Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-05-24T14:46:36Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 13879425 bytes, checksum: b7216c05b85b83f1b7adc4577ae083ba (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-24T14:46:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 13879425 bytes, checksum: b7216c05b85b83f1b7adc4577ae083ba (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / This work is based on studies that prove a great rejection rate by amputees on using prosthetic upper limbs due to various problems, such as weight, high noise and lack of anthropomorphism. In this context, this paper presents the development of a robotic hand drive which is not realized by conventional actuators, constituted of wires of a shape memory alloy (SMA). The mechanical structure of the robot hand was designed in CAD software and subsequently manufactured with ABS polymer through rapid prototyping using a three-dimensional printer. The project was designed partially based on the physiological characteristics of the human hand, regarding especially to the angles formed by fingers’ phalanges. A mechanical system was developed in order to compactly accommodate the thin wires of a NiTi SMA, known in this work as Artificial Muscle (AM) which made the compression of SMA wires easier. The performance (operation) of the fingers occurs by the AM activation that are connected to cables arranged in the lower part of the fingers’ structure, which, when activated, perform the movement of flexion. The return of each phalanx, or extension movement of the fingers occurs passively. Elastic elements were installed in the upper part of the phalanges which are responsible for this movement. To monitor the angles formed by each phalanx was used a resistive type sensor that is inserted inside it, varying its electric resistance according to angle variation. On top of this system, a fuzzy logic based controller was developed and it proved to be effective on monitoring the position of the robotic hand’s fingers. The performance of the robot hand can be considered appropriate, as it could partially achieve the desired angles based on the project design. / Este trabalho está fundamentado em estudos que comprovam o grande índice de rejeição por parte de pessoas amputadas ao utilizarem próteses de membros superiores devido a problemas diversos, tais como: peso, ruído elevado e falta de antropomorfismo. Nesse contexto, neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de uma mão robótica cujo acionamento é realizado por atuadores não convencionais, constituídos de fios de uma Liga com Memória de Forma (LMF). A estrutura mecânica da mão robótica foi projetada em programa computacional CAD e posteriormente fabricada em polímero ABS por meio de prototipagem rápida usando uma impressora tridimensional. O projeto foi concebido parcialmente com base nas características fisiológicas da mão humana, no que diz respeito principalmente aos ângulos formados pelas falanges dos dedos. Foi desenvolvido um sistema mecânico para acondicionar os fios finos de uma LMF de Ni-Ti de forma compacta denominado neste trabalho por Músculo Artificial (MA) o que facilitou a compactação dos fios de LMF. A atuação dos dedos ocorre pela ativação dos MA que estão conectados a cabos dispostos na parte inferior da estrutura dos dedos, os quais, ao serem ativados, realizam o movimento de flexão. O retorno de cada falange, ou seja, movimento de extensão dos dedos, ocorre de forma passiva. Foram instalados na parte superior das falanges elementos elásticos que são responsáveis por este movimento. Para monitorar os ângulos formados por cada falange foi utilizado um sensor do tipo resistivo que fica inserido dentro das falanges, variando sua resistência elétrica de acordo com a variação dos ângulos. Somado a este sistema, foi desenvolvido um controlador baseado em lógica fuzzy que se mostrou eficiente no monitoramento da posição dos dedos da mão robótica. Verificou-se que o desempenho da mão robótica pode ser considerado adequado, pois conseguiu atingir parcialmente os ângulos desejados de projeto.Este trabalho está fundamentado em estudos que comprovam o grande índice de rejeição por parte de pessoas amputadas ao utilizarem próteses de membros superiores devido a problemas diversos, tais como: peso, ruído elevado e falta de antropomorfismo. Nesse contexto, neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de uma mão robótica cujo acionamento é realizado por atuadores não convencionais, constituídos de fios de uma Liga com Memória de Forma (LMF). A estrutura mecânica da mão robótica foi projetada em programa computacional CAD e posteriormente fabricada em polímero ABS por meio de prototipagem rápida usando uma impressora tridimensional. O projeto foi concebido parcialmente com base nas características fisiológicas da mão humana, no que diz respeito principalmente aos ângulos formados pelas falanges dos dedos. Foi desenvolvido um sistema mecânico para acondicionar os fios finos de uma LMF de Ni-Ti de forma compacta denominado neste trabalho por Músculo Artificial (MA) o que facilitou a compactação dos fios de LMF. A atuação dos dedos ocorre pela ativação dos MA que estão conectados a cabos dispostos na parte inferior da estrutura dos dedos, os quais, ao serem ativados, realizam o movimento de flexão. O retorno de cada falange, ou seja, movimento de extensão dos dedos, ocorre de forma passiva. Foram instalados na parte superior das falanges elementos elásticos que são responsáveis por este movimento. Para monitorar os ângulos formados por cada falange foi utilizado um sensor do tipo resistivo que fica inserido dentro das falanges, variando sua resistência elétrica de acordo com a variação dos ângulos. Somado a este sistema, foi desenvolvido um controlador baseado em lógica fuzzy que se mostrou eficiente no monitoramento da posição dos dedos da mão robótica. Verificou-se que o desempenho da mão robótica pode ser considerado adequado, pois conseguiu atingir parcialmente os ângulos desejados de projeto.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VIVIANE LILIAN SOETHE.pdf: 4187786 bytes, checksum: ad2945f377ee8ffa2972dbc25afd42a0 (MD5) Previous issue date: 2004-03-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Triode Magnetron Sputtering (TMS) is a system of depositing film characterized by the introduction of a third electrode, which is made up of a grounded mobile screen, located between the cathode (target) and the anode (substrate). The purpose of this screen is to capture cold electrons (at a lower energy level) of discharge. Changing its relative position to the cathode, some of the characteristics of the plasma are changed such as the ignition tension. Based on this, a study was made investigating the relationship between the current and the target voltage by changing the positioning of the screen to the target. Through this study, we could verify that, it s possible to work independently with either of above parameters of deposition. As a result of controlling these parameters, we could verify that the deposition of quality metallic films is possible, by using a TMS equipment on polymeric substrates. By choosing the suitable conditions of deposition, based on a preliminary study, a deposition of Al film on a poly(ethylene terephthalate) substrate was made. It was observed through this study that these films prove to be structurally whole and with few faults. The maintenance of a constant current (0,5A) fir deposition of Al films on polymeric substrates indicates that the change in voltage alters mainly the deposition energy particles, not significantly the superficial property of films. We can still observe that the rate of deposition does not alter significantly with voltage increase, what is evidenced by the little temperature increase in the samples. The Al films deposited submitted to a constant voltage (-700V) displayed a distinct superficial topography due to the current used. The current variation influence was verified notably for the final structure of the deposited film. Besides this, this parameter is directly related to the deposition rate, this being responsible for a temperature increase of the sample caused by increase of condensation heat of deposited atoms. Thus we can say that the sample temperature is more influenced by target current than by target voltage. So, we can observe that depositions made under constant current cause less aggression to polymer and to deposited film than those made under constant voltage. Through TMS, it is possible to control deposition condition and consequently the deposition rate in an accurate way. This makes this method an efficient alternative to metallic film deposition. In view of above, an application of the study of deposited film on polymers was made, altering either the current or voltage of target. Films of Al an Inconel were deposited on Mylar® , a type of PET, with the purpose of investigating film behavior concerning its attenuation characteristics of 4 incident electromagnetic energy. This application range is very wide, including aerospace equipment, radars an so on. When the rate of deposition for the condition used is known, the thickness of film can be altered by varying the time of deposition. A study was conducted of the influence of layer thickness and film material (Al or Inconel) on the characteristics of attenuation of electromagnetic wave energy. According to studies, it was observed that deposited layer thickness and film material influenced attenuating characteristics, so that Al and Inconel deposited films showed a maximum 13% attenuation. This leads us into believing that metallic films can be used with electromagnetic radiation absorbing materials, as long as ideal work thickness and its intrinsic characteristics are known. / O Triodo Magnetron Sputtering (TMS) é um sistema de deposição de filmes caracterizado pela introdução de um terceiro eletrodo, que é constituído de uma tela móvel aterrada, situado entre o catodo (alvo) e o anodo (substrato). Esta tela tem o papel de capturar elétrons frios (menos energéticos) da descarga. Alterando-se a posição relativa desta tela ao catodo, alteram-se algumas das características do plasma como, por exemplo, a tensão de ignição. Baseado nisso, realizou-se um estudo investigando-se a relação entre a corrente e a voltagem do alvo alterando-se a posição relativa da tela ao alvo. Por meio deste estudo, pode-se verificar que é possível tornar independentes estes dois parâmetros de deposição para uma determinada faixa de trabalho. Devido ao controle destes parâmetros, verificou-se que é possível depositar filmes metálicos de qualidade, utilizando um equipamento de TMS sobre substratos poliméricos. Através da escolha adequada das condições de deposição, baseadas no estudo realizado anteriormente, realizou-se a deposição de filmes de Al sobre um substrato de poli(Tereftalato de Etileno). Pode-se observar por meio deste estudo que estes filmes apresentam-se estruturalmente íntegros e com pouca quantidade de defeitos. As deposições de filmes de Al sobre substratos poliméricos mantendo-se a corrente constante (0,5A) indica que a mudança na voltagem altera principalmente a energia das partículas que se depositam, não modificando de forma significativa as propriedades superficiais dos filmes. Pode-se observar ainda que a razão de deposição não sofre alterações significativas com o aumento da voltagem, o que é evidenciado pela pequena elevação da temperatura sofrida pelas amostras. Os filmes de Al depositados sob voltagem constante (-700V) apresentaram topografia superficial distinta em função da corrente utilizada. Pode-se verificar que a variação da corrente influencia de forma significativa a estrutura final do filme depositado. Além disso, este parâmetro está diretamente relacionado com a razão de deposição, sendo este o fator responsável pelo aumento na temperatura da amostra devido a elevação no calor de condensação dos átomos que se depositam. Pode-se desta forma, dizer que a temperatura da amostra é mais influenciada pela corrente que pela voltagem do alvo. Assim, é possível observar que deposições realizadas sob corrente constante provocam menor agressão ao polímero e ao filme depositado que aquelas realizadas sob voltagem constante. Por meio do TMS, é possível controlar-se as condições de deposição e conseqüentemente a razão de deposição de maneira precisa, o que proporciona um controle da camada depositada. Isto faz deste 2 método uma alternativa eficiente para a deposição de filmes metálicos, passível de ser utilizado em muitos ramos de pesquisa. Atentando-se a este fato, realizou-se uma aplicação do estudo dos filmes depositados sobre polímero, alterando-se a corrente ou a voltagem do alvo independentemente. Para isso depositaram-se filmes de Al e Inconel (liga de níquel cromo) sobre Mylar®, um tipo de PET (poli (Tereftalato de etileno)), com a finalidade de investigar o comportamento deste filme quanto as suas características de atenuação de energia eletromagnética incidente. Esta aplicação é bastante vasta envolvendo equipamentos aeronáuticos, radares, e outros. Conhecida a razão de deposição da condição utilizada, pode-se alterar a espessura do filme obtido variando-se o tempo de deposição. Assim, fez-se um estudo da influência da espessura da camada e do material que constitui o filme (Al ou Inconel) nas características de atenuação de energia da onda eletromagnética. De acordo com os estudos, pode-se verificar que a espessura da camada depositada, e o material do filme influenciam nas características atenuadoras, sendo que os filmes de Al e Inconel depositados apresentaram uma atenuação de no máximo 13% . Isto nos leva a crer que filmes metálicos podem ser utilizados com materiais absorvedores de radiação eletromagnética, desde que se conheça a espessura ideal de trabalho e outras características intrínsecas do mesmo.

O custo elevado na fabricação de peças pela tecnologia da Manufatura Aditiva (AM) impulsionou, nos últimos anos, várias pesquisas visando ao desenvolvimento de novos equipamentos e novos materiais. Neste contexto, uma resina fotossensível, desenvolvida anteriormente com componentes disponíveis no mercado nacional pelo grupo de pesquisa ao qual este trabalho está inserido, apresentou baixas propriedades mecânicas e alta contração do material quando comparada aos materiais disponíveis no mercado. Assim, uma alternativa para melhorar essas propriedades é a obtenção de nanocompósitos. Estes compreendem uma nova classe de materiais, em que substâncias inorgânicas de dimensões nanométricas, tais como argilas e outros argilominerais, são finamente dispersas dentro de uma matriz polimérica. Dessa forma, o presente estudo tem por objetivo preparar e caracterizar um nanocompósito fotossensível de acrílico/argila curado por exposição à radiação UV-C, com propriedades mecânicas de tração, flexão e dureza, e contrações adequadas para aplicação em processo de AM. Para tanto, a formulação original, composta pelos monômeros Trimetilpropano Triacrilato (TMPTA®) e Ácido Metacrilato Modificado (Ebecryl 171®), oligômero Amina Acrilada (Ebecryl 7100®), Co-iniciador Benzofenona 99% (Additol BP®) e o fotoiniciador Additol LX®, foi testada com o acréscimo das argilas Cloisite 20® e a BN-CT nas concentrações de 0,5%, 1,0% e 1,5% (m/m) da massa total. Após o preparo dessas formulações obtidas pela dispersão 1 (agitação magnética) e 2 (agitação magnética e ultrassom), foram preparados corpos de prova pelo princípio de adição sucessiva de camadas pela AM. A caracterização foi realizada através da análise da contração, ensaios de resistência à tração, flexão e dureza, microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X(DRX), termogravimetria (TG) e viscosidade. O empenamento do material apresentou uma melhora média de 18,27% com argila Cloisite 20® e de 11,30% com a argila BN-CT. Os resultados dos ensaios de tração, flexão e dureza não apresentaram aumentos significativos nas propriedades mecânicas. O MEV não apresentou nenhuma delaminação entre as camadas após a realização do teste de flexão. A análise de DRX não apresentou pico de difração, sugerindo a formação de nanocompósito com estrutura intercalada e/ou esfoliada para todas as formulações com argila. O ensaio de TG mostrou que a adição de argila nas formulações não apresentou melhoras significativas na estabilidade térmica do nanocompósito. Também a viscosidade não apresentou melhoras à temperatura de 25°C, mas apresentou uma redução significativa da viscosidade a 35°C. Apesar dos resultados não muito promissores em termos de resistência mecânica, as formulações com argila podem ser empregadas na AM, considerando essas limitações. / The high cost in manufacturing parts for the of Additive Manufacturing technology (AM) boosted in recent years several studies aiming the development of new equipment and new materials. With this in mind, a photosensitive resin previously developed by the research group to which this work is inserted with components available in the domestic market, presented low mechanical properties and high shrinkage of the material compared to the materials available on the market. One alternative for improving these properties is to obtain nanocomposites. They comprise a new class of materials in which inorganic substances of nanometric dimensions, such as clays and other minerals, are finely dispersed within a polymeric matrix. Thus, this study aims to prepare and characterize a photosensitive acrylic / clay nanocomposite cured by exposure to UV-C radiation, with mechanical properties of tensile, bending and hardness, and shrinkage propers for use in AM process. Therefore, the original formulation, composed of trimethylolpropane triacrylate (TMPTA®) and Acid Methacrylate Modified (Ebecryl 171®)monomers, Amina acrylated (Ebecryl 7100®)oligomer, Co-initiator Benzophenone 99% (Additol BP®) and the photoinitiator Additol LX® was tested with the addition of the clays Cloisite 20® and BN-CT in concentrations of 0.5%, 1.0% and 1.5% (w/w) of total weight. After preparing these formulations, obtained by dispersion 1 (magnetic stirring) and 2 (magnetic stirring and ultrasound), it was prepared specimens by the principle of adding successive layers by AM. The characterization was perform by shrinkage analysis, tensile strength, bending and hardness tests, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), thermogravimetry (TG) and viscosity. The warpage of the material showed an average improvement of 18.27% with the Cloisite 20® clay and 11.30% with the BN-CT clay. The results of the tensile, flexural and hardness testing did not show significant increases in mechanical properties. The SEM showed no delamination between the layers after the bending test was performed. The XRD analysis showed no diffraction peak, suggesting the formation of nanocomposite with intercalated and / or exfoliated structure for all formulations with clay. The TG test showed that the addition of clay in the formulations presented no significant improvements in thermal stability of the nanocomposite. The viscosity showed no improvement at a temperature of 25 °C, but showed a significant reduction in viscosity at 35 °C. Although not very promising results in terms of mechanical strength, the formulations with clay can be used in the AM considering these limitations.

O custo elevado na fabricação de peças pela tecnologia da Manufatura Aditiva (AM) impulsionou, nos últimos anos, várias pesquisas visando ao desenvolvimento de novos equipamentos e novos materiais. Neste contexto, uma resina fotossensível, desenvolvida anteriormente com componentes disponíveis no mercado nacional pelo grupo de pesquisa ao qual este trabalho está inserido, apresentou baixas propriedades mecânicas e alta contração do material quando comparada aos materiais disponíveis no mercado. Assim, uma alternativa para melhorar essas propriedades é a obtenção de nanocompósitos. Estes compreendem uma nova classe de materiais, em que substâncias inorgânicas de dimensões nanométricas, tais como argilas e outros argilominerais, são finamente dispersas dentro de uma matriz polimérica. Dessa forma, o presente estudo tem por objetivo preparar e caracterizar um nanocompósito fotossensível de acrílico/argila curado por exposição à radiação UV-C, com propriedades mecânicas de tração, flexão e dureza, e contrações adequadas para aplicação em processo de AM. Para tanto, a formulação original, composta pelos monômeros Trimetilpropano Triacrilato (TMPTA®) e Ácido Metacrilato Modificado (Ebecryl 171®), oligômero Amina Acrilada (Ebecryl 7100®), Co-iniciador Benzofenona 99% (Additol BP®) e o fotoiniciador Additol LX®, foi testada com o acréscimo das argilas Cloisite 20® e a BN-CT nas concentrações de 0,5%, 1,0% e 1,5% (m/m) da massa total. Após o preparo dessas formulações obtidas pela dispersão 1 (agitação magnética) e 2 (agitação magnética e ultrassom), foram preparados corpos de prova pelo princípio de adição sucessiva de camadas pela AM. A caracterização foi realizada através da análise da contração, ensaios de resistência à tração, flexão e dureza, microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X(DRX), termogravimetria (TG) e viscosidade. O empenamento do material apresentou uma melhora média de 18,27% com argila Cloisite 20® e de 11,30% com a argila BN-CT. Os resultados dos ensaios de tração, flexão e dureza não apresentaram aumentos significativos nas propriedades mecânicas. O MEV não apresentou nenhuma delaminação entre as camadas após a realização do teste de flexão. A análise de DRX não apresentou pico de difração, sugerindo a formação de nanocompósito com estrutura intercalada e/ou esfoliada para todas as formulações com argila. O ensaio de TG mostrou que a adição de argila nas formulações não apresentou melhoras significativas na estabilidade térmica do nanocompósito. Também a viscosidade não apresentou melhoras à temperatura de 25°C, mas apresentou uma redução significativa da viscosidade a 35°C. Apesar dos resultados não muito promissores em termos de resistência mecânica, as formulações com argila podem ser empregadas na AM, considerando essas limitações. / The high cost in manufacturing parts for the of Additive Manufacturing technology (AM) boosted in recent years several studies aiming the development of new equipment and new materials. With this in mind, a photosensitive resin previously developed by the research group to which this work is inserted with components available in the domestic market, presented low mechanical properties and high shrinkage of the material compared to the materials available on the market. One alternative for improving these properties is to obtain nanocomposites. They comprise a new class of materials in which inorganic substances of nanometric dimensions, such as clays and other minerals, are finely dispersed within a polymeric matrix. Thus, this study aims to prepare and characterize a photosensitive acrylic / clay nanocomposite cured by exposure to UV-C radiation, with mechanical properties of tensile, bending and hardness, and shrinkage propers for use in AM process. Therefore, the original formulation, composed of trimethylolpropane triacrylate (TMPTA®) and Acid Methacrylate Modified (Ebecryl 171®)monomers, Amina acrylated (Ebecryl 7100®)oligomer, Co-initiator Benzophenone 99% (Additol BP®) and the photoinitiator Additol LX® was tested with the addition of the clays Cloisite 20® and BN-CT in concentrations of 0.5%, 1.0% and 1.5% (w/w) of total weight. After preparing these formulations, obtained by dispersion 1 (magnetic stirring) and 2 (magnetic stirring and ultrasound), it was prepared specimens by the principle of adding successive layers by AM. The characterization was perform by shrinkage analysis, tensile strength, bending and hardness tests, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), thermogravimetry (TG) and viscosity. The warpage of the material showed an average improvement of 18.27% with the Cloisite 20® clay and 11.30% with the BN-CT clay. The results of the tensile, flexural and hardness testing did not show significant increases in mechanical properties. The SEM showed no delamination between the layers after the bending test was performed. The XRD analysis showed no diffraction peak, suggesting the formation of nanocomposite with intercalated and / or exfoliated structure for all formulations with clay. The TG test showed that the addition of clay in the formulations presented no significant improvements in thermal stability of the nanocomposite. The viscosity showed no improvement at a temperature of 25 °C, but showed a significant reduction in viscosity at 35 °C. Although not very promising results in terms of mechanical strength, the formulations with clay can be used in the AM considering these limitations.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-08-20T13:36:48Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lidya Cardozo da Silva - 2018.pdf: 2382834 bytes, checksum: e5a79619d923d442540c5bf0549318bd (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-08-20T13:38:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lidya Cardozo da Silva - 2018.pdf: 2382834 bytes, checksum: e5a79619d923d442540c5bf0549318bd (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-20T13:38:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lidya Cardozo da Silva - 2018.pdf: 2382834 bytes, checksum: e5a79619d923d442540c5bf0549318bd (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-07-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Jatropha curcas L. is a euphorbiaceous oilseed plant considered toxic to humans and animals due to the presence of phorbol esters (PEs). Traditionally, the detection of these toxic compounds has been done in J. curcas seeds and derivates via chromatographic separation methods such as HPLC-UV and HPLC-MS. Although efficient, these techniques are laborious and require high time and solvent consumption, thus it would be interesting the development of new analytical methods to determine these compounds with more practicality. Probe electrospray ionization is frequently used in ambient mass spectrometry allowing analysis with minimum sample preparation. However, for complex samples analysis, this technique presents low sensitivity and ionization suppression. In this study, a molecularly imprinted polymer-coated probe electrospray ionization mass spectrometry (MIPCPESI-MS) method was developed for determination of phorbol esters in methanolic extracts of Jatropha curcas leaves with direct extraction form the ionization source. The synthesized molecularly imprinted polymer (MIP) proved to be adequate for extraction of the PEs in methanolic extracts of J. curcas leaves with better performance as extraction phase in comparison with the non-imprinted polymer (NIP). The MIPCPESI method allowed detection of phorbol 12,13-diacetate (PDA) and other three PEs metabolite ions from Jatropha leaves with minimal sample preparation, and with higher signal intensities compared to analysis with conventional PESI. For the PDA, calibration curve exhibited linearity with R2 > 0.99, LOD and LOQ in µg.mL-1 range, precision and accuracy values, respectively, between 4.06 to 13.49% and -1.60 to -15.26 %. Finally, MIPCPESI was employed for PDA quantification in methanolic extracts of six different J. curcas leaves genotypes resulting in concentrations ranging from 222.19 ± 23.55 to 528.23 ± 19.72 µg.g-1 for toxic samples. / A Jatropha curcas L. é uma oleaginosa euforbiácea considerada tóxica para humanos e animais devido à presença de ésteres de forbol (PEs). Tradicionalmente, a detecção destes compostos tóxicos tem sido feita em tortas e sementes de J. curcas por meio do uso de técnicas de separação cromatográfica como HPLC-UV e HPLC-MS que apesar de eficientes são laboriosas e requerem alto consumo de tempo e solventes. Dessa forma, seria interessante o desenvolvimento de novas técnicas analíticas para determinação desses compostos com maior praticidade. Probe electrosrpay ionization (PESI) é uma das técnicas de ionização utilizadas na espectrometria de massas ambiente que permite análises rápidas com mínimo preparo de amostras. No entanto, para análise de amostras complexas essa técnica apresenta baixa sensibilidade e supressão iônica. Neste estudo, foi desenvolvido um método de análise por espectrometria de massas por Probe electrospray revestido com polímero molecularmente impresso (MIPCPESI-MS) para determinação de ésteres de forbol em extratos metanólicos de folhas de Jatropha curcas com extração direta da fonte de ionização. O polímero molecularmente impresso (MIP) sintetizado mostrou-se adequado para extração de PEs em extratos metanólicos de folhas de J. curcas tendo melhor desempenho como fase extratora quando comparado ao polímero não molecularmente impresso (NIP). O método MIPCPESI-MS possibilitou a detecção do forbol 12,13-diacetato (PDA) e de outros três íons metabólitos presentes nas folhas de J. curcas com mínimo preparo de amostras e com maior intensidade de sinais quando comparado às análises com PESI convencional. Para o PDA, a curva de calibração apresentou linearidade com R2 > 0.99, LOD e LOQ na faixa de µg.mL-1, valores de precisão entre 4.06 e 13.49 % e exatidão entre -1.60 e -15.26 %. Posteriormente, o método MIPCPESI foi empregado na quantificação de PDA em seis extratos metanólicos de diferentes genótipos de folhas de J. curcas resultando em valores concentrações entre 222.19 ± 23.55 a 528.23 ± 19.72 µg.g-1 nas amostras tóxicas.

Submitted by Liliane Ferreira (ljuvencia30@gmail.com) on 2018-11-27T10:54:13Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese - Thays Colletes de Carvalho - 2018.pdf: 10167238 bytes, checksum: e63cc8b9621f34c961582121789dd84c (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-11-27T11:56:05Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese - Thays Colletes de Carvalho - 2018.pdf: 10167238 bytes, checksum: e63cc8b9621f34c961582121789dd84c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-27T11:56:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese - Thays Colletes de Carvalho - 2018.pdf: 10167238 bytes, checksum: e63cc8b9621f34c961582121789dd84c (MD5) Previous issue date: 2018-10-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Ionization is a crucial step in mass spectrometry (MS) and governs the versatility of this important analytical technique. Ionization is responsible for transferring atoms and molecules, in their respective ionized forms, into the high vacuum environment of mass spectrometers, where they are discriminated as a function of their m/z ratio. Among the several techniques of ionization of MS, the technique of ionization by Paper spray (PS) is one of the simplest, versatile and can be implemented easily in MS system. In this work, several PS-MS applications in the forensic area were developed, demonstrating their ability to screen new synthetic drugs as a complementary tool to the thin layer chromatography (TLC) method and as a tool to monitor Date-rape Drugs in blood. In the first application, PS-MS was shown to be an effective and rapid method for the identification of synthetic drugs lysergic acid diethylamide (LSD), 2,5-dimethoxy-4-chloroamphetamine (DOC), 2,5-dimethoxy-4-bromoamphetamine (DOB), 25C-NBOMe, 25B-NBOMe and 25I-NBOMe) in bottles, both by the isotopic profile of the substances and by the fragmentation presented in tandem mass spectrometry. In the second application, the TLC was coupled to the PS-MS in order to achieve greater reliability in the CCD results. In this way, a CCD method for the analysis of cocaine and adulterants (caffeine, benzocaine, lidocaine and phenacetin) was optimized by evaluating its sensitivity and selectivity. In order to improve the Detection and Quantification Limits for cocaine and adulterants, the spots were analyzed by PS-MS, obtaining improvements in the. Finally, in order to solve the low PS-MS selectivity, a new substrate was developed, especially when the analytical target is in complex mixtures, such as blood. It is a membrane coated with a molecularly printed polymer (MIP) with dual function: simultaneous extraction and ionization of targets in the same device. The developed membrane was applied in the determination of benzodiazepines in blood samples from alleged date rape- drugs victims. Blood is a complex sample containing several compounds that can suppress the analyte signal. With this modification, any suppression is avoided, obtaining excellent results, both qualitative and quantitative. In conclusion, PS-MS is a fast and low-cost technique that can replace or complement conventional analyzes in a laboratory of expertise, increasing the productivity of Brazilian justice. / A ionização é uma etapa crucial em espectrometria de massas (MS) e rege a versatilidade desta importante técnica analítica. A ionização é a responsável por transferir átomos e moléculas, em suas respectivas formas ionizadas, para o ambiente de alto vácuo dos espectrômetros de massas, onde são discriminados em função de sua razão massa sobre carga (m/z). Dentre as diversas técnicas de ionização de MS, a técnica de ionização por Paper spray (PS) é uma das mais simples, versátil e pode ser implementada facilmente em sistema de MS. Nesse trabalho diversas aplicações do PS-MS na área forense foram desenvolvidas, demonstrando sua capacidade para screening de novas drogas sintéticas, como ferramenta complementar ao método de cromatografia de camada delgada (TLC) e como ferramenta para monitorar “boa noite cinderela” em sangue. Na primeira aplicação, o PS-MS mostrou ser um método eficaz e rápido para identificação de drogas sintéticas dietilamida do ácido lisérgico (LSD), 2,5-dimetoxi-4-cloroanfetamina (DOC), 2,5-dimetoxi-4- bromoanfetamina (DOB), 25C-NBOMe, 25B- NBOMe e 25I-NBOMe) em selos, tanto pelo perfil isotópico das substâncias, quanto pela fragmentação apresentada na espectrometria de massas tandem. Já na segunda aplicação, acoplou-se TLC ao PS-MS visando alcançar maior confiabilidade nos resultados de TLC. Desta maneira, otimizou-se um método de TLC para análise de cocaína e adulterantes (cafeína, benzocaína, lidocaína e fenacetina) avaliando sua sensibilidade e seletividade. Com intuito de melhorar os Limites de Detecção e Quantificação para a cocaína e adulterantes, os spots foram analisados por PS-MS, obtendo melhorias nos resultados. Por fim, com o intuito de resolver a baixa seletividade do PS-MS, um novo substrato foi desenvolvido, principalmente quando o alvo analítico está em misturas complexas, como sangue. Trata-se de uma membrana recoberta com um polímero molecularmente impresso (MIP) com dupla função: extração e ionização simultânea de alvos em um mesmo dispositivo. A membrana desenvolvida foi aplicada na determinação de benzodiazepínicos em amostras de sangue de supostas vítimas de benzodiazepínicos. O sangue é uma amostra complexa que contém vários compostos que podem suprimir o sinal do analito. Com essa modificação qualquer supressão é evitada, conseguindo-se ótimos resultados, tanto qualitativos quanto quantitativos. Sendo assim, o PS-MS é uma técnica rápida e de baixo custo, que pode substituir ou complementar as análises convencionais em um laboratório de perícia, aumentando a produtividade da justiça brasileira.

Buscou-se por meio desta pesquisa avaliar a eficiência do reforço de ligações viga-pilar em estruturas de concreto pré-moldado. A técnica de reforço utilizada consiste na colagem de laminados de Polímero Reforçado com Fibra de Carbono (PRFC) em entalhes no concreto de cobrimento. Trata-se de uma técnica desenvolvida há cerca de dez anos, que apresentou, em pesquisas, desempenho superior às alternativas de colagem externa de mantas e laminados no tocante a reforço à flexão. Nenhuma referência ao uso desta ou de qualquer outra técnica para o reforço de ligações viga-pilar de estruturas pré-moldadas foi encontrada na pesquisa bibliográfica realizada. Entretanto, considera-se importante que esta opção seja apreciada ao se verificar comportamento insatisfatório de uma estrutura, haja vista a importância das ligações em seu desempenho global. Dado o caráter da pesquisa e o ineditismo da proposta, realizou-se um estudo experimental diversificado. Um ensaio piloto em modelo reduzido de pórtico com elementos de pilar e viga pré-moldados foi realizado. Por meio deste ensaio, verificou-se que o reforço promoveu significativa redução no deslocamento vertical da viga. Embora os resultados tenham sido promissores, destaca-se que o modelo reduzido impôs limitações, em relação ao comprimento para colagem do laminado e à distância do laminado ao canto da viga, que contribuíram para o seu arrancamento prematuro em uma das ligações. Realizou-se um ensaio em um modelo de ligação em escala real reforçado a momento fletor negativo e positivo. Em relação ao momento negativo, se alcançou um aumento de cerca de 100% na rigidez do modelo. Realizaram-se ensaios experimentais estáticos e dinâmicos em três modelos de pórtico cuja viga tinha escala real. Os resultados destes ensaios comprovaram a eficiência do reforço das ligações no aumento da sua rigidez , da frequência natural do pórtico e da resistência da estrutura. Observou-se também que o reforço promoveu redução da solicitação das armaduras principais da ligação. A simulação numérica dos ensaios dinâmicos permitiu a determinação indireta da rigidez das ligações de modo satisfatório e subsidiou a adoção de apoios elásticos na simulação dos ensaios estáticos que permitiram expandir a análise dos resultados experimentais em relação à fissuração e à distribuição de tensões. Por meio desta pesquisa comprovou-se a possibilidade de emprego da técnica de reforço proposta para a reabilitação de estruturas com deficiência relacionadas ao estado limite ultimo, já que o aumento de resistência foi alcançado, e também relacionadas aos estados limites de serviço, uma vez que as estruturas reforçadas apresentaram menores deslocamentos verticais e maiores frequências naturais. Destaca-se ainda uso eficiente da experimentação dinâmica que se prestou não somente à obtenção dos parâmetros modais da estrutura, mas também a uma avaliação realista das condições de contorno dos ensaios estáticos. / In this research, the strengthening of beam-to-column connections in precast concrete structures is evaluated. The strengthening technique used is internationally known as Near-Surface-Mounted and involves the bonding of CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) strips into slits made in concrete cover. There are no references about the use of this or any else technique in the strengthening of connections in precast structures however it could be an option when the structure presents an unsatisfactory behavior. Because of the innovative characteristic of the purpose, experimental tests are required. A pilot test was performed in a frame with reduced dimensions. The frame had initially pinned connections that were strengthened. The strengthening provided a reduction in the beam deflection and the recovery of the initial stiffness of the frame. Although the promising results, the frame dimensions imposed limitations in relation to the strips bonding length and to the distance to the beam edge that contributed to the premature failure by splitting of strips and concrete. It was also performed a test in a strengthened semi-rigid connection. An increase in the connection stiffness was observed. Experimental static and dynamic tests were performed on three real scaled frame models. The results of these tests demonstrated the effectiveness of the strengthening in the increasing of stiffness, natural frequency and strength of the frame. It was also observed that the strengthening reduced the reinforcement strain. The numerical simulation of the dynamic tests allowed the indirect determination of the connections stiffness and supported the definition of boundary conditions in the simulation of the static tests that allowed a better understanding in relation to cracking and stress distribution. Through this research it was confirmed that the strengthening technique proposed is useful for rehabilitation of structures with disabilities related to ultimate limit state, since the increase in resistance was achieved, and also related to the serviceability limit states, since strengthened structures presented lower vertical displacements and higher natural frequencies. It is highlighted that the dynamic tests were important not only to obtain the modal parameters of the structure, but also to evaluate the real boundary conditions of the static tests.

Neste trabalho, foram desenvolvidos sensores eletroquímicos para a detecção amperométrica do óxido nítrico (NO) fundamentada na aplicação da ftalocianina tetrasulfonada de níquel (NiTsPc) e do poli(5-amino 1-naftol) (poli(5-NH2 1-NAP)). NiTsPc foi eletrodepositada por voltametria cíclica sobre o eletrodo de platina e caracterizada eletroquimicamente em diferentes pHs. A detecção amperométrica de NO foi bastante sensível, mas o eletrodo não apresenta seletividade suficiente, motivo pelo qual este material foi substituído pelo poli(5-NH2 1-NAP) modificado com citocromo c. A imobilização foi caracterizada por voltametria cíclica e microbalança a cristal de quartzo. As detecções amperométricas do NO foram efetuadas aplicando o potencial em -0,6 V e foi observado que a variação da corrente devido à adição do NO ocorreu somente no segundo dia após a imobilização da proteína, o que pode estar relacionado a mudanças de estrutura do citcocromo c covalentemente ligado. O poli(5-NH2 1-NAP) foi também eletropolimerizado sobre nanotubos de carbono, obtendo assim um eletrodo nanoestruturado e o citocromo c foi imobilizado nessa estrutura. Assim como para os eletrodos maciços, ele não respondeu ao NO logo após a imobilização do citocromo c, respondendo somente no segundo dia e apresentou um melhor desempenho devido a sua maior área superficial. / In this work, electrochemical sensors for nitric oxide (NO) amperometric detection were prepared. For this purpose nickel tetrasulfonated phthalocyanine (NiTsPc) and poly(5-amino 1-naphthol) (poly(5-NH2 1-NAP)) modified with cytochrome c were applied. NiTsPc was electropolymerized by cyclic voltammery at platinum electrode and were electrochemically characterized in differents pHs. NO amperometric detections were very sensitive, but the electrode does not present satisfactory selectivity, and because of this, the material was replaced by poly(5-NH2 1-NAP) modified with cytochrome c. The immobilization was characterized by cyclic voltammetry and electrochemical crystal microbalance. NO amperometric detection has been carried out by applying -0.6 V and it was observed that the current due the NO sensing was only observed at the second day after protein immobilization. This can be related with cytochrome c structural change. For nanostructuring the surface of Poly(5-NH2 1-NAP) it was electropolymerized on carbon nanotubes felt electrodes and cytochrome c was immobilized. As well as the bulk electrode, the nanostructured one did not sense NO immediately after the cytochrome c immobilization, being possible to observe current only after the second day displaying a much better performance due to its high superficial area.

Esta pesquisa tem como objetivo estudar a relação entre parâmetros de compactação e de deformação permanente à luz dos ensaios de compactação giratória Superpave ® e de ensaios de compressão uniaxial estática e dinâmica. Foram estudadas 8 misturas asfálticas com a mesma granulometria (Faixa C) e tipo de agregado mineral (granito) porém variou-se o ligante asfáltico (CAP 50/70 e CAP 50/70+SBS), o volume de vazios (4% e 7%) e a adição de cal hidratada. A partir dos resultados do ensaio de compactação observou-se que a inclinação das curvas de compactação das misturas compactadas a 7% foram mais acentuadas do que as de 4% e os parâmetros incidentais deste ensaio foram sensíveis à presença de cal e à variação do asfalto das misturas testadas. Quanto aos resultados dos ensaios de creep estático e dinâmico, notou-se que as misturas com Vv de 4% e as com asfalto modificado apresentam menor suscetibilidade à deformação permanente, no entanto, essas vantagens do asfalto modificado foram observadas somente nos ensaios de creep dinâmico. No que se refere às relações entre os parâmetros de compactação e de deformação permanente, os ajuste não se mostraram promissores como verificado pela qualidade dos ajustes (R2) exceto para algumas relações com CDI e TDIm. / This research aims to study relations between compaction and permanent deformation by means of Superpave® gyratory compaction and static and dynamic creep tests. Thus, eight asphalt mixtures were evaluated which were composed by same type (granite) and gradation (dense) of mineral aggregate but two types of asphalt binder (Pen 50/70 AC and Pen 50/70+SBS AC), two different levels of air voids (4% and 7%) and the addition of hydrated lime. Compaction results indicated that curve slopes of 7% air void asphalt mixtures were stronger than the 4% ones, and compaction parameters were sensitive to lime addition and asphalt type change. Static and dynamic creep test results indicated that 4% air void and modified asphalt mixtures presented lower susceptibility to rutting, but, these modified asphalt advantages were observed only in dynamic creep tests. In regard to relation between compaction and rutting parameters, linear models did not fit accurately, excepting some CDI and TDIm ones.

O presente trabalho teve como objetivo principal a avaliação da eficiência de remoção de carga orgânica, fósforo e sólidos em suspensão de sistema de flotação tratando esgoto sanitário pré-tratado em reatores UASB, da ETE Monjolinho da cidade de São Carlos/SP, e coagulado com tanino associado ou não a polímeros sintéticos. Os ensaios com variação de dosagem de coagulante Tanino e polímeros (polímero catiônico, polímero não-iônico e polímero aniônico) foram realizados em escala de laboratório, com o uso do equipamento flotateste. Em todos os ensaios foram fixados os valores de gradiente de velocidade na mistura rápida (800/s) e na floculação (90/s), ao tempos de detenção na mistura rápida (20 s) e na floculação (15 min) e, a pressão de saturação 5 Bar e a razão de recirculação (17%). Durante os ensaios com unidade de flotação em escala de bancada foram avaliados três valores de velocidades de flotação: 12,0 cm/min, 16,0 cm/min e 20,0 cm/min. Os ensaios foram divididos em duas fases: a fase 1 teve como objetivo analisar a resposta do sistema de flotação com o emprego do coagulante Tanino no tratamento do efluente do reator UASB da ETE Monjolinho (fase 1A) e também determinar as duas dosagens do coagulante Tanino mais adequadas para o tratamento do efluente de UASB da ETE Monjolinho para cada polímero testado (fase 1B). As fases 1A e 1B foram realizadas com efluente coletado às 8:00 h e 14:00 h, respectivamente. A fase 2 teve como objetivo a busca da dosagem ótima de tanino dentro de uma faixa mais estreita de valores, assim como a verificação do melhor tipo e dosagem de polímero sintético (não-iônico, aniônico e catiônico) para ser associado ao coagulante tanino. Na fase 1A, verificou-se que a flotação foi efetiva para remoção de cor aparente mesmo para dosagem nula de coagulante Tanino. Quanto à turbidez, verificou-se efeito marcante da adição de dosagem crescente de coagulante no aumento da eficiência de remoção desse parâmetro. Após a obtenção dos resultados da fase 1B, foram escolhidas para a fase 2 as duas menores dosagens de coagulante capazes de promover redução da turbidez em pelo menos 85%. Além destas duas dosagens, foram avaliados na fase 2 outras 3 dosagens compreendidas entre elas. Sendo assim, na fase 2 foram estudadas as doses de 65, 75, 85, 95 e 105 mg/L de coagulante, cada qual associada a seis dosagens de cada um dos polímeros estudados. Entre os tratamentos empregados, pôde-se verificar maior eficácia do polímero não-iônico e do polímero catiônico para o tratamento por flotação, associado ao coagulante tanino. O conjunto de dosagem de coagulante tanino e polímero mais vantajoso, ou seja, menor dosagem de tanino que, associada a polímero, apresentou remoção satisfatória dos parâmetros estudados, foi 65 mg/L de Tanino e 2,0 mg/L de polímero catiônico, atingindo remoções de 95,2% de turbidez (Residual de 3,65 NTU), 82,1% de cor aparente (Residual de 98 mgPT/L), 49,2% de fósforo total (Residual de 3,2 mg/L), 80,7% de DQO (Residual de 25 mg/L) e 87,9 % de SST (Residual de 13 mg/L) nas condições encontradas na época dos ensaios, para o pós-tratamento por flotação de efluente de reator UASB da ETE Monjolinho, São Carlos/SP. / The main objective of this work is the evaluation of the efficiency of removal of organic load, phosphorus and suspended solids in the flotation system treating domestic wastewater pretreated in UASB reactors, of the Monjolinho Wastewater Treatment Plant (WWTP) of Sao Carlos, SP and clotted with tannin alone or combined with synthetic polymers. Tests varying tannin dosage of coagulant and polymer (cationic polymer, nonionic polymer and anionic polymer) were performed on a batch scale, using flotatest. In all the tests were fixed the values of rapid mix (800/s) and flocculation (90/s) velocity gradients, the rapid mix (20 s) and flocculation (15 min) times, saturation pressure (5 Bar) and recycle rate (17%). During the test in the flotation bench scale unity three values of flotation velocities were evaluated: 12.0 cm/min, 16.0 cm/min and 20.0 cm/min. The tests were divided in two phases: the objective of phase 1 was to examine the response of the flotation system with the use of tannin coagulant in the treatment of Monjolinho WWTP UASB effluent (Phase 1A) and also determine the two most suitable dosages of tannin coagulant for the treatment of wastewater from the Monjolinho WWTP UASB tested for each polymer (phase 1B). Phases 1A and 1B were performed with wastewater collected at 8:00 h and 14:00 h, respectively. The objective of phase 2 was to find the optimum dosage of tannin within a narrower range of values, as well as verification of the optimal type and dosage of synthetic polymer (non-ionic, anionic and cationic) to be associated with the tannin coagulant. In phase 1A, it was found that flotation was effective for apparent color removal even to zero coagulant dosage tannin. As for turbidity, there is a marked effect when increasing the coagulant dose, which increased the removal efficiency of this parameter. After obtaining the results of Phase 1B, were chosen for phase 2 two low coagulant dosages which can promote reduction of turbidity by 85%. Besides the two dosages obtained in phase 1B, in phase 2 were evaluated other three between them. Thus, in phase 2 were studied coagulant doses of 65, 75, 85, 95 and 105 mg/L, each one associated with six doses of each one of the studied polymers. Among the treatments employed, it could be seen that the non-ionic polymer and the cationic polymer were the most efficient for treatment by coagulation associated with tannin in flotation. The set of tannin coagulant dosage and polymer which showed satisfactory removal of parameters was 65 mg/L of Tannin with 2.0 mg/L of cationic polymer, reaching 95.2% removal of turbidity, 83% of color apparent, 49.2% of total phosphorus, COD 80.7% and 87.9% of TSS under the conditions found at the time of testing, for post-treatment of Monjolinho WWTP UASB effluent by flotation.