Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A utilização de sistemas de liberação controlada de fármacos é um tema que recebeu grande destaque nas últimas décadas no setor farmacêutico, devido aos grandes benefícios terapêuticos e às vantagens econômicas associadas. Materiais mesoporosos ordenados, como o SBA-15 e o MCM-41 são excelentes candidatos para serem utilizados como dispositivos de liberação controlada pois proporcionam uma distribuição homogênea da droga através da matriz e alcançam uma cinética de liberação controlada em função de algumas propriedades como: distribuição estreita de tamanho de poros, rede de canais e poros bem definidos na escala nanométrica (2 nm a 50 nm) e capacidade de incorporar uma variedade de espécies químicas com atividade terapêutica. As amostras mesoporosas foram sintetizadas em diferentes temperaturas, modificadas com colágeno, incorporadas com atenolol e caracterizadas por meio das seguintes técnicas: difração de raios X, espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrônica de transmissão e adsorção de nitrogênio. Os resultados de difração de raios X e microscopia eletrônica de transmissão mostraram claramente a presença do arranjo hexagonal dos poros destes materiais. A presença de grupos funcionais característicos da rede de sílica, bem como a presença do atenolol e do colágeno nas matrizes mesoporosas foi verificada através da espectroscopia de absorção na região de infravermelho. As isotermas de adsorção de N2 indicaram a presença de mesoporos no material bem como a presença do fármaco incorporado nos poros das diferentes matrizes. Além disso, a técnica de adsorção de gases demonstrou que as características estruturais da sílica mesoporosa SBA-15 podem ser ontroladas modificando a temperatura de envelhecimento. O diâmetro de poros aumentou de 5,2 nm para 7,1 nm e a espessura de parede diminuiu de 5,86 nm para 4,95 com o aumento da temperatura de envelhecimento de 60C para 130C. Uma interessante característica observada é a presença de microporos nas paredes do SBA-15 que foi verificada nas matrizes envelhecidas a 60 e 80C. Os estudos de liberação do fármaco nas diferentes matrizes foram realizados in vitro utilizando um espectrofotômetro UV-VIS e as taxas de liberação foram expressas utilizando o modelo cinético de Higuchi. A cinética de liberação do fármaco das diferentes matrizes de sílica foi analisada e verificou-se que a taxa de liberação pode ser controlada considerando três parâmetros: estrutura, carga de compactação e modificação superficial. / In the last decade, progress in the development of nanosized hybrid therapeutics and drug delivery systems has been remarkable. Mesoporous materials such as SBA-15 and MCM-41 have been considered very promising materials for hosting and further delivery of biological agents within silica samples and for controlling their release kinetics from the matrix due to their well arranged structure and pores of well-defined size in the 2-50 nm nanoscale range. In this work, the characteristics of MCM-41 and SBA-15 prepared in different temperatures and the behavior of these systems regarding to microencapsulation of a model drug were investigated. The samples were characterized by XRD, FTIR, TEM, and N2 adsorption techniques. Atenolol was used as a model drug to study the kinetics of drug delivery. XRD results and TEM images showed an well-ordered mesopore structure, suggesting that the structure of samples can be described as a honeycomb of hexagonal mesopores separated by continuous silica walls. This structure is the result of hexagonal packing on unidimensional cylindrical pores. The presence of the drug on the mesopore walls was confirmed by FTIR. The N2 adsorption experiments showed that the SBA-15 materials posses an average pore size varying from 5.2 nm to 7.1 nm as a function of the synthesis temperature. A type IV adsorption isotherm was obtained, which is associated with the presence of mesopores. The adsorption of the drug in different materials leads to a decrease in the surface area and pore volume. It was concluded that the structural characteristics can be controlled by changing the synthesis temperature. Higher temperatures resulted in larger pore size and in thinner silica walls varying from 5.86 to 4.95 nm. The presence of microporosity was verified for the aged samples at low temperature. The release of atenolol from different matrices was carried out in vitro and the results were analyzed according to the kinetic model of Higuchi. The influence of the pore architecture and size, the pressure to form the disks and the surface modification of the device on the release kinetics of the atenolol was studied.

De acordo com os princípios da proteção radiológica, as práticas que envolvem radiações ionizantes devem ser planejadas e executadas de modo que os valores de doses individuais, o número de pessoas expostas e a probabilidade de exposições acidentais sejam tão baixos quanto razoavelmente exequíveis. Para tanto, faz-se necessário que na execução da dosimetria das radiações sejam utilizados medidores confiáveis de grandezas dosimétricas. Esta confiabilidade depende não só da calibração do medidor, mas também do seu desempenho em determinadas condições de teste. A International Standardization Organization (ISO), com o objetivo de promover a padronização e a coerência metrológica internacional, estabeleceu conjuntos de feixes de raios X de referência para calibração e testes de dosímetros, cuja implantação nos laboratórios de metrologia deve atender a requisitos técnicos específicos. Em baixas energias existem especificidades que precisam ser consideradas tanto na implantação dos feixes de referência quanto na sua utilização em calibração e testes. O presente trabalho faz uma análise dos procedimentos e critérios de implantação das radiações de referência ISO 4037, em baixas energias. Foram realizados experimentos que permitiram cálculos de parâmetros de caracterização dos feixes de referência do Laboratório de Calibração de Dosímetros do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (LCD/CDTN). Alternativas às metodologias usuais de determinação da camada semirredutora foram estudadas. Espectros de feixes de referência foram simulados por meio de softwares e comparados com espectros medidos experimentalmente. Condições climáticas distintas foram reproduzidas em laboratório para análise dos seus efeitos sobre os parâmetros dos feixes. Incertezas em relação às medidas de parâmetros de implantação foram avaliadas. Os feixes de baixa energia, de acordo com os critérios da norma ISO 4037, foram considerados implantados, permitindo a revisão dos valores dos coeficientes de conversão de kerma no ar para grandezas operacionais de proteção radiológica. / According to the radiological protection principles, practices involving ionizing radiation must be planned and carried out under the guarantee that the values of individual doses, the number of people exposed to radiation and the probability of accidental exposures are as low as reasonably achievable. Therefore, radiation dosimetry is required to be done with reliable instruments designed for measuring dosimetric quantities. The reliability of the dosimetry depends on both the calibration of the dosimeter and its proper performance under certain test conditions. The International Standardization Organization (ISO), in order to promote international standardization and metrological coherency, established sets of reference X-ray beams for dosimeter calibration and typing-test; they are expected to be implemented in metrology laboratories in compliance with specific technical requirements. At low energies there are specific requirements that need to be considered in both the implementation of the reference beams and their use in calibration and testing. The present study is an analysis of the procedures and criteria for ISO 4037 reference radiation implementation, at low energies. In the Dosimeter Calibration Laboratory of the Development Center of Nuclear Technology (LCD / CDTN), experiments were performed for determining the X-ray reference radiation parameters. Alternatives to the usual methods for half-value layer determination were studied. Spectra of reference beams were simulated with software and compared with experimental measurements. Different climatic conditions were reproduced in the Laboratory for analysis of its influence on the determination of the beam parameters. Uncertainties in the measurements of studied parameters were evaluated. According to the ISO 4037 criteria, the low energy X-ray beams were considered to be implemented; they allowed the determination of the conversion coefficients from air kerma to the operational radiation protection quantities.

Nenhuma / During the Program for Prospection and Excavation of the Archaeological Heritage from Areas Affected by the Installation of the Second Line of Pipeline Samarco, several sherds were excavated from archaeological sites with more historical value, Bota-Fora and Hiuton. These sites are located in the Brazilian State of Espírito Santo, where the Jesuitical Missions were built during the XVI century. Ceramic is a very resistant material to time and also TO the natural conditions in the surrounding areas, and IT IS CONSIDERED an important vestige in archaeometry due to its elemental composition Therefore, in this research the concentration of Al, As, Ba, Br, Ce, Cl, Co, Cr, Cs, Dy, Eu, Fe, Ga, Hf, I, K, La, Mn, Na, Nd, Rb, Sc, Sm, Ta, Tb, Th, Ti, U, V, Yb, Zn, Zr were determined in the pottery fragments by neutron activation technique, using the TRIGA MARK I IPR-R1 nuclear reactor located at CDTN/CNEN. This study is the first one developed in Brazil, in which the elemental concentration values were interpreted by statistical analysis applying R package software that promotes robust methods, supported by archaeological interpretations. The results pointed out that the pottery from the sites were made by clay from different resources and the earthenware from Bota-Fora site was made by clay of different compositions pointing out different provenances. The X ray powder diffraction analyses were carried out in order to determine the mineral composition and Mössbauer spectroscopy was applied to provide information on both degree of firing and atmosphere in order to reconstruct the Indian firing strategies temperature used on pottery. Related to burning temperature, the information from the X ray powder diffraction technique found was not relevant; however, the results from Mössbauer technique pointed out that the firing should be happen in bonfire, the traditional Indian burning process, without Portuguese settler influence, the use of ovens. These conclusions may support future studies contributing for a better understanding of the Tupiguarani tradition, helping in the reconstruction of the Brazilian prehistory. / No Programa de Prospecção e Resgate do Patrimônio Arqueológico das Áreas Atingidas pela Instalação da Segunda Linha do Mineroduto Samarco, foram resgatados fragmentos de cerâmicas dos sítios arqueológicos de maior valor histórico, Bota-Fora e Hiuton. Esses sítios estão localizados no Espírito Santo, onde se estabeleceram Missões Jesuíticas no século XVI em tribos indígenas da tradição Tupiguarani. Por ser um material resistente ao tempo, às variações climáticas e normalmente conter elementos traço, a cerâmica é um testemunho arqueológico importante em arqueometria. Portanto, nesta pesquisa, os elementos Al, As, Ba, Br, Ce, Cl, Co, Cr, Cs, Dy, Eu, Fe, Ga, Hf, I, K, La, Mn, Na, Nd, Rb, Sc, Sm, Ta, Tb, Th, Ti, U, V, Yb, Zn, Zr foram determinados nos fragmentos pela técnica de ativação neutrônica, utilizando o reator nuclear de pesquisa TRIGA MARK I IPR-R1 do CDTN/CNEN. Este trabalho foi o primeiro no Brasil em que os valores de concentração elementar foram interpretados por meio de análises estatísticas aplicando o programa R que valoriza métodos robustos, associados às interpretações dos arqueólogos. Os resultados sugerem que as cerâmicas dos dois sítios arqueológicos foram confeccionadas por matéria-prima de fonte de argila diferentes, e que os utensílios do sítio Bota-Fora foram confeccionados com matérias primas provenientes de fontes distintas. Também foram realizadas análises de difratometria de raios X para o estudo da composição mineralógica, além das análises de espectroscopia Mössbauer, ambas com o objetivo de auxiliar no entendimento de qual tecnologia de queima foi usada nas cerâmicas. Em relação à temperatura de queima alcançada, pela análise de difração de raios X não foi possível fazer inferências. Entretanto, os resultados obtidos pela técnica de espectroscopia Mössbauer indicam que a queima desses utensílios, deve ter acontecido em fogueiras, a céu aberto, não havendo influência do colonizador português que já utilizava fornos. Estas conclusões poderão auxiliar em trabalhos posteriores para um melhor entendimento da cultura da tradição Tupiguarani, auxiliando na reconstrução da Pré-história brasileira.

Nenhuma / O berilo, Be3Al2(SiO3)6, é um mineral-gema com ampla variedade de cores, algumas das quais podem ser induzidas ou alteradas por exposição à radiação ionizante, ao calor ou por eletrodifusão. Impurezas cromóforas estão relacionadas com as cores dos berilos. Há grande interesse em relação aos métodos de tratamento para alteração ou melhoramento das cores. Há indícios de que a espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) pode contribuir para prever o comportamento dos berilos quando submetidos a tratamentos para alteração da cor. Neste trabalho, observou-se que a eletrodifusão com ou sem íons contaminantes, não alterou o espectro FTIR, ao contrário do tratamento térmico. Amostras verdes apresentaram maior teor de H2O tipo I, enquanto amostras azuis, maior teor de H2O tipo II. Alterações significativas nos espectros FTIR foram observadas somente nas amostras verdes após exposição a raios gama ou ao calor. O desaparecimento da banda em 3633 cm-1 pode estar relacionado com a posição do íon Na+ na rede cristalina. / Beryl, Be3Al2(SiO3)6, is a mineral with a wide variety of colors, some of which may be induced or changed by exposure to ionizing radiation, heat, or electrodiffusion. Chromophore impurities are related to colors in beryl. There is great interest in methods of treatment for enhancement or changing colors. There are indications that the Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) can help to predict the behavior of beryl when undergoing treatments for color change. In this study, it was observed that the electrodiffusion with or without contaminating ions did not alter the FTIR spectra, unlike the heat treatment. Green samples had higher levels of type I H2O, while blue samples, higher levels of type II H2O. Significant changes in FTIR spectra were only observed in green samples after exposure to gamma rays or heat. The disappearance of the band at 3633 cm-1 can be related to the position of Na+ ion in the crystal lattice.

Foram realizados estudos da síntese e do crescimento de cristais de BaY2F8:TR (TR= Nd3+; Pr3+; Er3+; Tb3+; Dy3+) simplesmente dopados e codopados (Nd3+:Dy3+ ; Nd3+:Pr3+) por meio do método de fusão por zona (FZ). Os cristais crescidos foram caracterizados quanto a sua estrutura por Difração de raios-x (DRX) e Difração de nêutrons (DN) com análise pelo método de Rietveld. Foi também estudado o comportamento na fusão deste material puro e dopado com elementos terras raras trivalentes através de: microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia dispersiva de raios-x (EDS). A concentração final de dopantes, bem como, sua distribuição nos cristais crescidos foi estimada e, quando possível, foi ainda calculado o coeficiente de segregação de cada dopante nesta matriz. Os cristais foram também analisados por espectroscopia de absorção e emissão no caso dos materiais duplamente dopados, sendo observada evidencias de transferência de energia Nd-Pr na região UV. Foram obtidos cristais com dimensões da ordem de 40 mm x 10mm com boa qualidade óptica e estrutural adequados para estudos espectroscópicos e testes de ação laser com bombeamento por laser de diodo. Experiências preliminares de crescimento de fibras monocristalinas desta matriz pura e dopada com Tb3+, pelo método de crescimento de micro-pulling down, foram também realizadas visando uma avaliação do método aplicado a este fluoreto. Foram obtidas apenas fibras translúcidas com diâmetro constante sendo necessária maior investigação sobre o crescimento de fibras deste material puro ou dopado. / Synthesis and Growth process of single crystals of BaY2F8:TR (TR= Nd3+; Pr3+; Er3+; Tb3+;Dy3+) single-doped and co-doped (Nd3+ :Dy3+ ; Nd3+:Pr3+) were performed by Zone Melting method (ZM). The grown crystals were characterized by X-ray diffraction (XRD) and Neutron Diffraction (ND) and analyzed by the Rietveld Method. The melting behavior of this pure and trivalent rare earth doped-fluoride was investigated also by scanning electron microscopy (MEV) and X-ray energy dispersive spectroscopy (EDS). The concentration and distribution of the dopants in the grown crystals were measured, and when feasible, the segregation coefficient was estimated. The single crystals were also analyzed by absorption spectroscopy and emission spectroscopy in the case of the co-doped crystals. Evidences of the occurrence of energy transfer process in the UV for Nd-Pr were detected. From the study of the growth process single crystals of 40mm x 10mm in size, with good optical and structural quality were obtained for spectroscopy studies and tests of laser emission. Initial experiments were also performed in the growth of single crystalline fibers of this host doped with Tb3+, by the micro-pulling down method aiming a preliminary evaluation of the use of this growth process. Only semi-transparent fibers were obtained. Additional studies are necessary to improve the growth of single crystalline fibers of this fluoride.

O objetivo deste estudo foi avaliar por meio da microtomografia computadorizada (micro-CT), a qualidade do preparo dos canais mesiais de molares inferiores, realizado pelos sistemas rotatórios de níquel-titânio (NiTi), ProTaper, Mtwo, BioRaCe e Twisted File. As variáveis testadas foram: habilidade em manter o canal centralizado, extensão e direção dos eventuais transportes, quantidade de dentina removida, espessura mínima de dentina remanescente e variações quanto aos volumes apical e total, antes e após a instrumentação. Sessenta e seis molares inferiores foram escaneados no microtomógrafo (Skyscan 1076) utilizando uma resolução de 18 µm. Após a reconstrução das imagens, quarenta dentes foram selecionados e divididos em quatro grupos de acordo com a similaridade da anatomia interna dos canais radiculares (N=10). Os dentes foram instrumentados com os sistemas rotatórios de NiTi até os instrumentos 25/.06 Mtwo e BioRaCe, 25/.08 Twisted File e F2 ProTaper. Após a instrumentação os dentes foram novamente escaneados e os parâmetros testados foram analisados, comparando os valores obtidos antes e após a instrumentação. Os resultados foram submetidos ao teste estatístico não-paramétrico de Mann Whitney e de Kruskal-Wallis e Dunn. Nos quatro grupos, não houve diferença entre os sistemas rotatórios relativos ao transporte do canal em todos os níveis radiculares. Adicionalmente, o terço cervical apresentou a maior quantidade de transporte quando comparado aos níveis apicais e a menor quantidade de dentina remanescente, especialmente para a zona de perigo em comparação com os demais níveis. A avaliação da variável dentina remanescente demostrou que não houve diminuição da quantidade de dentina em nenhuma das direções avaliadas nos níveis apicais em nenhum dos sistemas rotatórios. Similarmente não houve aumento significativo do volume apical e total em comparação ao volume pré-operatório. Não foram encontradas perfurações ou rasgos, o que indica que todos os sistemas avaliados foram seguros nesse item. Conclui-se que os sistemas rotatórios de NiTi avaliados não aumentaram significativamente os volumes apical e total dos canais radiculares, o maior índice de transporte foi no terço cervical e médio para todos os sistemas avaliados. A quantidade de dentina remanescente diminuiu significativamente nos terços cervical e médio na direção voltada para a furca, em todos os sistemas utilizados. / The aim of this study was to evaluate by microcomputed tomography (micro-CT), the quality of mesial canal preparation achieved by 4 nickel-titanium rotary systems (NiTi), ProTaper Mtwo, BioRaCe and Twisted File. The variables tested were: ability to maintain the center of the canal, the extent and direction of any transport, the amount of dentine removed, the remaining dentin thickness and variations in the apical and total volumes, before and after instrumentation. Sixty-six molars were scanned using a X-ray micro-CT scanner (SkyScan 1076) with a resolution of 18 micrometers, after image reconstruction forty teeth were selected and divided into four groups according to the similarity of the internal anatomy of root canals (N = 10). The root canals were instrumented with NiTi rotary systems Mtwo BioRaCe until the 25/.06 instrument, and to the 25.08 Twisted File and F2 ProTaper instruments. After instrumentation the teeth were again scanned and the tested parameters were analyzed by comparing the values obtained before and after instrumentation. The results were tested using statistical non-parametric Mann Whitney and Kruskal-Wallis and Dunn. The transportation of the root canal was similar using the evaluated Rotary systems at all levels. Additionally, the cervical showed the greatest amount of transport when compared to apical levels and the lowest amount of remaining dentin especially for the danger zone in comparison with other levels. The evaluation of the variable remaining dentin showed that there was no decrease in the amount of dentin in either direction evaluated at the apical levels in any of rotary systems. In addition, there was no significant increase in apical or total volume as compared to preoperative values. There were no perforations found indicating that all systems evaluated were safe in this item. It can be concluded that NiTi rotary systems evaluated did not significantly increase the volumes of the root canal system, the transport was higher in the cervical and middle third for all systems evaluated. The amount of remaining dentin decreased significantly in the cervical and middle thirds in the direction toward the furcation in all the systems used.

No estudo de imagens radiográcas, os parâmetros relacionados ao contraste objeto, SC, razão sinal ruído, SNR, e dose, estão vinculados à forma do espectro de raios X utilizado e seu conhecimento permite predizer e otimizar a qualidade da imagem. Neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia que permite obter o espectro de tubos de raios X odontológicos de uso clínico de forma indireta. Esta metodologia é baseada na aplicação de um modelo matemático que utiliza a transformada inversa de Laplace da curva de transmissão do feixe para gerar dados sobre a distribuição espectral do mesmo. Com o auxílio de uma câmara de ionização e ltros alumínio de alta pureza, foram levantadas as curvas de transmissão de 8 tubos de raios X disponíveis comercialmente. Para a validação do método foi realizada a espectrometria direta com detector de telureto de cádmio (CdTe), cuja resposta foi determinada por simulação Monte Carlo (MC). A partir reconstrução espectral obtida, foram realizados estudos sobre os parâmetros de qualidade de imagem SNR, contraste objeto, SC, KERMA na entrada da pele. O desempenho dos tubos foi avaliado com base na relação entre SNR e KERMA na entrada da pele. Os resultados mostram que é possível determinar a distribuição espectral de tubos de raios X odontológicos com base no método proposto. A relação proposta entre SNR e KERMA na entrada da pele sugere que tubos com fótons de baixa energia possuem baixo rendimento. / In the study of radiographic images, the parameters related to the subject contrast, SC, signal to noise ratio, SNR, and dose, are linked to the shape of the X-ray spectrum used and their knowledge allows to predict and optimize the image quality. In this work we developed a methodology to obtain the spectrum of dental X-ray tubes of clinical usage in an indirety way. This methodology is based on application of a mathematical model that uses the inverse Laplace transform of the attenuation curve to generate data on the spectral distribution of the beam. With the aid of an ionization chamber and high purity aluminum lters, were raised the transmission curves of 8 X-ray tubes that are available commercially. The method validation was performed with direct spectrometry detector cadmium telluride (CdTe), whose response was determined by Monte Carlo simulation (MC). From reconstruction obtained spectral studies were carried out on the parameters of SNR image quality, contrast object, SC, KERMA entrance skin. The performance of the tubes was evaluated based on the relationship between SNR and KERMA entrance skin. The results show that it is possible to determine the spectral distribution of dental X-ray tubes based on the proposed method. The proposed relationship between SNR and KERMA entrance skin suggests that tubes with low energy photons have a low performance.

A previsão e entendimento da formação de tensões residuais oriundas da têmpera plena ou superficial nos aços tem sido objeto de estudo por um número considerável de pesquisadores, devido ao seu grande interesse tecnológico. Neste trabalho o objetivo principal consistiu no desenvolvimento de um modelo numérico para a previsão das tensões residuais em peças cilíndricas temperadas por indução. A têmpera por indução executada num componente previamente \"beneficiado\", isto é, temperado e revenido, é capaz de produzir uma camada superficial de alta dureza e tensões compressivas num núcleo resistente e tenaz. É esperado, entretanto, que o aumento da camada endurecida possa gerar tensões trativas indesejáveis abaixo da superfície, comprometendo a integridade estrutural do componente e levando as falhas prematuras. Portanto, neste trabalho ênfase foi dada no estudo da influência da profundidade de camada induzida no perfil e magnitude das tensões residuais em corpos de prova cilíndricos (c.ps.) de aço. O método de elementos finitos foi adotado para a solução do problema térmico (distribuição de temperatura) e estrutural (cálculo das tensões) com o emprego do programa ANSYS 5.3. Os efeitos metalúrgicos da mudança de fase Austenita - Martensita, responsável pelas altas tensões compressivas residuais na superfície, como resultado da expansão volumétrica inerente a esta transformação, foi modelado através de uma rotina FORTRAN especialmente desenvolvida neste trabalho e acoplada ao programa ANSYS 5.3. A criação da geometria do modelo e passos da solução foram automatizados através do uso da linguagem paramétrica APDL (ANSYS Parametric Design Language) do programa ANSYS 5.3. Trata-se de um problema termo-elasto-plástico onde as propriedades termo-físicas e mecânicas necessárias para o cálculo foram consideradas dependente da temperatura. Verificação e calibração do modelo computacional foi efetuada através da medição das ) tensões residuais em c.ps. cilíndricos de aço com o emprego da técnica de difração de raios X. Finalmente, são discutidos aspectos de precisão e principais fontes de erro, como também proposta de melhorias e futuras aplicações deste modelo. / Large efforts have been made to predict and understand the residual stresses formation in through hardening and case hardening of steel. In the present work the objective was to develop a model to predict the residual stresses in induction hardening of cylindrical steel bars. Induction hardening, i.e. electromagnetic heating and subsequent quenching, is a surface treatment of great use in industry because it is suitable to improve locally mechanical properties of the high stressed regions of the part. A hard surface layer with high compressive residual stress is normally obtained, while retaining ductility and toughness in the core. Applied to components that undergo severe duty cycles, such as gears, shafts axles and bearings, it is also clean, fast and suitable for on-line applications. It is expected however, that increasing the hardening depth leads to undesirable high subsurface tensile stress, which can cause premature failure of the component. Emphasis has been on investigating the influence of case depth on the residual stress distribution of the cylindrical steel specimens. A finite element model was developed to compute the temperature history, phase transformation and residual stress for the induction hardening process. The Austenite to Martensite phase transformation during quenching, responsible for the high surface compressive stress, as result of volume expansion, was evaluated by a custom FORTRAN routine linked to the ANSYS5.3 FEA code. The model geometry and solution process were automated by the use of ANSYS Parametric Design Language (APDL). The thermoelastoplastic behavior of the material was studied, considering material properties temperature dependent. The results of the calculations have been compared to experimental measurements of the residual stresses at the surface, using X Ray diffraction technique. Finally, accuracy and main source of erros are discussed. Future improvements and applications of this model are proposed.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O objetivo principal desse trabalho foi utilizar métodos não destrutivos (END), como a microtomografia com Raio X e técnicas de obtenção e processamento de imagens, para obtenção da porosidade do concreto. Foram utilizados dois métodos. Em um método as imagens foram obtidas por meio de microtomografia por Raio X e no outro foi utilizado um escâner comercial para obtenção das imagens. Essas imagens foram processadas por meio de técnicas de processamento de pixel e morfologia matemática. Os resultados obtidos para a porosidade foram comparados com resultado obtido por meio do método proposto pela NBR 9778 (2005) (Absorção de água, índice de vazios e massa específica em argamassa e concreto endurecido). As imagens microtomográficas das amostras de concreto foram obtidas num sistema Skyscan 1172 com 256 tons de cinza, ajustadas em contraste, binarizadas e filtradas. No outro método foi utilizado um Escâner Comercial com resolução de 2400 dpi para adquirir as imagens, sendo também utilizadas técnicas de processamento de pixel e morfologia matemática para processá-las. Os resultados dos valores da porosidade mostraram compatibilidade entre os dois métodos apresentados e o método proposto pela NBR 9778 (2005). Observou-se que os resultados obtidos por microtomografia foram mais confiáveis, mas o método utilizando o escâner comercial se apresentou como um método aceitável por seus resultados e principalmente por seu baixo custo e facilidade de operação. / The main goal of this research was to use non-destructive methods (ND), like the X Ray microtomography and techniques to acquire and process images, to obtain the concrete porosity. There were presented two methods. In one of the methods the images were acquired through X Ray microtomography and in the other method there were used the commercial scanner to acquire the images. Those images were processed using techniques of pixel processing and mathematical morphology. The results to the porosity were compared with the result obtained through the method proposed by NBR 9778 (2005) (Absorção de água, índice de vazios e massa específica em argamassa e concreto endurecido). The microtomographed images of the concrete samples were obtained using a Skyskan 1172 system with 256 gray levels, adjusted in contrast, binarized and filtered. In the other method there were used a commercial scanner with 2400 dpi of resolution to acquire the images, being also used techniques of pixel processing and mathematical morphology to process them. The results have shown compatibility between the two presented methods and the method presented by NBR 9778 (2005). It was observed that the results obtained by microtomography were more reliable, but the method using the scanner is presented as an acceptable method for their results and especially for its low cost and ease of operation.

Orientador: Fabio Furlan Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2012