La presente investigación buscara la dosificación optima de microfibra para controlar la retracción plástica comparando microfibras sintéticas de polipropileno FIBRA ULTRAFINA de la marca CHEMA y microfibra sintética acrílica DRYMIX RC4020 de la marca SUDAMERICANA DE FIBRAS, considerando las dosificaciones que recomiendan los proveedores por cada metro cubico de concreto. Se realizarán ensayos de laboratorio en 17 mezclas para luego medir la retracción plástica en cada una de ellas utilizando los paneles normados por el ASTM C1579-13, midiendo también las demás propiedades que serán comparadas con el desempeño de un concreto convencional. El resultado de esta investigación será el valor de dosificación óptima con la que se logre disminuir la retracción plástica sin afectar otras propiedades del concreto, tales como resistencia a la compresión, tracción, flexión y trabajabilidad. De igual manera se realizará un análisis económico de acuerdo con las dosificaciones realizadas de las fibras anteriormente mencionadas. / The present investigation will search the optimal dosage from microfiber to control the plastic shrinkage comparing the polypropylene synthetic microfiber Fibra Ultrafina by the brand CHEMA and the acrylic synthetic microfiber Drymix RC4020 by the brand SUDAMERICANA DE FIBRAS, considering the dosages per cubic meter that the providers recommend. It will perform laboratory tests in 17 mixes by then measure the plastic shrinkage in each of them using the standardized panels by the ASTM C1579-13, also will measure the other properties that will be compared with the performance from a conventional concrete. The investigation result will be the optimal dosage valor that can reduce the plastic shrinkage without affecting the other concrete properties like the compressive strength, tensile strength, flexural strength and slump. Likewise, it will perform an economic analysis according the fiber dosages aforementioned. / Tesis

Made available in DSpace on 2016-08-31T13:33:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseLS_DISSERT.pdf: 2812015 bytes, checksum: 51363b9d128a3b11dbf78cdd5bf2f136 (MD5) Previous issue date: 2015-04-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work aims to characterize microstrip antennas operating on microwave bands, specifically on their behavior between 6 GHz and 16 GHz with metamaterial substrate. These microstrip antennas allow the miniaturization of their structures, which is important to devices that use this antenna, considering their features such: low cost, accommodation facility and structure lightness. In addition to the metamaterials, which are made by geometrical, structures from common materials, such conductors, dielectrics, magnetics or even their combination. The main characteristic of the metamaterials is based on presenting special features of permissiveness and permeability, which are not found in natural materials, whose main effect is the negative refraction rate. By having those features, it is possible to use them in many optical and electromagnetism ways. The metamaterial theory is described and applied on this work as a way of microstrip antenna substrate in order to work the permissiveness and permeability related to the scope of propagation of electromagnetic waves. Some analysis parameters are observed such: resonance and distant field frequency, formulating the characterization and behavior of the observed microstrip antennas / Este trabalho tem como objetivo caracterizar antenas de microfita operando na faixa de micro-ondas, especificamente o seu comportamento na faixa de frequência de 6 GHz a 16 GHz com substrato metamaterial. Essas antenas de microfita por sua vez, possibilitam a miniaturização de sua estrutura, o que tem sido importante para os dispositivos que fazem uso dessas antenas, pois possuem como propriedade: baixo custo, facilidade de acomodação e leveza em sua estrutura. Além dos metamateriais que são estruturas geométricas fabricadas a partir de materiais comuns, ou seja, materiais condutores, dielétricos, magnéticos ou através da combinação entre eles. A principal característica dos metamateriais baseia-se por apresentarem propriedades especiais de permissividade e permeabilidade não encontradas nos materiais em estado natural, cujo principal efeito é o índice negativo de refração. Por intermédio dessas características, permite sua aplicação em diversos meios em eletromagnetismo e óptica. A teoria do metamaterial é descrita e aplicada neste trabalho como forma de substrato de antenas de microfita visando trabalhar a permissividade e permeabilidade relativas no âmbito da propagação de ondas eletromagnéticas. São observados alguns parâmetros de análise, tais como: a frequência de ressonância e campos distantes, formulando a caracterização e comportamento das antenas de microfita estudadas

Orientador: Cristiano Monteiro de Barros Cordeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-23T00:40:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Osorio_JonasHenrique_M.pdf: 14712524 bytes, checksum: c56cb1bceeba83a10c67851ebb536f59 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nesta dissertação apresenta-se o desenvolvimento de sensores baseados em fibras ópticas para os quais se projeta a aplicação como sensores biológicos. A primeira montagem abordada é baseada na utilização de microfibras birrefringentes as quais são obtidas a partir do processo de afinamento de fibras ópticas convencionais lateralmente polidas. Tal configuração provém um sensor de índice de refração de altíssima sensibilidade ¿ (3.0 ± 0.2) x 104 nanometros por unidade de índice de refração ¿ mas de baixa robustez. A fim de se obter um sensor mais robusto, estuda se um sensor baseado em redes de período longo mecanicamente induzidas. Tal sensor é menos sensível que o primeiro ¿ (700 ± 30) nanometros por unidade de índice de refração ¿ mas permite a realização de medidas de monitoramento de pequenas variações de índice de refração ¿ como se mostra numa medida da evaporação de etanol quando dissolvido em água. Como variações de temperatura podem interferir nas medidas baseadas em variações de índices de refração, apresenta-se, também, uma configuração para sensoriamento baseada na associação de fibras birrefringentes, a qual permite o monitoramento de dois parâmetros físicos quaisquer (que são definidos de acordo com a escolha das fibras que compõem a configuração) e de forma independente. Uma medida de sensoriamento de temperatura para ambientes desconectados é apresentada para demonstrar a versatilidade do sensor. Finalmente, apresenta-se o início do desenvolvimento de configurações ópticas construídas a partir de um material biocompatível ¿ a seda ¿, o que amplia as possibilidades de aplicação dos sensores ópticos no sentido do desenvolvimento de biosensores / Abstract: In this dissertation, the development of fiber optic-based sensing platforms which can be projected to act as biological sensors is presented. Firstly, a setup which employs birefringent microfibers obtained from tapering down side-polished standard telecom optical fibers is exposed. This configuration provides a highly sensitive refractive index sensor ¿ (3.0 ± 0.2) x 104 nanometers per refractive index unit ¿ but with poor robustness. In order to obtain a more robust setup, a configuration which employs two in-series mechanically induced long-period gratings was studied. Although this setup presented lower sensitivity than the sensor obtained from birefringent microfibers ¿ (700 ± 30) nanometers per refractive index unit ¿, it allowed the performance of measurements for monitoring small refractive index variations. As temperature fluctuations can influence refractive index measurements, a setup in which two birefringent optical fibers are spliced in an in-series configuration for temperature sensing is also presented. By using this setup, it is also possible to independently sense two different physical parameters (which are defined according to the choice of the birefringent fibers to be used). Finally, it is presented the development of optical configurations by employing a biocompatible material: silk. The use of silk-based configurations is very promising since it broadens the optical biosensors applications possibilities / Mestrado / Física / Mestre em Física

A cartilagem articular é um tema amplamente discutido na literatura por meio de vários estudos e pesquisas. Com o presente estudo, busca-se uma proposta inovadora e original no uso de um biomaterial composto e o desenvolvimento de uma cartilagem artificial que aja como coxim elástico, apresentando características de gel fibro-reforçado com finalidade biomimética mecânica que imite o comportamento da cartilagem articular. Foi conceituado um implante que tivesse uma superfície tribológica para contato com a cartilagem do platô tibial e gradualmente se convertesse em região osteo-integrável para fixação mecânica no osso subcondral. Foi desenvolvido um biomaterial composto por poliuretano e microfibra de biovidro 45S5 em gradiente funcional que foi obtido e validado através de ensaios in vitro, microscopia eletrônica de varredura e análise histológica. Nos testes in vitro seja na condição de citotoxicidade direta ou indireta, notou-se que a quantidade de células foi estatisticamente semelhante ao controle negativo, e estatisticamente diferente do controle positivo indicando que o biomaterial composto de poliuretano e microfibra de biovidro 45S5 apresentou não toxicidade direta ou indireta da amostra e ainda promoveram o crescimento e o espalhamento celular, resultados que o habilitaram para a continuidade nos estudos com experimentos in vivo com coelhos. O material foi manufaturado para aplicação em defeitos osteocondrais de coelhos medindo 3mm de diâmetro e 4mm de profundidade que foi realizado na região central da tróclea femoral. Após períodos experimentais de 15, 30 e 90 dias as análises de microscopia eletrônica de varredura mostrou na região distal da superfície tribológica uma neo-formação de uma estrutura semelhante as trabéculas ósseas que foi considerada biomimética confirmadas por análises histológicas, e na região proximal à superfície tribológica a presença de tecido fibrocartilaginoso com condrócitos e ricamente vascularizado, validando com sucesso o conceito proposto para o implante. / Articular cartilage has been widely discussed in the literature by means of several studies and researches. The present thesis reports on an innovative and original proposal to use a biomaterial compound and the development of an artificial cartilage that acts as a cushion rubber with characteristics of fiber-reinforced gel with biomimetic mechanical purpose mimicking the behavior of articular cartilage. An implant with a tribological surface for contact with the cartilage of the tibial plateau was designed. It should gradually turn into an osteo-integrable region for mechanical fixation in the subchondral bone. A biomaterial composed of polyurethane and bioglass microfiber in functional gradient was then developed and validated by scanning electron microscopy and histological analysis through in vitro tests. Under either direct or indirect cytotoxicity conditions, the tests showed that the amount of cells is statistically similar to negative control and statistically different from the positive control, indicating that the biomaterial composed of polyurethane and bioglass microfiber showed no direct or indirect toxicity and promoted cell growth and spreading. Such results allowed continuing the studies with in vivo experiments with rabbits. The material was manufactured for use in 3mm diameter and 4mm depth osteochondral defects in the central region of the femoral trochlea of rabbits. After experimental periods of 15, 30 and 90 days, the scanning electron microscopy analysis showed a neo-formation of a structure similar to trabecular bones on the tribological surface in the distal region. This neo-formation was considered biomimetic, confirmed by both histological analysis and the presence of richly vascularized fibrocartilaginous tissues with chondrocytes in the region proximal to the tribological surface.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuannaCMP_DISSERT.pdf: 3195149 bytes, checksum: 9c2b834c5beeb3439f6a0d1955159637 (MD5) Previous issue date: 2013-09-02 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Although there are a wide variety of additives that act in fresh state, to adjust the properties of cement, there is also a search by additions that improve the tenacity of the cement in the hardened state. This, in turn, can often be increased by inserting fibers, which act on the deflection of microcracks. This study aimed to use a microfiber glass wool (silica-based) as an additive reinforcing the cement matrix, improving the rupture tenacity, in order to prevent the propagation of microcracks in the cement sheath commonly found in oil wells submitted to high temperatures. The fibers were added at different concentrations, 2 to 5% (BWOC) and varied average sizes, grinding for 90 s, 180 s, 300 s, 600 s. The cement slurries were made with a density of 1,90 g/ cm3 (15,6 lb/gal), using Portland cement CPP- Special Class as the hydraulic binder and 40% silica flour. The characterization of the fiber was made by scanning electron microscopy (SEM), particle size by sieving, X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD) and thermogravimetry (TG / DTG). Were performed technological tests set by the API (American Petroleum Institute) by rheology, stability, free water, compressive strength, as well as testing rupture energy, elastic modulus and permeability. The characterization results showed good thermal stability of the microfiber glass wool for application in oil wells submitted to steam injection and, also, that from the particle size data, it was possible to suggest that microfibers milled up to 300 s, are ideal to act as reinforcement to the cement slurries. The rheological parameters, there was committal of plastic viscosity when larger lengths were inserted of microfiber (F90). The values obtained by free water and stability were presented according to API. The mechanical properties, the incorporation of microfiber to the cement slurries gave better rupture tenacity, as compared to reference cement slurries. The values of compressive strength, elastic modulus and permeability have been maintained with respect to the reference cement slurries. Thus, cement slurries reinforced with microfiber glass wool can ensure good application for cementing oil wells submitted to steam injection, which requires control of microcracks, due to the thermal gradients / Embora exista uma grande variedade de aditivos que atuam no estado fresco, para ajuste das propriedades do cimento, existe tamb?m uma busca por adi??es que melhorem a tenacidade do cimento no estado endurecido. Esta, por sua vez, pode comumente ser aumentada pela inser??o de fibras, as quais agem na deflex?o de microtrincas. Este trabalho tem como objetivo utilizar microfibras de l? de vidro (? base de s?lica) como aditivo de refor?o ? matriz ciment?cia, melhorando a tenacidade ? ruptura, a fim de evitar a propaga??o de microfissuras na bainha cimentante comumente encontradas em po?os de petr?leo submetidos a altas temperaturas. As fibras foram adicionadas em diferentes teores, de 2 a 5% (BWOC), e variados tamanhos m?dios, obtidos variando o tempo de moagem de 90 s, 180 s, 300 s e 600 s. As pastas foram formuladas com densidade de 1,90 g/ cm3 (15,6 lb/gal), utilizando o cimento Portland CPP-Classe Especial como aglomerante hidr?ulico e 40% de s?lica flour. A caracteriza??o da fibra foi feita por microscopia eletr?nica de varredura (MEV), granulometria por peneiramento, fluoresc?ncia de raios X (FRX), difra??o de raios X (DRX) e termogravimetria (TG/DTG). Foram realizados ensaios tecnol?gicos padronizados pela API (American Petroleum Institute) de reologia, estabilidade, ?gua livre, resist?ncia ? compress?o, bem como testes de energia de ruptura, m?dulo de elasticidade e permeabilidade. Os resultados da caracteriza??o mostraram boa estabilidade t?rmica da microfibra de l? de vidro para aplica??o em po?os submetidos ? inje??o de vapor. A partir dos dados de granulometria, foi poss?vel verificar que microfibras mo?das at? 300 s s?o ideais para agirem como refor?o ? pasta de cimento. Dos par?metros reol?gicos, houve o comprometimento da viscosidade pl?stica quando foram inseridos comprimentos maiores de microfibra (F90). Os valores obtidos de ?gua livre e estabilidade se apresentaram conformes ? norma API. Das propriedades mec?nicas, a incorpora??o de microfibra ? pasta de cimento conferiu melhor tenacidade ? ruptura, comparada a pasta de refer?ncia. Os valores obtidos de resist?ncia ? compress?o, m?dulo de elasticidade e permeabilidade foram mantidos com rela??o ? pasta padr?o. Desse modo, pastas ciment?cias refor?adas com microfibra de l? de vidro podem garantir boas aplica??es em cimenta??o de po?os de petr?leo sujeitas ? inje??o de vapor, que exija o controle de microfissuras em virtude do gradiente de temperatura

A cartilagem articular é um tema amplamente discutido na literatura por meio de vários estudos e pesquisas. Com o presente estudo, busca-se uma proposta inovadora e original no uso de um biomaterial composto e o desenvolvimento de uma cartilagem artificial que aja como coxim elástico, apresentando características de gel fibro-reforçado com finalidade biomimética mecânica que imite o comportamento da cartilagem articular. Foi conceituado um implante que tivesse uma superfície tribológica para contato com a cartilagem do platô tibial e gradualmente se convertesse em região osteo-integrável para fixação mecânica no osso subcondral. Foi desenvolvido um biomaterial composto por poliuretano e microfibra de biovidro 45S5 em gradiente funcional que foi obtido e validado através de ensaios in vitro, microscopia eletrônica de varredura e análise histológica. Nos testes in vitro seja na condição de citotoxicidade direta ou indireta, notou-se que a quantidade de células foi estatisticamente semelhante ao controle negativo, e estatisticamente diferente do controle positivo indicando que o biomaterial composto de poliuretano e microfibra de biovidro 45S5 apresentou não toxicidade direta ou indireta da amostra e ainda promoveram o crescimento e o espalhamento celular, resultados que o habilitaram para a continuidade nos estudos com experimentos in vivo com coelhos. O material foi manufaturado para aplicação em defeitos osteocondrais de coelhos medindo 3mm de diâmetro e 4mm de profundidade que foi realizado na região central da tróclea femoral. Após períodos experimentais de 15, 30 e 90 dias as análises de microscopia eletrônica de varredura mostrou na região distal da superfície tribológica uma neo-formação de uma estrutura semelhante as trabéculas ósseas que foi considerada biomimética confirmadas por análises histológicas, e na região proximal à superfície tribológica a presença de tecido fibrocartilaginoso com condrócitos e ricamente vascularizado, validando com sucesso o conceito proposto para o implante. / Articular cartilage has been widely discussed in the literature by means of several studies and researches. The present thesis reports on an innovative and original proposal to use a biomaterial compound and the development of an artificial cartilage that acts as a cushion rubber with characteristics of fiber-reinforced gel with biomimetic mechanical purpose mimicking the behavior of articular cartilage. An implant with a tribological surface for contact with the cartilage of the tibial plateau was designed. It should gradually turn into an osteo-integrable region for mechanical fixation in the subchondral bone. A biomaterial composed of polyurethane and bioglass microfiber in functional gradient was then developed and validated by scanning electron microscopy and histological analysis through in vitro tests. Under either direct or indirect cytotoxicity conditions, the tests showed that the amount of cells is statistically similar to negative control and statistically different from the positive control, indicating that the biomaterial composed of polyurethane and bioglass microfiber showed no direct or indirect toxicity and promoted cell growth and spreading. Such results allowed continuing the studies with in vivo experiments with rabbits. The material was manufactured for use in 3mm diameter and 4mm depth osteochondral defects in the central region of the femoral trochlea of rabbits. After experimental periods of 15, 30 and 90 days, the scanning electron microscopy analysis showed a neo-formation of a structure similar to trabecular bones on the tribological surface in the distal region. This neo-formation was considered biomimetic, confirmed by both histological analysis and the presence of richly vascularized fibrocartilaginous tissues with chondrocytes in the region proximal to the tribological surface.