Tese (doutorado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2012 / Inclui bibliografias / Definicao do problema. Fraturas em sobredentaduras ocorrem mais comumente na base na regiao dos conectores. Objetivo. O presente estudo avaliou o efeito de reforcos estruturais de fibra de vidro com diferentes desenhos e posicionamentos e um reforco em me / Definition of the problem. Fractures in overdentures occur most often at the base near the connectors. Objective. This study evaluated the effect of glass fiber and cast metal structural reinforcements, with different positions for the glass fibers, on re

As vantagens relacionadas à utilização de revestimentos duros depositados via processos PAPVD (Plasma Assisted Physical Vapor Deposition) são bem conhecidas e dadas por suas propriedades. As principais propriedades destes filmes são a capacidade de não incrementar significativamente a rugosidade dos substratos em que são depositados, sua alta dureza conferindo alta resistência ao desgaste, baixa reatividade quando se trata de revestimentos de compostos cerâmicos e capacidade de reduzir o coeficiente de atrito de pares tribológicos inseridos em diversos meios. A nitretação a plasma de substratos antes da aplicação de um revestimento faz com que outros benefícios possam ser encontrados, dentre eles destacam-se o aumento da capacidade de sustentação de carga do substrato e a criação de uma região que propicia um gradiente de propriedades entre o substrato e o revestimento. Desta forma é caracterizado o tratamento dúplex, o qual consiste em um substrato nitretado seguido da aplicação de um revestimento. Através do processo de nitretação a plasma, camadas de difusão foram formadas em amostras de geometria cilíndrica do aço DIN X100CrMoV8-1-1, industrialmente utilizado para construção de ferramentas para operações de corte e estampagem. Duas profundidades distintas de camada de difusão foram formadas. O revestimento escolhido para este estudo foi o TiCN (carbonitreto de titânio), produzido industrialmente e disponível no mercado brasileiro. As técnicas de caracterização foram utilizadas para medir a rugosidade, a dureza, os perfis de composição química, as fases formadas, as tensões residuais e a adesão dos revestimentos. Após esta caracterização inicial, foram feitos ensaios utilizando a técnica de esfera-sobre-disco em amostras e de DST (Dobramento sob Tensão) em pinos com geometria específica com o objetivo de se avaliar o comportamento tribológico dos tratamentos dúplex desenvolvidos. / The advantages related to the utilization of hard thin films deposited on tools and components via PAPVD (Plasma Assisted Physical Vapor Deposition) are well known and given by their properties. The main properties of these coatings are their capacity to avoid significant roughness increase of the coated substrates, high hardness which provides high wear resistance, low reactivity in the case of ceramic coatings and the possibility to provide very low friction coefficient. The thin films associated with plasma nitriding (the so called duplex treatments) applied to the substrates can bring much more benefits. The coating load bearing capacity can be increased by the presence of the diffusion zone on the substrate that allows a gradient of mechanical properties from the coating to the core of the material. In this work, by plasma nitriding process, two distinct depths of diffusion layer were developed in samples and pins manufactured out of the DIN X100CrMoV8-1-1 steel. This steel grade is commonly used to manufacture tools for cutting and stamping operations. Following a previous work the chosen coating for this study was a graded TiCN (titanium carbonitride). The samples were characterized by several different techniques in order to access surface roughness, chemical composition profiles, present phases, residual stresses, hardness and adhesion of the obtained nitrided layer and coatings. After this initial characterization, tests were performed using a pin-on-disc apparatus and BUT (Bending under tension test) with the aim to evaluate the tribological behavior of the developed duplex treatment for for sheet metal forming application.

As fachadas das edificações, ao longo de sua vida útil, sofrem degradação devido a ataques de agentes químicos e à deposição de partículas na sua superfície. Como consequências, há perdas no desempenho de seus materiais e a desfiguração estética das fachadas por meio de manchas, implicando em ações de reparo que envolvem custos elevados. Os produtos atualmente disponíveis no mercado brasileiro com objetivo de evitar o manchamento de fachadas têm baixa eficiência, sendo que os principais deles adotam a técnica do pós-tratamento com hidrofugantes, os quais geralmente alteram a coloração do substrato e podem ser a origem de novas patologias. Usufruindo de novas tecnologias, o dióxido de titânio (TiO2) apresenta-se como material nanométrico amplamente estudado na área científica, sendo potencialmente utilizado como fotocalisador. O presente trabalho verificou a possibilidade de obtenção de superfícies autolimpantes a partir da adição de TiO2 em revestimentos de argamassa branca. Estas, a partir de propriedades fotocatalíticas do TiO2 podem ser tornar autolimpantes sob ação da radiação solar (UV) e da chuva. Foram confeccionadas argamassas de traço 1:2 e 1:3, com adições de 0%, 5% e 10% de TiO2 em relação à massa de cimento, com consistência fixa. As amostras foram aspergidas com diferentes agentes manchantes: azul de metileno, particulado de poluição, produto de corrosão, pichação; e sem manchamento (referência). Após, estas amostras foram expostas nas condições ambientais da cidade de Porto Alegre. Ao longo de 84 dias, foram realizadas leituras com espectrofotômetro portátil para avaliar o efeito autolimpante. Também foram verificadas as propriedades físico-mecânicas das argamassas. Os resultados apontaram que argamassas com adição de TiO2 necessitaram maior quantidade de água, apresentaram maior densidade no estado fresco e menor teor de ar incorporado. Ainda, a resistência à compressão foi elevada para o traço mais rico (1:2) e mantida constante para o traço pobre (1:3). Além disso, se mostraram mais claras/brancas quanto maior a porcentagem de adição. O efeito autolimpante pode ser percebido mais facilmente na mancha de azul de metileno, porém, a limpeza ocorreu tanto em argamassas com adição de TiO2, quanto em argamassas sem a adição. Em manchas que geraram uma película sobre a placa, o efeito autolimpante foi dificultado. / The facades of buildings, during their lifespan, suffer degradation due to attacks of chemical agents and due to deposition of particles on their surface. As consequences, there are losses on the performance of their materials and aesthetics disfiguration of the facades by stains, implying repairing actions involving high costs. The products available nowadays on the brasilian market with the purpose to avoid the staining of the facades have low efficiency, and the main products between them adopt the technique of post-treatment with hydrophobing, which generally modify the colour of the substrate and which can originate new pathologies. Taking advantage of new technologies, the titanium dioxide (TiO2) appears as a nanometric material widely studied in the scientific area, being pottentialy used as photocatalyser. The present work has verified the possibility of obtention of self-cleaning surfaces after addition of TiO2 in white mortar coverings. Those, from photocatalyser properties of the TiO2 can become self-cleaning under the action of solar radiation (UV) and rain. There were prepared mortars of trace 1:2 and 1:3, with additions of 0%, 5% and 10% of TiO2 in relation of the cement weight, with steady consistency. The samples were sprinkled with different staining agents: methylene blue, pollution particulates, corrosion product, graffiti; and without stains (reference). After that, these samples were exposed to the ambiental conditions of the city of Porto Alegre. Through 84 days, scannings were made with portable spectrophotometer to evaluate the self-cleaning effect. The physicalmechanical properties of the mortars were also verified. The results point out that mortars with addition of TiO2 required a bigger amount of water, they presented bigger density in the fresh state and smaller contents of incorporated air. Besides, the compression resistance was high to the richest trace (1:2) and remained constant to the poor trace (1:3). Moreover, they have showed themselves more clear/white as bigger was the percentage of addition. The self-cleaning effect can be more easily noticed on the methylene blue stain, however, the cleaning occurred both in mortars with addition of TiO2 and in mortars without the addition. In stains which generate a film above the plate, the self-cleaning effect was hampered.

Um dos principais problemas da folha de flandres utilizada no setor de embalagens é a adesão dos revestimentos UV sobre o substrato devido à presença de óxidos na superfície. Dessa forma, o emprego de pré-tratamentos superficiais se faz necessário, e o uso de revestimentos híbridos tem sido proposto para melhorar a aderência e a resistência à corrosão. Contudo, esses revestimentos tendem a serem frágeis e não suportam deformação mecânica. No presente trabalho, os filmes híbridos foram depositados sobre a folha de flandres a fim de avaliar o seu desempenho como revestimento protetor e como pré-tratamento para posterior aplicação do revestimento UV. Visando melhorar o efeito barreira, as folhas de flandres foram revestidas com um filme híbrido obtido a partir de um sol constituído pelos precursores: 3-(trimetoxisililpropil)metacrilato (TMSM) e tetraetoxisilano (TEOS) e Ce(NO3)3 0,01M com adição do plastificante di-isodecil adipato (DIDA) em diferentes concentrações: (0,5, 1, 2 e 4%). Utilizou-se o processo de dip-coating com velocidade de retirada de 10 cm.min-1, com aplicação em monocamada e bicamada, e curados por cura térmica empregando-se duas diferentes temperaturas de cura, 60 °C e 90 °C. Com o objetivo de analisar um pré-tratamento para posterior aplicação do revestimento UV, as folhas de flandres foram revestidas com um filme híbrido obtido a partir de um sol com a mesma formulação citada, substituindo o plastificante DIDA pelo flexibilizante polietilenoglicol (PEG) em diferentes concentrações: (20, 40, 60 e 80 g.L-1). Os filmes foram obtidos e curados conforme descrito anteriormente, além disso, após o pré-tratamento com filme híbrido, a folha de flandres foi submetida ao processo de pintura com tinta uretânica alifática acrilada curada por radiação ultravioleta (UV). Foram empregadas como técnicas para caracterização quanto ao comportamento eletroquímico: monitoramento do potencial de circuito aberto, curvas de polarização potenciodinâmicas, medidas de impedância eletroquímica e svet. O comportamento físico-químico dos filmes foi avaliado por ângulo de contato, termogravimetria, espectroscopia de infravermelho e ressonância magnética nuclear. A resistência ao desgaste foi avaliada pela técnica de esfera sobre plano. Os sistemas de pintura curada por radição ultravioleta foram analisados quanto à adesão, flexibilidade e molhabilidade. Os resultados obtidos, mostraram que a adição de 2% do plastificante di-isodecil adipato melhorou a resistência à corrosão e a cura a 90 °C e com aplicação da bicamada otimizou o efeito barreira do filme. Adição de PEG na concentração de 20 g.L-1 contribuiu para melhorar a flexibilidade do filme retardando a cinética da reação de reticulação e consequentemente evitando a formação de fissuras. Nesta concentração, e curado a 60 °C, o filme melhorou a resistência mecânica para os sistemas com pós-tratamento em tinta UV. / One of the main problems of the tinplate for the packaging sector is the coating adherence of UV coatings on the substrate, due to the presence of oxides on the surface. Thus, it makes necessary the use of surface pretreatments, and the use of hybrid coatings has been proposed to improve the adherence and corrosion resistance. However, these hybrid films tend to be fragile and do not hold on mechanical deformation. In this work, the tinplate was coated with hybrid films aiming to evaluate its performance as protective coating and as pre-treatment for further UV coating application. In order to improve the barrier effect, the tinplate were coated with a hybrid film obtained from a sol constituted by the precursors 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate (TMSM) and tetraethoxysilane (TEOS), 0.01 mol.L-1 cerium nitrate (Ce(NO3)3) and diisodecyl adipate (DIDA) in different concentrations (0.5, 1, 2 and 4%) as plasticizer. Dip-coating was the process for applying the films with removal rate of 10 cm.min-1. The films were applied in one or two layers and, then, thermally cured at 60 °C or 90 °C. As a pretreatment for further UV coating, the tinplate were coated with a hybrid film with the aforementioned formulation, but replacing the plasticizer DIDA for polyethylene glycol (PEG) in different concentrations (20, 40, 60 e 80 g.L-1). The films were obtained and cured through the same dip-coating process and, after, the samples were painted with aliphatic acrylic urethane coating with ultraviolet radiation curing. The characterization techniques for electrochemical behavior were open circuit potential monitoring, potentiodynamic polarization curves, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and scanning vibrating electrode technique (SVET). The physicochemical behavior of the films was evaluated by contact angle measurement, thermogravimetric analysis, infrared spectroscopy and nuclear magnetic resonance. Wear resistance was evaluated by using a ball-on-plate test. The systems with UV-radiation-cured ink were analyzed regarding adherence, flexibility and wettability. Results showed that adding 2% of DIDA plasticizer improved the corrosion resistance and that curing a bilayer film at 90 °C optimizes the film barrier effect. Adding PEG in a concentration of 20 g.L-1 improved the flexibility of the film, making the cross-linking reaction kinetics slower and, in consequence, avoided cracks. With this concentration and curing at 60 °C, the film had better mechanical resistance for systems post-treated with UV ink.

Devido à necessidade de obtenção de uma superfície resistente ao desgaste e a oxidação, os cilindros hidráulicos são tradicionalmente revestidos com cromo duro eletrodepositado. Todavia, este tipo de revestimento apresenta uma redução gradual do coeficiente de atrito, interferindo diretamente na lubrificação da haste, ocasionando danos aos elementos de vedação e promovendo consequentes vazamentos. Outro apelo contrário à utilização do processo de revestimento com cromo é a presença, em elevados níveis, de cromo hexavalente Cr+6, apresentando alto poder cancerígeno e de contaminação ambiental. Atualmente, o processo de aspersão térmica em alta velocidade (HVOF - High Velocity Oxi-Fuel) se caracteriza como uma técnica de revestimento alternativa ao cromo duro, utilizando materiais compósitos (metal-cerâmico), os quais propiciam baixas taxas de desgaste. Este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de revestimentos aplicados em hastes de cilindros hidráulicos revestidas com WC-CoCr pelo processo HVOF, em comparação ao revestimento de cromo duro eletrodepositado. As técnicas de caracterização empregadas foram divididas em duas etapas, sendo que a primeira foi: análise microestrutural, ensaios de dureza e desgaste, medições de rugosidade e perfilometria, em corpos de prova planos e, na segunda etapa, a análise dos revestimentos adquiridos através de uma bancada de testes de hastes de cilindros hidráulicos, onde a caracterização foi obtida através de, medições específicas dos principais parâmetros de rugosidades aplicadas a superfícies de vedação, como Rz, Rmáx e Rmr, desgaste visuais das hastes e vedações e medições de vazamento de óleo. Ao final, os resultados mostram que o revestimento aspergido, indica características competitivas em relação à eletrodeposição de cromo, podendo ser aplicado em hastes de cilindros hidráulicos com algumas vantagens, como por exemplo, maior resistência ao desgaste, menor coeficiente de atrito, menores taxas de vazamento e melhores condições finais de superfícies. / To obtain a surface that is resistant to wear and oxidation, hydraulic cylinders are typically coated with in hard chromium through the process of electroplating process. However, this type of coating displays a gradual reduction of the friction coefficient as the lubrication directly interferes with the shaft mechanism, which in turn causes damage to the sealing elements and promotes subsequent leakage. Another disadvantage in using the electroplated hard chromium process is the presence of high level hexavalent chromium Cr+6 which is not only carcinogenic, but also extremely contaminating to the environment. Currently, the alternative process of high-speed thermal spraying (HVOF - High Velocity Oxy-Fuel), as opposed to hard chrome coating, uses composite materials (metalceramic) possessing low wear rates. This study aims to evaluate and compare the performance of hydraulic cylinder rods coated with WC-CoCr in the HVOF process, and those coated with electroplated hard chromium. The characterization techniques employed were divided into two steps, the first of which was: microstructural analysis, testing the hardness, wear, roughness and profilometry and on specimens plans and, in the second step, analysis of the coating obtained through a bench test rods of hydraulic cylinders, where the characterization was through achieved , specific measurement of the main parameters of roughness applied to sealing surfaces, as Rz, Rmáx and Rmr, wear visual of the rods and seals and measurements of oil leakage. At the end, the results show that the sprayed coating, indicate competitive characteristics in relation to the electrodeposition of chromium, which can be applied in rods of hydraulic cylinders with some advantages, such as improved wear resistance, coefficient friction low, lower rates of leakage and condition final better surface.

LIMA, Jorgiane da Silva Severino. Desenvolvimento de revestimento à base de concentrado protéico de soro de leite e óleo essencial de erva doce e sua eficiência na vida pós-colheita de mamão "Golden". 2015. 74 f. Dissertação (mestrado em ciência e tecnologia de alimentos)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2015. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-03-22T18:47:42Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_jsslima.pdf: 2152799 bytes, checksum: 4b05e66f4d723d2c1ab344c4735fd5c0 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-05-18T19:18:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_jsslima.pdf: 2152799 bytes, checksum: 4b05e66f4d723d2c1ab344c4735fd5c0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-18T19:18:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_jsslima.pdf: 2152799 bytes, checksum: 4b05e66f4d723d2c1ab344c4735fd5c0 (MD5) Previous issue date: 2016 / Papaya (Carica papaya L.) is a climacteric fruit, has high transpiration rates and due to the intense metabolism during ripening, senesce quickly, making it difficult to store for long periods and consequently generating high rates of post harvest losses, which may be aggravated by the action of Colletotrichum gloeosporioides. In view of extending the useful life of the papaya'Golden' this study aimed to develop a coating using a combination of protein whey concentrate (WPC), essential oil of fennel (OED), calcium chloride (CC) and glycerol (G). Evaluations were carried out in vitro effect of different concentrations of OED reduction in mycelial growth of C. gloesporioides as were tested in vitro fungitoxic capacity of the O ED. Using the two most efficient concentrations of OED togethe r with different concentrations of WPC (10, 12, 14%), DC (1%) and G (5%) were formulated nine coatings, which have had their stability evaluated using the analysis contact angle, average particle diameter, zeta potential and microscopy. Possession of the most promising coatings were started three experiments in parallel. In the first, papayas artificially inoculated with C. gloesporiodes were submitted to coatings, to assess the incidence and severity of the pathogen. The second and third experiments, sound papayas were coated and subjected to analysis of survival and quality respectively. In vitro tests showed a positive potential in use of the fennel oil on mycelial growth of the fungus C. gloesporioides with minimal inhibitory concentration (MIC) and mini mum fungicidal concentration of 2000 ppm. The set of analyzes used to assess the stability of the formulated coatings indicated that those containing a lower percentage of WPC (10%) and the OED higher concentrations (0.2% and 0.4%) provided the formation of more stable coatings. In the experiment using papayas inoculated with C. gloeosporioides, we observed a lower incidence and severity of disease in non - inoculated points of the coated papayas Coatings tested in survival analysis were able to slow the ripening process of papayas, and the treatment consists of: 10% of CPSL, 0.4% O ED, 1% and 5% CC G was the most effective in controlling the incidence of C. gloeosporioides and the extension of postharvest life of these fruits. / O mamão (Carica papaya L.) é um fruto climatérico, apresenta altas taxas de transpiração e, devido ao intenso metabolismo durante o amadurecimento, senesce rapidamente, dificultando o armazenamento, por períodos prolongados e, consequentemente gerando altos índices de perdas pós-colheita, as quais podem ser agravadas pela ação do Colletotrichum gloeosporioides. Na perspectiva de estender o tempo de vida útil do mamão ´Golden´ este estudo objetivou desenvolver um revestimento usando uma combinação de concentrado protéico de soro de leite (CPSL), óleo essencial de erva doce (OED), cloreto de cálcio (CC) e glicerol (G).Foram realizadas avaliações in vitro do efeito de diferentes concentrações de OED na redução do crescimento micelial de C. gloesporioides, assim como foram testados in vitro a capacidade fungitóxica do OED. Utilizando as duas concentrações mais eficientes do OED juntamente com diferentes concentrações de CPSL (10, 12, 14%), CC (1%) e G (5%), foram formulados nove revestimentos, os quais tiveram sua estabilidade avaliada por meio das análises de ângulo de contato, diâmetro médio das partículas, potencial zeta e microscopia de varredura. De posse dos revestimentos mais promissores, foram iniciados três experimentos em paralelo. No primeiro,mamões inoculados artificialmente com C. gloesporiodes foram submetidos aos revestimentos,para avaliação da incidência e severidade do patógeno. No segundo e terceiro experimentos, mamões sadios foram revestidos e submetidos à análise de sobrevivência e da qualidade, respectivamente. Os testes in vitro demonstraram um potencial positivo na utilização do óleo de erva doce no desenvolvimento micelial do fungo C. gloesporioides, com concentração mínima inibitória (CMI) e concentração mínima fungicida de 2000ppm. O conjunto de analises utilizado para avaliar a estabilidade dos revestimentos formulados indicou que, aqueles contendo menor percentual de CPSL (10%)e maiores concentrações de OED (0,2% e 0,4%) proporcionaram, a formação de revestimentos mais estáveis. No experimento utilizando mamões inoculados com C. gloeosporioides, foi possível observar menor incidência e severidade da doença nos pontos não inoculados dos mamões revestidos. Os revestimentos testados na análise de sobrevivência foram capazes de retardar o processo de maturação dos mamões, sendo o tratamento composto por: 10% de CPSL, 0,4% de OED, 1% de CC e 5% de G o mais eficiente no controle da incidência de C. gloeosporioides e na extensão da vida pós-colheita destes frutos.

[pt] Em geral, barras combustíveis de reatores nucleares consistem de um tubo de liga metálica contendo pastilhas de combustíveis óxidos. O agrupamento destas barras em feixes caracteriza a formação de elementos combustíveis. No presente trabalho, são realizadas análises termomecânicas e de efeitos de irradiação em barras combustíveis cilíndricas. Para determinação de inchamento por irradiação é utilizado um modelo baseado na teoria de difusão térmica e em mecanismos de difusão superficial e de evaporação-condensação. É considerado o movimento de bolhas nesta determinação. A pressão média dos gases é calculada. É desenvolvido um programa de computador, NITSA, que simula o comportamento da barra combustível no reator, incluindo em suas determinações o cálculo de distribuições de temperatura, tensões e deformações em toda a barra combustível. / [en] Generally, fuel rods of nuclear reactors consist of a metalic alloy tube containing oxide fuel pellets. Fuel elements are formed by fuel rods disposed in bundles. In the present work, an irradication, thermal and mechanical analyses of cylindrical fuel rods are performed. A model considering thermal difusion theory, superficial difusion and vapor transport mechanisms is utilized on the determination of the irradiation swelling. Gas bubbles motion is taken into this calculation. The average gas pressure is computed. A computer program, NITSA, is developed for simulation of a reactor fuel rod performace, including temperature distributions, stress and strain calculations.

[pt] O processo de revestimento por extrusão (slot coating) é muito utilizado em produtos que requerem alta uniformidade de espessura. Sua janela de operação em regime permanente já foi plenamente estudada, mas o entendimento completo do processo requer a análise da sua sensibilidade a pequenas variações nos parâmetros operacionais. Neste trabalho é feita uma análise transiente (por simulação numérica) do efeito de uma variação periódica conhecida da fresta de revestimento na uniformidade da espessura do líquido revestido. Várias geometrias de barras de revestimento e parâmetros de processo são testados e os respectivos fatores de amplificação determinados em função da frequência de oscilação da fresta de revestimento. O ajuste inicial da fresta e o nível de vácuo aplicado a montante da barra de revestimento são duas variáveis básicas de processo, pois podem ser rapidamente ajustadas. Gráficos de contorno do fator de amplificação no espaço da fresta de revestimento contra o nível de vácuo são mostrados e surgem conclusões interessantes sobre a condição ótima de ajuste para minimização do fator de amplificação. Um algoritmo de otimização é utilizado com o objetivo de determinar pontos de mínimo no campo do fator de amplificação no espaço da fresta de revestimento contra o nível de vácuo. O líquido é considerado Newtoniano a as simulações são feitas a baixos números de capilaridade e Reynolds. / [en] Slot coating is one of the preferred methods when high precision is required and several studies focusing on its steady state analysis were made to determine the operating window of the process. However, full understanding of coating flows requires not only the two-dimensional, steady state solution of the governing equations, but also the sensitivity of those flows to small upsets. An effort to understand the impact of the coating gap periodic oscillation on down web thickness variation is made using computer aided simulation. Different slot die lip geometries and process conditions are tested and the respective amplification factors as a function of gap oscillation frequencies are reported. Coating gap and the vacuum level are particulary important process variables because are easily changed by the process engineer. Two dimensional contour plots of the amplification factor in the space of coating gap against vacuum level are reported for some geometries, and interesting results show up about their optimal adjusts. In the last chapter an optimization algorithm is used to find minimum values of the amplification factor of gap oscillation in the space of coating gap against vacuum level. The liquid is assumed Newtonian and computations are made at low capillary (up to 1.6) and Reynolds numbers. The transient free surface flow with appropriate boundary conditions is solved by the Galerkin/finite element methods, with time integration by a predictor-corrector algorithm. The set of non-linear algebraic equations for the finite element basis functions coefficients is solved by Newton’s method.

[pt] Cilindros fotossensíveis são usados nos processos de impressão e particularmente na impressão eletrofotográfica. O revestimento é aplicado ao cilindro em forma líquida antes de solidificar-se. O líquido é aplicado ao cilindro através de um aplicador de agulha que se translada ao longo da direção axial do cilindro. Durante este processo o cilindro gira em torno de seu próprio eixo levando a uma deposição da tira de líquido sobre a superfície do cilindro, em padrão espiral. Para ajudar a distribuir o líquido lateralmente e assim melhorar a uniformidade da espessura, cada tira de líquido aplicada pela agulha passa por meio de uma lâmina flexível. Este processo leva a um revestimento que apresenta um padrão espiral na espessura da camada revestida que pode causar defeitos no processo eletrofotográfico.O conhecimento, de forma fundamental, do escoamento é vital para a otimização do processo. Um modelo teórico de escoamento de filmes finos sobre superfícies cilíndricas em rotação com uma porta de injeção de líquido em movimento é apresentado. Este modelo é baseado na teoria de lubrificação considerando um filme precursor na frente da linha de contato aparente. A espessura de filme revestido foi obtida através da solução de uma equação diferencial parcial não linear de quarta ordem usando o método de diferenças finitas de segunda ordem. A discretização do tempo foi feita pelo método implícito de Crank- Nicholson. A discretização do sistema a cada passo do tempo leva a um sistema de equações algébricas não lineares que foi resolvido pelo método de Newton. Os resultados mostram como a uniformidade da camada depositada varia com os parâmetros do processo e com as propriedades do líquido. / [en] Photosensitive cylinders are used in printing arts and more particularly in electrophotographic printing (e.g. xerographic copy). The photosensitive coating is applied to the cylinder in liquid form, before it is solidified. The liquid is applied to the cylinder through a needle applicator that translates along the direction of the cylinder axis. The cylinder rotates during this process in order to cover the entire surface. Therefore, the liquid is applied in a spiral pattern. In order to help spreading of the liquid over the cylinder surface and to improve the thickness uniformity, each liquid stream applied from the needle passes under a flexible blade. This process leads to a coating that presents a spiral pattern on the deposited layer thickness, which can cause defects on the electrophotographic process. The complete understanding of the flow is vital to the optimization of the process. A theoretical model of the thin film flow over the surface of a rotating cylinder is presented here. It is based on the lubrication approximation considering a thin precursor film in front of the apparent contact line. The resulting non-linear fourth-order PDE for the film thickness was solved by a second-order finite difference method. The time discretization was done by the implicit Crank-Nicholson scheme. The non-linear algebraic equation at each time step was solved by Newton’s method. The results show how the uniformity of the deposited layer varies with process parameters and liquid properties.

As rodovias com revestimento primário constituem a imensa maioria da extensão da malha viária do Brasil e de muitos países. Sua manutenção em um nível mínimo aceitável de serventia consome parcelas importantes de orçamentos governamentais. Contudo, na maioria das vezes, as atividades de implantação e manutenção têm escasso sucesso, porque os agentes encarregados desconhecem a tecnologia específica. Visando contribuir para práticas mais efetivas, esta tese analisa os resultados de uma pesquisa realizada com o objetivo de identificar e discutir os mecanismos de degradação de rodovias com revestimento primário, à luz das Mecânicas dos Solos e dos Pavimentos. O projeto experimental incluiu ensaios laboratoriais, bem como a construção e monitoramento de desempenho, ao longo de 30 meses, de um pavimento experimental, em projeto de assentamento da Reforma Agrária, no Rio Grande do Sul. O revestimento primário foi construído em duas camadas (a superior constituída por 7 cm de saibro e a inferior por 17 cm de argila laterítica) assentes sobre um subleito estratificado, com camada superior arenosa. As formações geológicas são constituídas por depósitos aluvionares (subleito) e por siltito (jazida de argila) e gnaisse (jazida do saibro). A compactação das camadas foi verificada por meio de ensaios clássicos e com emprego do cone de penetração dinâmica (DCP). As deflexões foram medidas no topo do subleito e sobre cada camada de revestimento, com utilização de viga Benkelman. Amostras deformadas dos materiais do revestimento primário e da camada superior do subleito foram coletadas. Em laboratório realizaram-se ensaios de caracterização, bem como da classificação MCT; foram avaliadas a resistência ao desgaste e a durabilidade da fração graúda do saibro (abrasão Los Angeles e alteração de rochas água-estufa). Realizaram-se ensaios de compactação, Índice de Suporte Califórnia, Inderbitzen (erodibilidade), cisalhamento direto e triaxiais de carga repetida, para obtenção de módulos de resiliência e avaliação do comportamento quanto à deformação permanente. Complementarmente, foram obtidas curvas de retenção de água. Com base nos resultados laboratoriais foram realizadas previsões de desempenho do pavimento experimental, fundamentadas em conceitos, prescrições e em modelos matemáticos e estatísticos encontrados na literatura e no emprego do programa HDM 4. Durante o período de monitoramento do pavimento experimental foram realizados 3 levantamentos para a obtenção da Irregularidade Longitudinal (IRI), com o emprego de um perfilômetro inercial e 4 inspeções para a avaliação da evolução dos principais defeitos típicos de pavimento com revestimento primário. Os defeitos observados foram: afundamento de trilha de roda, buracos, perda de abaulamento, perda de espessura de revestimento e sulcos de erosão; identificando-se e discutindo-se os mecanismos de degradação a eles associados. Também foram comparadas as previsões de desempenho com a evolução da serventia do pavimento experimental, constatando-se que os modelos apresentados na literatura internacional nem sempre apresentam acurácia satisfatória. Isto mostra a necessidade de se desenvolverem novos modelos e calibrar os existentes, como condição indispensável para otimizar as atividades de manutenção das rodovias com revestimento primário. / Most of Brazilian and other countries’ roads networks mainly comprise unsurfaced gravel roads. The maintenance of such roads at a minimum acceptable level of serviceability consumes large percentages of governs budgets. In spite of that, the construction and maintenance activities are scarcely well-succeeded, since the personnel involved do not know the specific technology. Aiming at contributing for more effective practices, this thesis analyses the results of a research carried out with the objective of identifying and discussing distress mechanisms of unsurfaced gravel roads, based on Soil and Pavement Mechanics. Experimental procedures included laboratory tests, as well as the construction and performance monitoring, along 30 months, of a test section, in an agrarian reform settlement, in Rio Grande do Sul state, southern Brazil. The wearing course of the unsurfaced pavement consisted of two different layers (a 7-cm-thick upper layer, made of genuine residual soil and a lower one with 17 cm of lateritic clay), built over a stratified subgrade, with a sandy upper layer. Geological formations consisted of alluvial fans (the subgrade), siltstone (the clay site) and gneiss (genuine residual soil site). Layers compaction was quantified by means of classic tests and also using the dynamic cone penetrometer (DCP). Using a Benkelman beam, surface deflections were measured on the top of the subgrade and every layer. Samples were taken from the subgrade and from both materials that constitute the wearing course, in order to perform laboratory tests of characterization and those of a Brazilian soils classification system, known as MCT (miniature, compacted, tropical). Los Angeles abrasion and rock alteration by wetting and drying tests were done on samples of the genuine residual soil coarse fraction. Every material was subjected to compaction, CBR, Inderbitzen (erodibility), direct shear and repeated loading triaxial tests (these latter to compute resilient moduli and to evaluate the permanent deformation behaviour). Besides, water-retention curves were obtained. Based on laboratory results, the performance of the experimental pavement was predicted, founded on concepts, materials prescriptions and mathematical and statistical models and using HDM 4 program. During the monitoring period three roughness (IRI) surveys were carried out, using an inertial profilometer. Four distresses surveys were carried out to evaluate the evolution of the most important distresses typical of unsurfaced gravel roads. Distresses as rutting, potholes, cross-section deformation and thickness reduction and erosion channels were observed and the associated distress mechanisms were discussed. Pavement performance predictions were compared to the measured serviceability evolution. It was found out that the models available in the literature not always yield accurate results. Because of that, developing new models and calibrating the existing ones is mandatory to optimize maintenance activities in unsurfaced gravel roads.