Os geotêxteis não-tecidos desempenham, dentre outras funções, papel relevante na filtração e drenagem de solos. Nesta função, necessitam ter vazios suficientemente grandes para permitir a livre passagem de água e, ao mesmo tempo, vazios suficientemente pequenos para impedir o arraste de partículas, de sorte a evitar a erosão interna do solo. Critérios de dimensionamento para atender a ambos os requisitos estão disponíveis na literatura e são utilizados com sucesso há vários anos. Uma situação menos estudada e compreendida refere-se ao desempenho desses geotêxteis na filtração de água com sólidos em suspensão. Trata-se de uma situação tida como crítica, pela possibilidade de colmatação do geotêxtil por essas partículas, de acordo com diferentes mecanismos. Neste trabalho, verifica-se o desempenho, em laboratório, de geotêxteis não-tecidos frente à filtração de suspensões de solo em água, tal qual poderia ocorrer por ocasião de enxurradas. Nessa perspectiva, tenta-se verificar qual poderia ser o desempenho desses geotêxteis quando utilizados para compor sistemas de proteção da entrada de estruturas de captação de água, como bocas de lobo e bueiros. O trabalho utiliza um geotêxtil não tecido de fibras curtas, fabricado a partir de poliéster e suspensões contendo bentonita e uma areia fina argilosa, solo típico da região de São Carlos, em diferentes concentrações. Estabelecem-se correlações entre diferentes características e propriedades dos geotêxteis estudados e estuda-se o mecanismo de colmatação, que em geral ocorreu para todos os geotêxteis, em intervalos de tempo associados às características do geotêxtil e à concentração de solo na suspensão. As severas condições de colmatação observadas e o comprometimento da permeabilidade dos geotêxteis sugerem que para as concentrações de solo utilizadas, os geotêxteis não seriam capazes de cumprir com a proteção da entrada de estruturas de drenagem. / Nonwoven geotextiles play an important role in filtration and drainage of soils, among other functions. In these functions, they need to have large enough internal voids to allow free passage of water and at the same time these voids should be small enough to prevent the passing of particles and preventing piping formation or erosion of soil. Design criteria to satisfy both requirements are available in the literature and have been used successfully for many years. A topic that has not been deeply addressed refers to the performance of geotextiles on filtration of water with suspended solids since the possibility of geotextile clogging is real, impairing its behavior. In this work, the performance of nonwoven geotextiles in laboratory tests designed to observe the filtration of water containing solid particles in suspension is addressed. The tests were devised trying to understand what could be the performance of these geotextiles when used to compose inlet protection systems for drainage structures, such as culverts. The study used nonwoven short-fibers geotextile, made of polyester and suspensions containing bentonite and clayey fine sand, a typical soil of São Carlos area, Brazil, in different concentrations. The laboratory test results show that there exist correlations among different characteristics and properties of geotextiles studied and allowed to evaluate the mechanism of clogging, which generally occurred for all geotextiles, in time intervals associated to some characteristics of the geotextile and to the soil concentration in suspension. The severe clogging observed and the reduction of permeability of geotextile suggest that, for the solids concentration used, the geotextiles could not protect the entrance of drainage structures.

O objetivo desta dissertação foi estudar os sinais que neutrinos provenientes de supernovas galáticas poderão produzir em detectores futuros, através de simulações de eventos observados na Terra por um detector Cherenkov pela reação de decaimento beta inverso. Por ser um local único em que neutrinos se encontram em condições de equilíbrio térmico, a física de neutrinos de supernova pode ser fonte de novo conhecimento na física de partículas elementares. Iniciamos o trabalho apresentando os aspectos mais importantes da física de neutrinos tal como é conhecida hoje, seguido de um estudo do papel do neutrino na explosão de uma supernova do tipo II e a influência das oscilações em futuras observações. As simulações foram feitas primeiramente considerando uma supernova de potencial estático, com a determinação de limites nos principais parâmetros que descrevem sua dinâmica. Utilizamos os casos de hierarquia normal e inversa e ângulos de mistura nos limites totalmente adiabático e não-adiabático. Posteriormente consideramos uma supernova de potencial dinâmico, a partir da qual estudamos o comportamento das probabilidades de transição e o perfil do espectro detectado nos mesmos casos anteriores. Com este potencial também foi possível observar o comportamento temporal do espectro e como este pode ser modificado com a hierarquia e ângulo de mistura. Mostramos que em uma futura detecção, o número de eventos e conseqüentemente sua variação com parâmetros de supernova não terão interferência considerável do efeito de onda de choque. Contudo, este pode causar distorções no espectro energético e temporal que poderão ter papel importante na determinação da hierarquia de massa e maior delimitação do ângulo de mistura. / The goal of this dissertation is to study the signals that supernova neutrinos could produce in future detectors, through simulations of events observed on Earth by a Cherenkov detector and inverse beta decay reaction. Since a supernova has been the only situation in which neutrinos are able to reach thermal equilibrium, the physics of supernova neutrinos can be source of a new knowledge in physics of elementary particles. We begin this work presenting the most important aspects of neutrino physics as known today, and then studying the role of neutrino in a type II supernova explosion and the oscillation influence in future observations. The simulations were initially performed considering a static potential, defining limits for the main parameters that describe its dynamics. We considered the cases of normal and inverse mass hierarchy and mixing angles within fully adiabatic and non-adiabatic limits. Later we used a supernova dynamic potential to study behavior of transitions probabilities and the profile of the spectrum detected in these previous cases. From this potential we also observed the temporal behavior of the spectrum and how it can be modified with the hierarchy and the mixing angle. We show that, in a future detection, the number of events and hence their variations with supernova parameters, will not suffer interference of the shock wave effect. However, this effect can cause distortions in the energy and time spectrum that could have an important role in determining the mass hierarchy and better constraints for the mixing angle.

Este trabalho apresenta um estudo da otimização da densidade e do teor de resina orgânica (resina poliuretana à base de óleo de mamona) na produção de painéis de partículas orientadas (OSB - Oriented Strand Board) de baixa densidade utilizando biomassa florestal residual de madeira Balsa (Ochroma Pyramidale) e avalia o desempenho térmico do painel otimizado como forro em protótipos de aviários. Na primeira fase da pesquisa foi realizada a caracterização físico-química e microestrutural das partículas de madeira Balsa para analisar a sua morfologia e seu potencial como matéria-prima para a produção de painéis OSB. Na segunda fase, foram confeccionados e caracterizados, por meio da determinação das propriedades térmicas, físicas e mecânicas, painéis OSB de baixa densidade (300 e 400 kg/m3) produzidos com biomassa florestal residual de madeira Balsa e com diferentes teores de resina poliuretana à base de óleo de mamona (11 e 15%). Os resultados obtidos foram comparados com as indicações de normativas nacionais e internacionais a fim de selecionar a formulação que atende aos requisitos estabelecidos para uso do material em ambiente interno como forro. Na terceira fase, o tratamento que apresentou o melhor desempenho térmico, físico e mecânico foi aplicado como forro em protótipos de aviários que tiveram seu ambiente interno avaliado. Os resultados obtidos indicaram que a madeira Balsa residual apresentou potencial como matéria-prima para produção de painéis OSB de 400 kg/m3 e teor de resina de 15%. O uso de forro de painel OSB sob a cobertura do protótipo de aviário proporcionou uma menor temperatura interna do ambiente nas estações de primavera e verão, em comparação com protótipo sem forro e consequentemente, menores índices de conforto térmico foram aferidos nessa instalação rural. / This work presents a study of the optimization of density and content of organic resin (polyurethane resin based on castor oil) in the production of low density Oriented Strand Board (OSB) using wood Balsa waste (Ochroma Pyramidale) and evaluates the thermal performance of the optimized panel as a liner in aviary prototypes. In the first phase of the research the physico-chemical and microstructural characterization of the particles of Balsa wood was carried out to analyze its morphology and its potential as raw material for the production of OSB panels. In the second phase, OSB panels of low density (300 and 400 kg/m3) produced with residual wood biomass of Balsa wood and with different levels of polyurethane resin were prepared and characterized, by means of the determination of the thermal, physical and mechanical properties. castor oil base (11 and 15%). The results obtained were compared with the national and international regulations in order to select the formulation that meets the requirements established for the use of the material in an indoor environment as a liner. In the third phase, the treatment that presented the best thermal, physical and mechanical performance was applied as a liner in prototype of aviaries that had their internal environment evaluated. The obtained results indicated that the wood Balsa waste presented potential as raw material for the production of OSB panels of 400 kg/m3 and resin content of 15%. The use of OSB panel liner under the cover of the aviary prototype provided a lower internal temperature of the environment in the spring and summer seasons compared to unlined prototype and consequently, lower thermal comfort indexes were measured in this rural setting.

Neste trabalho é proposta uma geometria alternativa para detecção do espalhamento de luz LASER, com o objetivo de determinar o tamanho e o número de partículas aderidas em lâminas de silício com diferentes acabamentos superficiais. Neste trabalho foi utilizado um modelo teórico que descreve o espalhamento de luz por partículas dielétricas previamente depositadas sobre superfícies polidas. Esse modelo baseia-se na teoria analítica de espalhamento por partículas dielétricas suspensas num meio desenvolvida por Gustav Mie26, adaptado para partículas aderidas em superfícies28,29. Para caracterizar o equipamento por nós construído, foram utilizadas amostras contendo diferentes características ou feições superficiais: partículas de LATEX com quatro diâmetros diferentes (0,1 mm, 0,6 mm, 1,1 mm e 5,0 mm) previamente depositadas, amostras de lâminas de silício contendo padrões de linhas com alturas, larguras e espaçamentos conhecidos e amostras com micro-gotas de glicerina de diversos diâmetros (500 1800 mm). Obtivemos a intensidade total de luz espalhada em função das seções de espalhamento de cada elemento citado. Também foram feitas medidas de contagem de partículas e, em alguns casos, uma medida da assimetria horizontal das partículas presentes nas superfícies. Os resultados das medidas de espalhamento de luz por partículas e micro-gotas de glicerina foram comparados com os resultados previstos pelo modelo da reflexão desobstruída (URM) através de um programa implementado no MATLAB para o cálculo de seções de espalhamento, elaborado com base numa rotina de cálculo proposta por Bohren e Huffman. / In this work, it is proposed an alternative geometry to detect LASER light scattering to obtain the average size and concentration of particles adhered on silicon wafers with different surface finishing. It was used a theoretical model for light scattering from dieletric particles which were previously deposited onto polished surfaces. This model is based on the analitical scattering theory of suspended particles developed by Gustav Mie26 which was adapted for particles adhered on silicon surfaces28,29. To characterize our Home-Built Equipment, it was used different samples with different surface features: silicon wafers with LATEX spheres of four different diameters (0.1 mm, 0.6 mm, 1.1 mm and 5.0 mm), surface lines with different width, height and inter-spacing, and liquid micro-drops of glicerine with several diameters (500-1800 mm). We have obtained the total intensity of scattered light as a function of the scattering section for each mentioned feature. Also, particle counting and, in some cases, measurements of horizontal assimetry of the particles were done. The light scattering measurements of particles and micro-drops were modeled using the Unbstructed Reflection Model to obtain the scattering sections with the aid of a calculation routine as proposed by Bohren and Huffman.

Quando uma partícula carregada em movimento uniforme cruza a superfície entre dois meios de propriedades eletromagnéticas diferentes, ela emite a chamada Radiação de Transição (RT). Esta radiação tem espectro amplo, com emissão inclusive no intervalo de radiação visível. Esse processo de produção de radiação tem sido muito empregado em sistemas de monitoramento de feixes em aceleradores de partículas, por ser um processo que responde linearmente à carga que cruza a superfície e por permitir o monitoramento de diversos parâmetros do feixe em um único ponto de observação. Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um sistema de monitoramento baseado em RT no intervalo óptico para operar em baixas energias de feixe de elétrons (próximas de 2 MeV) e realizar o diagnóstico de parâmetros importantes do feixe na entrada do primeiro estágio de aceleração do Mícrotron do IFUSP. / Transition Radiation (TR) is emitted when a charged particle moving with constant velocity, crosses the boundary between two media with different electromagnetic properties. This radiation is emitted in an wide spectral range, including the optical interval. This physical process has been used in beam diagnostic devices in particle accelerators due to its linear response to the charge that crosses the boundary and also because it allows the measurement of several beam parameters in a single observation point. In this work, we present the design of a device based on TR in the optical range to operate with low energy beams (about 2 MeV). The device enables the determination of the transverse phase space and of the fractional momentum deviation of the beam at the end of the linac, allowing the determination of important beam parameters at the entrance to the Microtron Booster.

Foram determinadas de maneira absoluta seções de choque duplamente diferenciais de produção de bremsstrahlung, para elétrons com energia cinética de 20, 50, 75 e 100~keV, nos elementos C, Al, Ag, Te, Ta e Au, e nos ângulos de emissão dos fótons $35^{\\mathrm}$, $90^{\\mathrm}$ e $131^{\\mathrm}$. As medidas foram realizadas na linha de feixe de baixa energia do Acelerador Microtron, do Instituto de Física da Universidade de São Paulo, em um arranjo que contou com três detetores de Ge hiperpuro, dois planares e um coaxial. Os alvos finos foram confeccionados pela técnica de deposição física de vapores, enquanto suas espessuras foram caracterizadas a partir da espectrometria de retroespalhamento de Rutherford. Foi desenvolvido um modelo analítico para descrever a função reposta de detetores de Ge, que permitiu a deconvolução dos espectros de bremsstrahlung entre os 12~keV e o ponto de máxima transferência de energia, com uma resolução de 1~keV. As seções de choque obtidas apresentam uma incerteza relativa entre 3\\% e 5\\%, e foram comparadas com os cálculos teóricos que constituem o estado da arte na temática, e com os poucos dados experimentais encontrados na literatura. / Bremsstrahlung doubly dierential cross sections were absolutely determined for electrons with kinetic energies of 20, 50, 75 and 100 keV, in the elements C, Al, Ag, Te, Ta e Au, and the photon emission angles of 35o, 90o and 131o. The measurements were performed at the low energy beam line of the S~ao Paulo Microtron Accelerator, using three high purity Ge detectors: two planar and one coaxial. Thin targets were obtained by the Physical Vapor Deposition technique, and their thicknesses were characterized through Rutherford Backscattering Spectroscopy. An analytical model was developed to describe the response function of Ge detectors, which allowed to unfold the bremsstrahlung spectra between 12 keV and the maximum energy transfer point, with an energetic resolution of 1 keV. The obtained cross sections present relative uncertainties between 3% and 5%. These results were compared with the higher accurate theoretical calculations and also with the experimental reports found in literature.

Nosso objeto de estudo são os sistemas de spins com interações de longo alcance; em particular, estamos interessados em sistemas cuja probabilidade invariante é o modelo de Ising em A^S, onde A = {-1, 1} é o espaço de spins e S = Z^d é o espaço de sítios. Apresentamos dois resultados originais que são consequências da aplicação de algoritmos de simulação perfeita e de acoplamento no contexto da construção deste tipo de sistemas e de suas respectivas probabilidades invariantes. / Our object of interest are spin systems with long-range interactions. As a special case, we are interested in systems whose invariant measure is the Ising model on A^S, where A = {-1, 1} is the space of spins and S = Z^d is the space of sites. We present two original results that are byproducts of the application of Perfect Simulation and Coupling algorithms in the context of the construction of these spin systems and their respective invariant measures.

São vários os fatores que contribuem para o aumento dos resíduos de madeira no Brasil. Dentre eles, a exploração predatória dos recursos naturais, as técnicas rudimentares de desdobro da madeira, como também, a falta de uma política de gerenciamento em empresas que processam madeira em relação aos resíduos e seu destino final. Contudo, a crescente demanda industrial por recursos florestais pode ser de grande valia na construção civil e em indústrias moveleiras, se levados em consideração a otimização do uso dos resíduos do processamento da madeira para o desenvolvimento de produtos alternativos e com valor agregado. Dessa forma, diante do uso de Inovação Tecnológica e a viabilidade técnica constatada em pesquisas recentes para o reaproveitamento desses resíduos na forma de Painel de Partículas Homogêneas, PPH, este trabalho utilizou resíduos de Pinus sp. e Eucalyptus sp. tratados com CCB, para fabricação de Painéis usados na construção de um Protótipo Arquitetônico, em escala real, com o intuito de unir várias pesquisas num só espaço e confirmar os resultados dos trabalhos em que este se baseia visando avaliar a eficiência da aplicabilidade desses painéis como revestimento de pisos e paredes. Os Painéis foram fabricados, em escala de laboratório, a partir de resíduos de madeira provenientes de áreas de reflorestamento na região de São Carlos, SP, e obtidos em serrarias, marcenarias e indústrias locais. A avaliação de seu desempenho ocorreu de acordo com a norma brasileira ABNT NBR 14810:2006 e normas internacionais (EUA e Canadá). A análise dos resultados e desempenho do Protótipo construído evidenciou a viabilidade e a eficiência do emprego destes painéis, possibilitando sua proposição ao mercado de revestimentos. / There are several factors that contribute to the increase of wood waste in Brazil. Among them, the predatory exploitation of natural resources, the rudimentary techniques of wood processing, but also the absence of wood waste management policies. However, the increase of industrial demand for forest resources may be important for construction and furniture industries if considered the optimization of wastes from wood processing, for the development of alternative value-added products. Through the use of technological innovation and the technical feasibility found in researches to recycle these wastes in the form of homogeneous particleboard, HP, this study used Eucalyptus sp. and Pinus sp. wastes treated with Copper Chromium and Boron (CCB), for manufacturing panels used in the construction of an full-scale architectural prototype, that empirically test the efficiency of the applicability of these panels as floor coverings and walls. The panels were manufactured in laboratory using wood waste from reforestation areas in the region of São Carlos, São Paulo State, obtained from sawmills, joinery and local industries according to the Brazilian Standard ABNT NBR 14810:2006 and the international standard (USA and Canada). By monitoring the results and the excellent performance of the prototype built the work proved the feasibility and efficiency of the use of these panels in the coatings market.

A utilização de nanomateriais na produção de painéis de madeira se apresenta como uma inovação, pois uma revolução vem acontecendo na ciência e tecnologia desde o entendimento que os materiais em escala nanométrica podem apresentar novos comportamentos e/ou propriedades diferentes daquelas que geralmente apresentam em escala macroscópica. O presente projeto teve como objetivo a produção de painéis particulados de madeira de Eucalyptus grandis com adição em diferentes porcentagens de nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2) e dióxido de titânio em pó e avaliação das suas propriedades físicas e mecânicas, tais como inchamento em espessura, teor de umidade e densidade das chapas, determinação do módulo de ruptura (MOR) e módulo de elasticidade (MOE) na flexão estática, adesão interna (tração perpendicular), arrancamento de parafuso de topo e superfície, conduzidos conforme a norma NBR 14810 (ABNT, 2013), além da obtenção do perfil de densidade pelo método não destrutivo de raio x. O delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado, sendo constituído por 8 tratamentos com 4 repetições cada. Através deste experimento foram analisadas 3 proporções de nano-TiO2 (1, 3 e 5%); 2 proporções de TiO2 em pó (3 e 5%) e 2 tratamentos sem TiO2 (com e sem adição de parafina). Mediante análise dos resultados dos ensaios concluiu-se que: para o ensaio de inchamento em espessura após 24h de imersão e taxa de não-retorno em espessura, tanto as nano-TiO2 quanto o TiO2 tiveram efeito negativo nos painéis, não atendendo às especificações da norma. Porém, para os ensaios mecânicos de ligação interna e arrancamento de parafuso - topo, a adição de TiO2 em pó, sem adição de parafina, provocou um aumento significativo dessas propriedades, pois há relatos de melhoras em performances mecânicas, de força e adesivas deste composto. Para as demais propriedades físicas e mecânicas, todos os painéis obtiveram valores dentro dos limites estabelecidos pela NBR 14810 (ABNT, 2013). / The use of nanomaterials in the production of wood panels is presented as an innovation because a revolution is going on in science and technology with the understanding that the materials at nanoscale may exhibit new behaviors and/or different properties from those generally present in macroscopic scale. The purpose of this research was the production of particulate panels of Eucalyptus grandis wood by adding different percentages of titanium dioxide nanoparticles (TiO2), and titanium dioxide powder, and evaluation of its physical and mechanical properties such as thickness swelling, content moisture and density of the panels, static bending - modulus of rupture (MOR) and modulus of elasticity (MOE), internal bond, direct screw withdrawal conducted by NBR 14810 (ABNT 2013). The evaluation of the density profile of the panels was also performed by X-ray attenuation methodology. Eight treatments with 4 replicates were analyzed with 3 proportions of nano-TiO2 (1, 3 and 5%); 2 proportions of TiO2 powder (3 and 5%) and 2 treatments without TiO2 (with and without addition of paraffin). It was observed that for the thickness swelling test, both nano-TiO2 as TiO2 had a negative effect on the panels. However, for the internal bond and screw pullout - top, the addition of TiO2 powder without paraffin, caused a significant increase of these properties, as there are improvements reports of mechanical performance, strength and adhesive of this compound. For all other physical and mechanical properties, all panels obtained values within the limits established by NBR 14810 (ABNT, 2013).

O presente trabalho teve por objetivo ajustar um processo para fabricação de chapas de partículas de bagaço de cana-de-açúcar e resina poliuretana bi componente à base de óleo de mamona, avaliar tecnicamente as propriedades físico-mecânicas, micro estrutural e de durabilidade desse material e validar seu uso como componente de painel portante para uso como fechamento lateral de instalações zootécnicas para bovino. A qualidade das chapas foi avaliada com base nas prescrições dos documentos normativos NBR 14810 (2006) e ANSI A208.1 (1999). Foram fabricados chapas com partículas com dimensão de até 5 e 8 mm, a fim de identificar a dimensão adequada dessa matéria-prima, para a aplicação das chapas na composição do painel portante. Posteriormente, foi desenvolvido e fabricado um protótipo de painel portante em madeira de reflorestamento e chapas de partículas de bagaço de cana-de-açúcar, que teve seu desempenho estrutural avaliado por meio de ensaio de impacto de corpo-mole. Os resultados obtidos indicam que as chapas com partículas de dimensão de até 8 mm apresentaram valores de propriedades físico-mecânicas que atendem as recomendações mínimas dos documentos normativos para uso estrutural. O painel portante apresentou desempenho estrutural adequado para resistir às cargas de impacto nas condições de uso, sendo possível indicá-lo com alternativa para fechamento lateral em centro de manejo para bovinos. / The objective of this study was to adjust a process for the manufacture of particleboards of sugarcane bagasse and bi-component polyurethane resin a base of castor oil, toevaluate its physic-mechanical properties, microstructure and durability of this material and to validate its use as component of self-bearing panel for use as a lateral closure of zootechnics installations for cattle. The particleboard quality was evaluated based on the requirements of normative documents NBR 14810 (2006) and ANSI A208.1 (1999). Particleboards were manufactured with particles size up to 8 and 5 mm, to identify the appropriate size of the raw material forthe application in particleboards for composition of the self-bearing panel. Then, a prototype ofself-bearing panel in reforestation wood and sugarcane particleboards it was developed and manufactured, which had its structural performance evaluated by soft body impact test. The results indicate that particleboards with particles size up to 8 mm showed values of physical-mechanical properties that met the minimum recommendations of the normative documents for structural use. The self-bearing panel showed adequate structural performance to withstand impact loads under the conditions of use and it can be designate asan alternative to closing side of cattle handling facilities.