Caracterização de um sistema digital de aquisição de imagens radiográficas utilizando nêutrons térmicos e raios gama para a inspeção de componentes mecânicos.

Ensaio não destrutivo é uma ferramenta essencial quando um equipamento, dispositivo ou componente não pode ser submetido a procedimentos destrutivos ou invasivos devido a razões de segurança, alto custo ou outras restrições físicas ou logísticas. Dentro deste quadro radiografias por transmissão com raios gama e nêutrons térmicos são técnicas singulares para inspecionar um objeto e desvendar sua estrutura interna devido à capacidade de atravessar uma vasta gama de materiais utilizados na indústria. Grosso modo, raios gama são mais atenuados por materiais pesados enquanto nêutrons térmicos são mais atenuados por materiais mais leves, tornando-as ferramentas complementares. Este trabalho apresenta os resultados obtidos na inspeção de vários componentes mecânicos, através da radiografia por transmissão com nêutrons térmicos e raios gama. O fluxo de nêutrons térmicos de 4,46x105 n.cm-2.s-1 disponível no canal principal do reator de pesquisa Argonauta do Instituto de Engenharia Nuclear foi usado como fonte para as imagens radiográficas com nêutrons. Raios dekeV emitidos pelo 198Au, também produzido no reator, foram usados como fonte de radiação para radiografias . Imaging Plates, especificamente produzidos para operar com nêutrons térmicos ou com raios X, foram empregados como detectores e dispositivos de armazenamento e captação de imagens para cada uma dessas radiações. Esses dispositivos exibem varias vantagens quando comparados ao filme radiográfico convencional. Com efeito, além de maior sensibilidade e serem reutilizáveis não são necessários câmaras escuras e processamento químico para a revelação. Em vez disso, ele é lido por um feixe de laser que libera elétrons armadilhados na rede cristalina durante a exposição à radiação, fornecendo uma imagem final digital. O desempenho de ambos os sistemas de aquisição de imagens, assim constituído, foi avaliado com respeito à sensibilidade, resolução espacial, linearidade e range dinâmico, incluído uma comparação com sistemas radiográficos com nêutrons empregando filmes e folhas de gadolínio como conversor de nêutrons em partículas carregadas. Além desta caracterização, diversos equipamentos e componentes foram radiografados com ambos os sistemas visando-se avaliar suas capacidades de desvendar a estrutura interna desses objetos e detectar estruturas e estados anormais. Dentro desta abordagem, uma neutrongrafia detectou a presença de material cerâmico remanescente empregado como molde no processo de fabricação nos canais de refrigeração de uma aleta do estator de uma turbina tipo turbo-fan, que deveria estar livre desse material. O reostato danificado de um sensor de pressão automotivo, foi identificado por neutrongrafia, embora nesse caso a radiografia também conseguiu realizar essa tarefa com melhor resolução, corroborando assim as curvas de resolução espacial obtidas na caracterização dos dois sistemas. A homogeneidade da distribuição do material encapsulado em uma gaxeta explosiva de chumbo utilizada na indústria aeroespacial foi igualmente verificada por neutrongrafia porque esse metal é relativamente transparente para nêutrons, mas suficientemente opaco para o explosivo rico em hidrogênio. Diversos outros instrumentos e componentes tais como variômetro, altímetro, bússola aeronáutica, injetor automotivo de combustível, foto-camera, disco rígido de computador, motor de passo, conectores eletrônicos e projéteis foram radiografados com ambos os sistemas visando avaliar suas habilidades em desvendar diferentes peculiaridades em função do agente interrogador.

Avaliação de ligações KK entre perfis tubulares em aço.

Em virtude do elevado grau de desenvolvimento da tecnologia em sua produção, a utilização de perfis tubulares é grandemente difundida em países como, por exemplo, Canadá, Inglaterra, Alemanha e Holanda. A utilização de tais perfis no Brasil era bastante restrita, limitando-se a coberturas espaciais. Atualmente, a situação do mercado brasileiro começa a se alterar em decorrência do significativo aumento da oferta de perfis tubulares estruturais. Este trabalho apresenta uma análise de ligações tipo KK com perfis tubulares circulares (CHS), com o intuito de estabelecer um quadro comparativo entre as formulações analíticas de dimensionamento proposta pelo Eurocode 3 Parte 1.8, 2 edição do guia de projeto de ligações tubulares do CIDECT, ABNT NBR 16239:2013, pelas equações propostas por Paul e Kurobane e critérios de deformação limite. A calibração de um modelo foi feita com dados numéricos e experimentais. Para cada um dos tipos de ligações analisadas, desenvolveu-se um modelo em elementos finitos no programa Ansys. As não-linearidades física e geométrica foram incorporadas aos modelos, a fim de se mobilizar totalmente a capacidade resistente da ligação. A não-linearidade do material foi considerada com o uso do critério de plastificação de Von Mises através de uma lei constitutiva tensão versus deformação bilinear. A não-linearidade geométrica foi introduzida no modelo através da Formulação de Lagrange Atualizado considerando-se a previsão de grandes deformações de forma a permitir a redistribuição de carregamento na ligação após o escoamento inicial. Foi proposto um modelo de uma treliça espacial composta por perfis tubulares de seção circular para comparar os resultados de análises de uma ligação isolada e a resposta desta mesma ligação como parte de uma treliça em escala real.

Cálculo no ensino médio: uma proposta para o ensino de derivada na primeira série

Este trabalho traz uma proposta de atividades, a serem desenvolvidas em sala de aula, com o objetivo de introduzir o conceito de derivadas para os alunos da primeira série do Ensino Médio. Antes das atividades, estão presentes algumas breves pesquisas. O histórico da presença de tópicos do Cálculo Diferencial e Integral no Ensino Médio no Brasil, assim como a análise de alguns livros didáticos, serve para mostrar como o assunto já foi e está sendo tratado no país. Também são exibidos aspectos sobre o Ensino Médio na Alemanha e nos Estados Unidos, países onde o cálculo está presente na Escola Secundária, embora de formas bastante diferentes. Um capítulo sobre a preparação adequada para as aulas também foi incluído, uma vez que a simples inserção da derivada poderia causar problemas de tempo para o cumprimento do cronograma e não trazer os resultados esperados. São necessários algum grau de adequação dos conteúdos ministrados e de cooperação com professores de Física. As atividades visando o ensino dos conceitos iniciais de derivada são motivadas por um problema físico de movimento. O foco é dado na intuição e na visualização de gráficos, para que haja uma melhor compreensão dos conceitos envolvidos. A utilização de um software de geometria dinâmica é requerida em boa parte do tempo, como importante ferramenta de apoio pedagógico

Simulação de problemas de transferência de calor em regime permanente com uma relação entre condutividade térmica e temperatura constante por partes.

Este trabalho estuda a transferência de calor por condução considerando a condutividade térmica como uma função constante por partes da temperatura. Esta relação, embora fisicamente mais realista que supor a condutividade térmica constante, permite obter uma forma explícita bem simples para a inversa da Transformada de Kirchhoff (empregada para tratar a não linearidade do problema). Como exemplo, apresenta-se uma solução exata para um problema com simetria esférica. Em seguida, propôe-se uma formulação variacional (com unicidade demonstrada) que introduz um funcional cuja minimização é equivalente à solução do problema na forma forte. Finalmente compara-se uma solução exata obtida pela inversa da Transformada de Kirchhoff com a solução obtida via formulação variacional.

Avaliação de propriedades mecânicas e térmicas de compósito à base de polietileno de alta densidade e hidroxiapatita deficiente de cálcio

No presente trabalho, foram processados compósitos de polietileno de alta densidade (PEAD) com hidroxiapatita deficiente de cálcio (HA), com o objetivo de obter materiais com melhores propriedades mecânicas e bioatividade. A adição da HA deficiente de cálcio proporcionou um aumento no módulo de elasticidade (maior rigidez), menor resistência ao impacto e decréscimo do grau de cristalinidade do PEAD, proporcionando uma maior bioatividade ao material. A análise térmica exploratória (sistema não isotérmico) foi realizada por meio da técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e foram avaliados os teores de fosfato de cálcio e a velocidade de rotação da rosca no processamento dos materiais. No estudo da cristalização não-isotérmica observou-se uma diminuição da temperatura de cristalização com o aumento da taxa de resfriamento para todos os materiais sintetizados. A energia de ativação (Ea) da cristalização dos materiais foi avaliada por meio dos métodos Kissinger e Ozawa. A amostra com 5% de HA deficiente de cálcio e velocidade de processamento de 200 rpm foi a que apresentou menor valor de energia de ativação, 262 kJ/mol, menor desvio da linearidade e a que mais se assemelhou à matriz de PEAD sem HA. O teor de hidroxiapatita deficiente de cálcio não favorece o processo de cristalização devido à alta energia de ativação determinada pelos métodos descritos. Provavelmente, a velocidade de rotação, favorece a dispersão da carga na matriz de PEAD, dificultando o processo de cristalização. Na aplicação do método de Osawa-Avrami, os coeficientes de correlação indicaram perda na correlação linear. Estas perdas podem estar associadas a uma pequena percentagem de cristalização secundária e/ou à escolha das temperaturas utilizadas para determinar a velocidade de cristalização. Na determinação dos parâmetros pelo método de Mo, as menores percentagens de cristalização apresentaram um grande desvio da linearidade, com coeficiente de correlação bem menor que 1 e com o aumento da percentagem de cristalização, o desvio da linearidade diminui, ficando próximo de 1. Os resultados obtidos mostraram que o modelo de Mo e de Osawa-Avrami não foram capazes de definir o comportamento cinético dos materiais produzidos neste trabalho.

Monitoramento de desreguladores endócrinos no rio Arroio Fundo na bacia de Jacarepaguá, RJ.

Os desreguladores endócrinos são compostos micropoluentes de ação deletéria que causam efeitos aos animais e aos seres humanos. Estes vêm trazendo a várias décadas, problemas relacionados à má formação ou ainda infertilidade de várias espécies. A presença destes compostos na ordem de ng L-1 já é capaz de gerar efeitos nocivos ao sistema endócrino. Este trabalho visou à determinação da presença e quantidade de alguns destes compostos como 17α-etinilestradiol, bisfenol A e estrona entre outros, nas águas do rio Arroio Fundo, localizado em Jacarepaguá no RJ que possui um índice de qualidade de água ruim. A primeira etapa deste trabalho foi a implementação e validação de metodologia para determinação do 17α-etinilestradiol por cromatografia líquida acoplada a detector de fluorescência onde foram estabelecido limite de detecção, de quantificação e linearidade conforme orientação do Inmetro (2010). Além da avaliação das amostras ambientais através da metodologia estabelecida. Na etapa subsequente foram realizados os experimentos relativos à determinação dos desreguladores endócrinos através da espectrometria de massas por detector tipo tandem quadrupolo, onde também foram realizados os procedimentos de validação e determinação dos compostos bisfenol A e estrona que não foram suscetíveis a efeito de matriz durante a ionização, que acabou impedindo a determinação de outros desreguladores endócrinos. Os resultados indicam que não há redução da presença dos desreguladores endócrinos detectados, e de outros compostos orgânicos também detectados, mas não identificados, entre os pontos a montante e a jusante da Unidade de Tratamento do Rio Arroio Fundo. Todavia em função do grande efeito de matriz oriundo do fato da amostra ser de extrema complexidade, não foi possível realizar uma identificação e quantificação de todos os compostos alvos.

Ler no tempo: práticas de leitura em impressos e em e-readers

Tratando do tema dos meios de comunicação e de seus usos, esta dissertação discute as possíveis transformações nas práticas de leitura diante do surgimento dos novos suportes textuais baseados na tecnologia digital. O estudo mantém seu escopo de análise nas práticas de leitura por lazer estabelecidas em livros impressos e em livros eletrônicos (e-books) que são consumidos em e-readers. Entre outros, discutem-se a questão da linearidade ou fragmentação da leitura, os hábitos de marcações e anotações, locais de leitura e posturas, preferências de suportes. Os dados analisados foram obtidos através de entrevistas com 16 leitores divididos em dois grupos, um de leitores de e-readers e outro de leitores do impresso. Os resultados foram estudados comparativamente e mostram semelhanças e diferenças nas práticas de leituras dos dois grupos, que podem ser associadas à nova tecnologia e ao leitor eletrônico, tanto quanto às intenções e motivos de leitura, ao formato do texto e às particularidades do leitor.

Monolithic electro-optically modulated VCSEL suitable for radio over fibre applications to 20 GHz

An integrated EOM VCSELs is shown to offer high linearity (92dB/Hz 2/3 at 6GHz) and by extrapolation ∼90dB/Hz2/3 up to 20GHz. Successful modulation with IEEE 802.11g signals is demonstrated at 6GHz with a 12dB dynamic range. © 2011 Optical Society of America.

Porphyrin detection in denatured cnidarian tissue extracts

Porphyrin metabolic disruption from exposure to xenobiotic contaminants such as heavy metals, dioxins, and aromatic hydrocarbons can elicit overproduction of porphyrins. Measurement of porphyrin levels, when used in conjunction with other diagnostic assays, can help elucidate an organism’s physiological condition and provide evidence for exposure to certain toxicants. A sensitive microplate fluorometric assay has been optimized for detecting total porphyrin levels in detergent solubilized protein extracts from symbiotic, dinoflagellate containing cnidarian tissues. The denaturing buffer used in this modified assay contains a number of potentially interfering components (e.g., sodium dodecyl sulfate (SDS), dithiothreitol (DTT), protease inhibitors, and chlorophyll from the symbiotic zooxanthellae), which required examination and validation. Examination of buffer components were validated for use in this porphyrin assay; while the use of a specific spectrofluorometric filter (excitation 400 ± 15 nm; emission 600 ± 20 nm) minimized chlorophyll interference. The detection limit for this assay is 10 fmol of total porphyrin per μg of total soluble protein and linearity is maintained up to 5000 fmol. The ability to measure total porphyrins in a SDS protein extract now allows a single extract to be used in multiple assays. This is an advantage over classical methods, particularly when tissue samples are limiting, as is often the case with coral due to availability and collection permit restrictions.

Comparative account of growth rate of body parts with total length in adult Puntius sarana (Ham.)

The present study on growth rate of different body parts in relation to total length, in the male and female Puntius sarana (Ham.) did not show any significant heterogeneity except in snout length (p.01). The growth rate of snout length was found to be higher in females (b=0.0377) than in males (b=0.0266). Since the growth rate of most of the body parts was found to be homogeneous in both the sexes, the common regression co-efficient "b" was calculated on pooled data to represent the growth rate of different body parts against total length, the linearity of regression lines indicated isometric growth.

Semi-intensive shrimp farming system of Kerala, India: a production function analysis

An analysis of the factor-product relationship in the semi-intensive shrimp farming system of Kerala, farm basis and hectare basis, we are attempted and the results reported in this paper. The Cobb-Douglas model, in which the physical relationship between input and output is estimated, and the marginal analysis then employed to evaluate the producer behaviour, was used for the analysis. The study was based on empirical data collected during November 1994 to May 1996, covering three seasons, from 21 farms spread over Alappuzha, Ernakulam and Kasaragod districts of the state. The sample covered a total area of 61.06 ha. Of the 11 explanatory variables considered in the model, the size of the farm, casual labour and chemical fertilizers were found statistically significant. It was also observed that the factors such as age of pond, experience of the farmer, feed, miscellaneous costs, number of seed stocked and skilled labour contributed positively to the output. The estimated industry production function exhibited unitary economies of scale. The estimated mean output was 3937 kg/ha. The test of multi-co-linearity showed that there is no problem of dominant variable. On the basis of the marginal product and the given input-output prices, the optimum amounts of seed, feed and casual labour were estimated. They were about 97139 seed, 959 kg of feed and 585 man-days of casual labour per farm. This indicated the need for reducing the stocking density and amount of feed from the present levels, in order to maximise profit. Based on the finding of the study, suggestions for improving the industry production function are proposed.

The influence of peel angle on the mechanics of peeling flexible adherends with arbitrary load-extension characteristics

The peel test is commonly used to determine the strength of adhesive joints. In its simplest form, a thin flexible strip which has been bonded to a rigid surface is peeled from the substrate at a constant rate and the peeling force which is applied to the debonding surfaces by the tension in the tape is measured. Peeling can be carried out with the peel angle, i.e. the angle made by the peel force with the substrate surface, from any value above about 10° although peeling tests at 90 and 180° are most common. If the tape is sufficiently thin for its bending resistance to be negligibly small then as well as the debonding or decohesion energy associated with the adhesive in and around the point of separation, the relation between the peeling force and the peeling angle is influenced both by the mechanical properties of the tape and any pre-strain locked into the tape during its application to the substrate. The analytic solution for a tape material which can be idealised as elastic perfectly-plastic is well established. Here, we present a more general form of analysis, applicable in principle to any constitutive relation between tape load and tape extension. Non-linearity between load and extension is of increasing significance as the peel angle is decreased: the model presented is consistent with existing equations describing the failure of a lap joint between non-linear materials. The analysis also allows for energy losses within the adhesive layer which themselves may be influenced by both peel rate and peel angle. We have experimentally examined the application of this new analysis to several specific peeling cases including tapes of cellophane, poly-vinyl chloride and PTFE. © 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Transient growth and triggering in the horizontal Rijke tube Matthew

This theoretical paper examines a non-normal and non-linear model of a horizontal Rijke tube. Linear and non-linear optimal initial states, which maximize acoustic energy growth over a given time from a given energy, are calculated. It is found that non-linearity and non-normality both contribute to transient growth and that, for this model, linear optimal states are only a good predictor of non-linear optimal states for low initial energies. Two types of non-linear optimal initial state are found. The first has strong energy growth during the first period of the fundamental mode but loses energy thereafter. The second has weaker energy growth during the first period but retains high energy for longer. The second type causes triggering to self-sustained oscillations from lower energy than the first and has higher energy in the fundamental mode. This suggests, for instance, that low frequency noise will be more effective at causing triggering than high frequency noise.

Energy scattering in weakly non-linear systems.

The Chinese Tam-Tam exhibits non-linear behavior in its vibro-acoustic response. The frequency content of the response during free, unforced vibration smoothly changes, with energy being progressively smeared out over a greater bandwidth with time. This is used as a motivating case for the general study of the phenomenon of energy cascading through weak nonlinearity. Numerical models based upon the Fermi-Pasta-Ulam system of non-linearly coupled oscillators, modified with the addition of damping, have been developed. These were used to study the response of ensembles of systems with randomized natural frequencies. Results from simulations will be presented here. For un-damped systems, individual ensemble members exhibit cyclical energy exchange between linear modes, but the ensemble average displays a steady state. For the ensemble response of damped systems, lightly damped modes can exhibit an effective damping which is higher than predicated by linear theory. The presence of a non-linearity provides a path for energy flow to other modes, increasing the apparent damping spectrum at some frequencies and reducing it at others. The target of this work is a model revealing the governing parameters of a generic system of this type and leading to predictions of the ensemble response.

Magnetic sensor with compensation for lead and coil resistance

A measurement system for magnetic fields or electric currents uses a single-core fluxgate, magneto-inductive or magneto-impedance device driven from a radio frequency excitation source. Flux nulling feedback circuitry is provided to maintain the core of the sensor at substantially zero net flux and improve the linearity and dynamic response of the sensor system. A high pass filter is provided for reducing the dc effects of the ohmic resistance of the coil and lead wires on the effectiveness of the flux nulling feedback.