[pt] O desenvolvimento de novas tecnologias com Hidrogênio como fonte de energia ressalta um antigo desafio nos meios de transporte e armazenamento desse, visto que todos materiais estruturais têm susceptibilidade a fragilização pelo hidrogênio. A forma usual de resolver esse problema é o uso de materiais nobres e mais resistentes a fragilização pelo hidrogênio. Uma alternativa para o dimensionamento mecânico em condições de fragilização pelo hidrogênio vem da modelagem de trincas curtas através da mecânica da fratura linear elástica ou Elasto-Plástica. Esses modelos consideram dois parâmetros do material, o Limite de Resistência ao Trincamento Assistido pelo Ambiente e o Limiar de Propagação de Trincas no meio. Nesse trabalho o modelo proposto é validado experimentalmente em condições de Corrosão sob Tensão Induzida por Sulfetos (aço de alta resistência e baixa liga e o aço inoxidável super martensítico UNS S41426 expostos ao sulfeto de hidrogênio), bem como o aço 17-4PH em 200bar(g) de H2. O método de teste T-WOL recomendado no código ASME BPVC para a obtenção da tenacidade à fratura sob alta pressão de H2 é avaliada para materiais com alta tenacidade, a qual não apresentou bons resultados. Como alternativa, uma metodologia modificada a partir da norma ASTM E1820 para obter a curva J-R em H2 a alta pressão é testada, obtendo o limiar de propagação de trincas em condições Elasto-Plásticas. Durante as atividades, uma célula de carga utilizada no interior da autoclave de teste falhou quando exposta a 200bar(g) de H2. Foi realizada análise de falha e redimensionamento, conforme o modelo de trincas curtas proposto, para que células semelhantes pudessem ser utilizadas nos testes subsequentes / [en] The development of new technologies with hydrogen as an energy source underscores a longstanding challenge in its transportation and storage, since all structural materials are susceptible to hydrogen embrittlement. The usual approach to solve this problem is to use nobler materials more resistant to hydrogen embrittlement. An alternative approach to mechanical design under hydrogen embrittlement conditions involves the modeling of the behavior of short cracks through linear elastic or elastoplastic fracture mechanics. These models consider two key material parameters: the Environmental Assisted Cracking Resistance Limit and the Crack Propagation Threshold in the environment. In this study, the proposed model is validated by suitable tests under sulfide stress corrosion cracking - High Strength and Low Alloy steel and a supermartensitic stainless steel UNS S41426 exposed to hydrogen sulfide, and in a 17-4PH steel exposed to high-pressure gaseous hydrogen, at 200 bar(g) of H2. A T-WOL test methodology recommended in ASME BPVC code for measuring the fracture toughness at high pressure of H2 for materials with high toughness is evaluated, and it yields unsatisfactory results. As an alternative, a modified ASTM E1820 test method is proposed to obtain the J-R curve under high-pressure H2, obtaining the crack propagation threshold at elastoplastic conditions. During these activities, a load cell used within the test autoclave failed when exposed to 200 bar(g) of H2. Failure analysis and a new design were conducted according the short crack tolerance model, to allow the use of similar load cells in the following tests.

[pt] Sistemas líquido-líquido imiscíveis são amplamente encontrados na natureza e em processos industriais, abrangendo uma variedade de aplicações, incluindo adesão bacteriana, formação de biofilme, emulsificação, administração de medicamentos, injeção de água na recuperação de petróleo e remediação de solventes clorados em águas subterrâneas. Esses sistemas ocorrem quando dois líquidos não podem formar uma mistura homogênea devido a diferenças em suas propriedades moleculares, como polaridade ou densidade. Como resultado, os líquidos mantêm uma interface onde entram em contato, mas não se misturam, formando camadas distintas. Esse comportamento é influenciado pela tensão interfacial, uma força que minimiza a área de contato entre os dois líquidos e, assim, exerce uma influência significativa na estabilidade e no comportamento do sistema. Surfactantes, ou agentes tenso ativos (SSAs), são frequentemente usados para controlar as propriedades dessas interfaces. Esses compostos reduzem significativamente a tensão interfacial entre dois líquidos imiscíveis. Este estudo visa medir experimentalmente a tensão interfacial em um sistema líquido-líquido por meio de um método dinâmico in situ utilizando um reômetro equipado com sistema de microscopia. Este equipamento permite a observação e medição em tempo real do comportamento da interface dos fluidos sob várias condições. Dessa forma, a tensão interfacial é determinada com base nas teorias existentes de deformação de gotas, como o método de retração de gotas deformadas (DDRM). Investigamos o comportamento da tensão interfacial em um sistema composto por uma mistura de 95 por cento empeso de polidimetilsiloxano (PDMS) e hexadecano, uma solução de 80 por cento empeso de glicerol em água deionizada, e o surfactante não iônico lipofílico Twenn 80, com concentrações variando de 0,0005 por cento a 0,0500 por cento em peso. / [en] Immiscible liquid-liquid systems are widely found in nature and industrial processes, covering a variety of applications, including bacterial adhesion, biofilm formation, emulsification, drug delivery, water flooding in oil recovery, and remediation of chlorinated solvents in groundwater. These systems occur when two liquids cannot form a homogeneous mixture due to differences in their molecular properties, such as polarity or density. As a result, the liquids maintain an interface where they come into contact but do not mix, forming distinct layers. This behaviour is influenced by interfacial tension, a force that minimises the contact area between the two liquids and thus exerts a significant influence on the stability and behaviour of the system. Surfactants, or surface-active agents (SSAs), are often used to manage and manipulate the properties of these interfaces. These compounds significantly reduce the interfacial tension between two immiscible liquids. This study aims to experimentally measure the interfacial tension in a liquid-liquid system through a dynamic in situ method using the Rheo-Microscopy apparatus. This equipment allows real-time observation and measurement of fluid interface behaviour under various conditions. In this way, interfacial tension is determined based on existing drop deformation theories, such as the deformed drop retraction method (DDRM). We investigated the interfacial tension behaviour in a system composed of a 95 wt.percent polydimethylsiloxane (PDMS) hexadecane mixture, an 80 wt.percent glycerol solution in deionized water, and the lipophilic non-ionic surfactant Tween 80, with concentrations ranging from 0.0005 to 0.0500 wt.percent.

[pt] A índole escatológica da Igreja, como reflexão teológica, é muito pertinente, visto que trata da relação entre a estrutura visível da Igreja e aquela realidade pensada como meta última da atividade eclesial. A escatologia do Vaticano II trouxe à tona essa reflexão, quando salientou que a tensão escatológica entre o já e o ainda não faz parte da natureza do Novo Povo de Deus, e que, por isso mesmo, a Igreja é sinal e instrumento desta plenitude da esperança no meio da humanidade. Sendo um sinal, ela se torna, para o mundo, sacramento visível da unidade de gênero humano, com Deus e consigo mesma. Nossa pesquisa deseja enfocar a posição do Concílio Vaticano II acerca dessa situação-missão da Igreja, pois, para os Padres conciliares, a salvação prometida pelo Senhor já começou em Cristo, mas ainda não se consumou, porque o tempo da restauração de todas as coisas dar-se-á somente quando tudo estiver no Pai pelo Filho no Espírito. Então, neste instante, o homem e com ele toda a criação chegará à sua restauração final. Enquanto isso não acontecer, a Igreja é impelida a levar adiante a obra de santificação da humanidade, como missão imputada por Cristo na unidade do Espírito Santo. Esse trabalho quer, portanto, demonstrar como essa salvação de Cristo continua por meio da ação eclesial, que instrui seus filhos sobre o sentido da vida temporal, enquanto esperança dos bens futuros e compromisso com o Reino de Deus. / [en] The eschatological nature of the Church as theological reflection, it is very relevant, since it is the relationship between the visible structure of the Church and that dream reality as the ultimate goal of ecclesial activity. The eschatological nature of Vatican II brought up this discussion when he emphasized that the eschatological tension between the already and not yet is in the nature of the new people of God, and that, therefore, the Church is sign and instrument of fullness of Hope in the midst of humanity. As a sign, it becomes the world visible sacrament of the unity of mankind with God and with herself. Our research focuses on the position of Vatican II about the situation, the Church s mission, as for the Fathers, the salvation promised by the Lord already begun in Christ, but not yet consummated, because the time of the restoration of all things give will be only when all; the man and with him the whole creation reach its final restoration in Christ. In the meantime the church is compelled to carry on the work of sanctification of humanity as mission charged by Christ in the unity of the Holy Spirit. This work therefore want to show how the salvation of Christ continues through the action of the Church, instructing their children about the meaning of temporal life, as hope of eternal life and commitment to the Kingdom of God.

[pt] A avaliação da propagação de trincas de fadiga inclui a identificação da direção da trinca, o conhecimento do Fator de Intensidade de Tensões (SIF) equivalente, a determinação de uma taxa de crescimento de comprimento de trinca por número de ciclos da/dN e o estabelecimento de uma regra de propagação de trinca conectando SIF e da/dN, como uma regra de tipo Paris. Quando ocorrem cargas mistas e não proporcionais, esses parâmetros ainda não são totalmente compreendidos. Esta tese trata de algumas das variáveis que influenciam a propagação de trincas sob carregamento no modo misto não proporcional. A técnica de Correlação de Imagens Digitais (DIC) foi utilizada para a aquisição de imagens de corpos de prova submetidos a carregamento proporcional e não proporcional cíclico. Dois tipos de corpos de prova foram utilizados. Primeiramente, dois corpos de prova planos foram testados; um disk compact tension (DCT, em inglês) e um compact tension modificado (C (T) em inglês). Eles foram submetidos a carregamento cíclico induzindo o modo I de abertura de trinca ou modos I e II de abertura de trinca proporcionais. Em segundo lugar, os dados DIC adquiridos anteriormente, e em outro lugar, para cinco tubos finos sujeitos a carregamento cíclico foram analisados. Os tubos finos tiveram entalhes usinados a partir dos quais as trincas por fadiga iniciaram e se propagaram. Esses cinco tubos finos foram submetidos a diferentes casos de carga proporcional e não proporcional. Um corpo de prova tipo tubo fino foi exposto a carga axial e apresentou modo de abertura de trinca tipo I. Os outros quatro foram submetidos a carregamento de torção ou carga axial-torcional mista e exibiram todos os três modos de abertura de trinca I, II e III. Os campos de deslocamento adquiridos experimentalmente com a técnica DIC foram processados para calcular independentemente o SIF para cada modo de abertura existente usando formulações de mecânica de fratura elástica linear (MFLE). Uma formulação delas utilizou dados de deslocamento de campo completos adquiridos em pequenas áreas que circundavam a ponta da trinca. Outra formulação usou dados adquiridos de um par de pontos localizados ao longo dos flancos opostos das faces da trinca. Os SIFs determinados foram usados para encontrar os SIFs equivalentes e faixas de SIF equivalentes usando o critério da tensão máxima de tração (para ambas as versões 2D e 3D de combinações dos modos I-II e modos I-II-III respectivamente) que implicitamente incluíram o ângulo de propagação de trinca. Verificou-se que a inclusão do SIF no modo III experimentalmente determinado efetivamente faz diferença nas faixas do SIF e dos SIF equivalentes estimados. A curva da/dN versus faixa do SIF equivalente foi elaborado com as taxas de crescimento de trinca medidas experimentalmente e as faixas de SIF que foram encontradas usando a suposição amplamente aceita de que as trincas cresceram na direção que maximiza a tensão de tração. Para isso, extensões do modelo de Schollmann et. al. e bem como o modelo de Erdogan-Sih, que são geralmente aplicados ao carregamento proporcional, foram usados para determinar os SIFs equivalentes e faixas de SIF equivalentes para os casos de carregamento proporcional e não proporcional. Finalmente, a segunda zona da regra de Paris (da/dN versus faixa do SIF equivalente) foi plotada para os cinco casos de carregamento nos tubos finos mostrando que eles caíram dentro de uma faixa razoavelmente fina e dispersa. / [en] Fatigue crack propagation assessment includes identifying the crack direction, knowing the equivalent Stress Intensity Factor (SIF) range, determining a crack length growth rate per number of cycles (da/dN), and establishing a crack propagation rule connecting the equivalent SIF and da/dN rate, such as a Paris type of rule. When mixed and non-proportional loading occur, those parameters are not fully understood yet. This thesis deals with some of the variables that influence crack propagation under non-proportional mixed mode loading. The Digital Image Correlation (DIC) technique was used to acquire images of test specimens subjected to cyclic proportional and non-proportional loading. Two types of specimen samples were used. Firstly, two different plate test specimens were tested; a disk compact tension (DCT), and a modified compact tension, C(T). They were subjected cyclic loading inducing crack opening mode I or proportional crack opening modes I and II. Secondly, the previously and elsewhere acquired DIC data for five thin tubes subject to cyclic loading were analyzed. The thin tubes had pre-fabricated slit-notches from which fatigue cracks initiated and propagated. Those five thin tubes were subjected to different cases of proportional and non- proportional loading. One tube specimen was exposed to axial loading and presented mode I crack opening. The other four were subjected to torsion loading or mixed axial-torsional loading and exhibited all three I, II and III crack-opening modes. The experimentally acquired DIC displacement fields were processed to independently calculate SIF for each existing opening mode using linear elastic fracture mechanics (LEFM) formulations. One formulation used full field displacement data acquired in small areas that surrounded the crack tip. Another formulation used data acquired from a pair of points located along the opposite crack flanks. The determined SIFs were used to find equivalent SIFs and equivalent SIF ranges using the maximum tensile stress criterion (for both 2D and 3D versions of combinations of modes I-II and modes I-II-III respectively) which implicitly included the crack propagation angle. It was found that the inclusion of the experimentally determined mode III SIF indeed makes a difference in the determined equivalent SIF and equivalent SIF ranges. A da/dN versus equivalent SIF ranges plot was drafted with the experimentally measured crack growth rates and the SIF ranges that were found by using the widely accepted assumption that the cracks grew in the direction that maximizes the tensile stress. For this, extensions of the Schollmann et. al. model as well as of the Erdogan-Sih model, which are generally applied to proportional loading, were used to determine equivalent SIFs and equivalent SIF ranges for the cases of proportional and non-proportional loading. Finally, the second stage of the Paris rule (da/dN versus SIF range) was plotted for the five thin tubes loading cases showing that they fell inside a reasonably thin scattered band.

[pt] O incremento de geração fotovoltaica de grande porte traz consideráveis mudanças nas características operativas e dinâmicas do sistema quando este é submetido a grandes distúrbios. Um dos problemas técnicos mais relevantes é a estabilidade transitória, já que a geração intermitente ligada ao sistema por conversores eletrônicos não contribui para o aumento da inércia total do sistema. Entretanto, os conversores eletrônicos podem, potencialmente, trazer novas oportunidades de controle rápido para dar suporte aos geradores síncronos em resposta a um distúrbio severo. No presente trabalho propõe uma estratégia de controle para inversores fotovoltaicos baseado na injeção da corrente com um grande impacto na resposta transitória do ângulo do rotor da máquina síncrona, identificada através da análise de sensibilidade dos autovalores e dos fatores de participação. Ao fazer isso, é possível aumentar a potência ativa da máquina síncrona próximo do seu valor pré-falta, reduzindo o desequilíbrio entre o torque elétrico e mecânico. A estratégia de controle proposta foi testada experimentalmente, utilizando um inversor e uma montagem máquina síncrona-motor e, através da simulação de um sistema híbrido com um sistema fotovoltaico de grande porte. Os resultados mostram que a estratégia de controle proposta não está apenas em conformidade com os requisitos dos código da rede para melhorar a estabilidade da tensão durante uma perturbação grave, mas também é capaz de manter a estabilidade transitória da rede provando, assim, ser uma melhor alternativa em relação à capacidade FRT requerida pelos códigos de rede. / [en] The increase in photovoltaic generation has caused changes in the power system s operative and dynamic characteristics when subjected to severe disturbances. One of the most relevant problems associated with this renewable energy source is the transient stability, as renewable generation connected to the system by electronic converters does not contrinute to the increase of the total inertia of the system. However, electronic converters can potentially bring new opportunities for rapid control to support synchronous generators in response to severe disturbance. The present work proposes a control strategy for photovoltaic inverters based on the injection of the current with a major impact on the transient response of the synchronous machine rotor angle, identified through the eigenvalue sensitivity analysis and the participation factors. By doing so, it is possible to increase the synchronous machine active power output close to its pre-fault value, reducing the disequilibrium between mechanical and electrical torque. The proposed control strategy was experimentally tested using an inverter and a synchronous-motor machine assembly and, by simulating a hybrid system with a large photovoltaic system. The results show that the proposed control strategy not only conforms to the grid codes requirements to improve voltage stability during a severe disturbance, but is also able to maintain transient stability thus proving to be a better alternative to the FRT capability required by the grid codes.