PbO-Ga2O3 glass. Permanent refractive index change was obtained and waveguides were formed under different laser pulse energies and scan velocities. The minimum value of propagation loss was 4.8dB/cm at 1535nm. The sample showed a maximum optical amplification of 2.7dB/cm at 1535nm. The present results demonstrate that germanate waveguides, with or without metallic NPs are promising for applications in photonic devices.

O presente estudo avaliou a ação in vitro de diferentes nanopartículas de prata (nanoAg) sintetizadas pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) e Universidade Federal de São Carlos (IFSC) e controles de sulfadiazina de prata, nitrato de prata e nanoAg comercial Sigma, frente a bactérias e leveduras. Os objetivos do estudo foram avaliar a ação in vitro de NanoAg sintetizadas no Brasil frente a bactérias sensíveis aos antimicrobianos e multirresistentes (MR), incluindo Gram positivos e negativos, além de candidas isoladas de amostras clínicas. Definir as condições de síntese que resultem em nanoAg com melhor efeito antimicrobiano in vitro frente a isolados sensíveis e MR. Foram utilizadas diferentes metodologias tais como agar well diffusion, determinação de concentração inibitória mínima CIM, concentração bactericida mínima (CBM), curva do tempo de morte e inibição da formação de biofilme. Ao todo, foram avaliados 110 isolados, sendo 37 sensíveis aos antimicrobianos, 54 MR, e 19 candidas frente a 29 nanoAg com diferentes características de síntese. Os testes de difusão em meio sólido apresentaram heterogeneidade de resultados frente aos micro-organismos avaliados. Enquanto as informações de CIM50 e CIM90 evidenciaram não existir variações no efeito inibitório frente isolados sensíveis ou resistentes aos antimicrobianos. As curvas do tempo de morte ilustraram a dinâmica de inibição dos compostos de prata e a interferência do sangue nos testes in vitro. A partir dos testes com biofilme foi possível observar efeito inibitório e de descolamento de biofilme previamente formado. Os resultados permitiram concluir a maior eficácia para nanoAg com Citrato e Quitosana, seguido por nitrato de prata, sulfadiazina de prata e PVA. A NanoAg comercial (Sigma, 60 nm) apresentou resultados inferiores ao de nanoAg Citrato, nanoAg Quitosana e nitrato de prata. Estes resultados abrem caminho para novas análises de nanoAg sintetizadas no Brasil em busca de produtos com maior eficácia com ação contra bactérias MR e candidas / The present study evaluated the in vitro action of different silver nanoparticles (nanoAg) synthesized by \"Instituto de Pesquisas Tecnológicas\" (IPT) and \"Universidade Federal de São Carlos\" (IFSC) and silver sulfadiazine, silver nitrate and commercial nanoAg Sigma against bacteria and yeasts. The objectives of the study were to evaluate the in vitro action of NanoAg synthesized in Brazil against antimicrobial susceptible bacteria and multidrug-resistant (MDR), including Gram positive and negative, as well as some candida isolates from clinical source. Define the conditions that result in nanoAg synthesis with best in vitro antimicrobial effect against sensitive isolates and MDR. Different methodologies were used such as agar well diffusion, determination of minimum inhibitory concentration (MIC), minimum bactericidal concentration (CBM), the time-kill curve and inhibition of biofilm formation. Altogether 110 isolates were evaluated, being 37 antimicrobial sensitive, 54 MDR, and 19 candidas, against 29 nanoAg with different synthesis. The solid medium diffusion tests showed heterogeneity of results against the evaluated microorganisms. While the information of MIC50 and MIC90 showed no changes in inhibitory effect against sensitive isolates or MDR. The time-kill curve illustrated the dynamics of inhibition of silver compounds and the interference of blood on the in vitro tests. From the tests with biofilm was possible to observe biofilm inhibitory effect and detachment of biofilm previously formed. The conclusion defined to greater effectiveness for nanoAg with Chitosan and Citrate, followed by silver nitrate, silver sulfadiazine and PVA. The commercial NanoAg (Sigma, 60 nm) presented lower performance than nanoAg citrate, nanoAg Chitosan and silver nitrate. These results open the way for new analyses of Brazil synthetized nanoAg with better efficiency against MDR bacterial and candida

Este trabalho apresenta um estudo sobre as estruturas metálicas espaciais abordando os seguintes aspectos: histórico e desenvolvimento, tipos, vantagens do sistema tridimensional e comportamento estrutural. Atenção especial é dispensada às tipologias de treliças espaciais mais comuns no Brasil, formadas por tubos circulares com variações de inércia nas extremidades. A influência da variação de inércia nas extremidades das barras no comportamento destes elementos isoladamente (resistência à compressão) e comportamento global da estrutura, foi estudada via elementos finitos. Descrevem-se vários sistemas de ligações patenteados utilizados em outros países e os comumente usados no Brasil. Apresentam-se resultados experimentais e teóricos de uma treliça espacial com dimensões em planta de 7,5 x 7,5 m. Na análise teórica foram considerados a variação de inércia nas barras e os efeitos da não linearidade geométrica. Analisou-se também, com as mesmas considerações anteriores, modelos de treliças espaciais de dimensões maiores que o modelo ensaiado. / This work presents a study of space steel structures including the following aspects: history and development, types, advantages of three-dimensional system and structural behaviour. It is given special attention to the most common types of space trusses in Brazil, composed of tubular sections bars with flattened ends. The influence of the variable stiffness on each element\'s behaviour (compressive strength) and on the global structural behaviour has been studied with the use of finite elements. Various patent connection systems used in other countries and those commonly used in Brazil are described. Experimental and theoretical results of a 7,5 m-long by 7,5 m-wide space truss are presented. In the theoretical analysis, variable stiffness and effects of geometrical non-linearity have been considered. Still applying the above considerations, larger space truss models have been also analysed.