Desenvolvimento e caracterização acústica de painéis multicamadas unifibra, multifibras e mesclados, fabricados a partir de fibras vegetais

Em um tempo em que altos níveis de ruído fazem parte do cotidiano das pessoas, a necessidade de controlá-los não é somente evidente, mas providencial. Atualmente a poluição sonora, em nível mundial, só não é mais grave do que a poluição do ar e da água. No Brasil a situação não é diferente, pois se estima que mais de 15 milhões de pessoas apresentem algum grau de deficiência auditiva devido a este problema ambiental. Dispositivos acústicos como painéis, barreiras, etc., quando de alta eficiência, geralmente, são de custosa aquisição, tornando, em muitas das vezes, inviável sua utilização, principalmente, por empresas de pequeno porte e orçamento limitado. Assim, soluções alternativas, a começar por novos materiais, que sejam menos custosos e possuam desempenho satisfatório surgem como uma ótima opção caso propostas tradicionais sejam inviabilizadas devido ao custo. Algumas fibras vegetais, na forma de painéis, possuem características acústicas satisfatórias quando utilizadas para reduzir a reverberação em determinados ambientes fechados. Dessa forma, considerando as tendências ambientais globais, o uso de fibras vegetais é uma boa oportunidade para agregar valor às referidas fibras e assim contribuir com o desenvolvimento tecnológico do país, já que estes materiais são de fácil obtenção, existem em abundância, não são tóxicos e provêm de fontes renováveis. Este trabalho apresenta a metodologia de desenvolvimento de painéis fabricados a partir de fibras vegetais (açaí, coco, sisal e dendê), assim como a metodologia utilizada para sua caracterização acústica em câmara reverberante em escala reduzida, baseando-se na norma ISO 354/1999. Os dados de coeficiente de absorção dos painéis são obtidos através de um analisador de frequências utilizando-se o Método da Interrupção do Ruído. A comparação entre os resultados obtidos para os painéis artesanais e os materiais convencionais ensaiados permite concluir que o desempenho acústico demonstrado por alguns painéis de fibras vegetais são muito satisfatórios, uma vez que seus coeficientes de absorção sonora foram compatíveis, e em alguns casos superiores, àqueles apresentados pelos materiais convencionais em determinada faixa de freqüência. Finalmente, uma comparação numérico-experimental é realizada, a fim de avaliar a influência de painéis de fibras de sisal sobre as características acústicas de uma pequena sala.

Condutividade elétrica complexa de rochas

Foram realizadas medidas em laboratório da condutividade elétrica complexa de 28 amostras de testemunhos de sondagem de três furos da área MM1-Alvo 1, Distrito dos Carajás, com o objetivo de auxiliar na interpretação de dados geofísicos de campo, obtidos com os métodos polarização induzida/resistividade e eletromagnético/AFMAG, aplicados na área. As medidas foram tomadas no intervalo de frequências de 10^-3Hz a 10⁴Hz, medindo-se a amplitude e a fase da condutância. O método empregado foi o de medida direta de impedância, utilizando-se um osciloscópio com memória, um gerador de sinais e dois pré-amplificadores diferenciais com alta impedância de entrada. O sistema de eletrodos escolhido para realizar as medidas foi o de 2 eletrodos de platina-platinizada em virtude de sua resposta de frequência ser plana no intervalo utilizado. Todas as medidas foram realizadas à temperatura constante de 24°C ± 1°C. Para interpretar as medidas de condutividade foi realizado estudo petrográfico das amostras, utilizando-se lâminas delgadas, seções polidas e difração de Raios-X. Foi determinado o teor de cobre, sob a forma de sulfeto, nas amostras utilizando-se o método de absorção atômica. Os resultados petrográficos permitiram classificar as amostras em cinco grupos distintos: granito, biotita-xisto, anfibolito, anfibólio-xisto e quartzito ferruginoso-formação ferrífera. O teor de cobre foi variável nos cinco grupos, havendo teores desde 50ppm até 6000ppm. Nas medidas de condutividade observou-se que, dentre os cinco grupos, as amostras da formação ferrífera apresentaram as maiores variações com a frequência. As amostras de granito tiveram espectro mais plano que as dos xistos e anfibolito. A conclusão a que se chegou é que as anomalias eletromagnéticas e de polarização induzida/resistividade observadas no campo próximo aos três furos (F₁, F₂, F₃) são devidas principalmgnte a formação ferrífera magnetitica, a secundariamente à mineralização de baixo teor de calcopirita associada.

Construção de um modelo experimental simulando condições de perfilagem de indução

A ferramenta de indução tem sido, desde 1949, largamente utilizada na prospecção de petróleo pois auxilia na localização de formações que contém hidrocarbonetos. Ainda existem, porém, várias restrições quanto ao uso deste equipamento. Camadas excessivamente finas, poços preenchidos com lamas muito condutivas e grandes diâmetros de invasão são exemplos de situações onde seu desempenho não é bom. Para que se possa minimizar estas limitações é necessário o conhecimento da resposta da sonda diante de condições conhecidas. Isto pode ser feito via modelamento analógico e/ou através de modelamento numérico. O presente trabalho consiste na montagem de um sistema de modelamento analógico capaz de simular o perfil de duas bobinas coaxiais frente a meios infinitos e camadas espessas invadidas. O meio geológico é representado através de solução salina de diferentes condutividades. O fator de escala linear é igual a 20 e o equipamento executa medidas na faixa dos 50 kHz aos 100 kHz. Este sistema será utilizado em futuros estudos envolvendo disposições de bobinas diferentes das normalmente utilizadas e em estudos de outros problemas encontrados na perfilagem de indução.

Desenvolvimento de um conjunto de modelagem de alta resolução para os métodos eletromagnéticos indutivos

A Modelagem Eletromagnética Analógica tem sido uma poderosa ferramenta no estudo das respostas eletromagnéticas de uma grande variedade das técnicas de levantamentos e de modelos geológicos. Nas aplicações de métodos eletromagnéticos nas investigações de contaminação no subsolo, recentemente em grande demanda, são obtidas anomalias muito baixas (da ordem de 0,01% do campo primário). Com o objetivo de estudar em laboratório os problemas de levantamentos eletromagnéticos para alvos de baixo número de indução, um conjunto de modelagem em escala reduzida de alta sensibilidade, foi projetado e construído. Este conjunto opera na faixa de freqüência de 1 kHz até 1 MHz com excelente linearidade. O transdutor de transmissão gera suficiente densidade de fluxo magnético com corrente de até 3 App (pico a pico) circulando nele. O sistema de recepção, isto é, o conjunto de bobinas receptoras mais o pré-amplificador acoplado apresenta sensibilidade 3 V/A/m na freqüência de 10 kHz com inclinação de 20 dB/dec de freqüência. A alta sensibilidade do sistema de recepção combinada com a boa capacidade de geração do sistema transmissor, permite alcançar a resolução de 0,025% do campo primário. O conjunto dispõe ainda, de um sistema mecânico que permite posicionar o sistema de transdutores (transmissor e receptor) em posições arbitrárias com resolução de 1 mm e precisão de 0,05 mm. A precisão no deslocamento linear do sistema de sonda numa linha de 1715 mm de comprimento é alcançada por meio de um motor de passo controlado por um microcontrolador, que é rigidamente acoplado a um fuso que converte o movimento angular do motor em movimento linear. Com este conjunto, é possível simular uma grande variedade de técnicas de levantamentos eletromagnéticos no formato Slingram, isto é, dipolo-dipolo. Além da boa resolução mecânica e boa resolução de medida eletromagnética do conjunto, todo o processo de controle e aquisição de dados é operacionalizado por meio de um computador mestre.

Estudo da estrutura geo-elétrica da Região do Juruá, AM, pelo método magnetotelúrico

Utilizando-se dados magnetotelúricos (MT), foi obtida uma imagem geo-elétrica nítida da região do Juruá, Bacia do Solimões, na forma de seções geo-elétricas. Os dados de campo foram registrados ao longo de três linhas de 15 km, espaçadas de 3.5 km, recobrindo uma área de 100 km². O espaçamento entre as 35 estações é irregular, variando de 400 m a 3500 m. A faixa de freqüências utilizada cobriu de 0.001 Hz até 300 Hz, o que permitiu investigar de 100 m até 60 km de profundidade. Os dados apresentam-se afetados pelo efeito de distorção estática. Para corrigir este efeito foi utilizada a mediana da resistividade do primeiro condutor, correspondente à Formação Solimões. Foi utilizado o invariante do tensor MT para interpretar a estrutura geo-elétrica do Juruá. As seções geo-elétricas foram obtidas a partir do agrupamento dos dados resultantes da transformação de Bostick e da inversão 1D de Occam, para cada estação. Foi identificada uma seqüência de camadas condutivas e resistivas, correspondentes ao pacote sedimentar, uma zona de falhas e o topo do embasamento geo-elétrico, caracterizando a Bacia do Solimões. Abaixo do embasamento geo-elétrico foram também identificados uma zona condutora, seguida por uma camada de baixa condutividade, a profundidades iguais ou superiores a 20 km. Esta camada é interpretada como sendo de composição de gabro, estando associada a processos de acreção vertical, intimamente ligados à estabilização crustal e espessamento da litosfera. Os resultados apresentam uma boa concordância com os perfis de resistividade de poços e dados sísmicos de superfície.

Estudo e desenvolvimento de um protótipo para redução da interferência de modo comum usando balanceamento dinâmico de impedância aplicado em biosensores e sensores eletroresistivos

A interferência eletromagnética causada pela linha de energia elétrica afeta negativamente os sinais de instrumentos eletrônicos, especialmente aqueles com baixos níveis de amplitude. Este tipo de interferência é conhecida como interferência de modo comum. Existem muitos métodos e arquiteturas utilizadas para minimizar a influência deste fenômeno de interferência em instrumentos eletrônicos, o mais comum dos quais é a utilização de filtros rejeita banda. Este trabalho apresenta: a análise, desenvolvimento, protótipo e teste de uma nova arquitetura de filtro com característica reconfigurável para instrumentos biomédicos e medição de dados de fluxo em fluido de alta complexidade, com objetivo de reduzir a interferência de modo comum e preservar as componentes do sinal útil na mesma faixa de frequência do ruído, utilizando a técnica de equilíbrio dinâmico de impedância. Além disso, este trabalho pode ser usado em qualquer sistema de medição que também sofra interferência na frequência da linha de alimentação (50/60 Hz, no Brasil e na França, 60 Hz nos Estados Unidos da América). Os blocos de circuitos foram modelados matematicamente e a função de transferência global do circuito fechado foi gerada. Em seguida, o projeto foi descrito e simulado na língua VHDL_AMS e também em um software de simulação eletrônica, usando blocos de componentes discretos, com e sem realimentação. Após análise teórica dos resultados da simulação, um circuito protótipo foi construído e testado usando como entrada um sinal obtido a partir de eletrodos de ECG e Eletrodos Eletroresistivos. Os resultados experimentais do circuito condizem com os da simulação: uma redução de ruído de 98,7% foi obtida em simulações utilizando um sinal sinusoidal, e uma redução de 92% foi realizada utilizando eletrodos de ECG em testes experimentais. Os mesmos testes em eletrodos Eletroresistivos, obtendo o maior valor de 80,3% de redução (durante análise de 3 casos). Em ambos os casos, o sinal útil foi preservado. O método e a sua arquitetura pode ser aplicado para atenuar as interferências que ocorrem na mesma banda de frequência das componentes do sinal útil, preservando ao mesmo tempo estes sinais.

Modelos paramétricos simples e causais para cabos de cobre apropriados para caracterização de enlaces em sistemas G.fast

O G.fast é um novo padrão da União Internacional de Telecomunicações que almeja atingir 1 Gb/s sobre enlaces de cobre curtos, utilizando freqüências de até 212 MHz. Essa nova tecnologia requer modelos paramétricos precisos de cabo para fins de projeto, simulação e testes de avaliação de desempenho. A maioria dos modelos de cabo de cobre foram desenvolvidos focando o espectro VDSL - isto é, freqüências de até 30 MHz - e adotam suposições que são violadas quando a faixa de freqüência é estendida para freqüências G.fast. Esta tese apresenta novos modelos de cabo simples e causais capazes de caracterizar com precisão enlaces de cobre compostos por segmentos individuais ou múltiplos, tanto no domínio do tempo quanto no domínio da freqüência. Resultados utilizando as topologias de referência do padrão G.fast mostram que, além de serem precisos, os novos modelos são atrativos devido ao baixo custo computacional e fórmulas fechadas para ajuste de seus parâmetros junto a dados medidos.

Quantitative EEG evaluation in patients with acute encephalopathy

Objetivos Investigar o uso do EEG quantitativo (qEEG) em pacientes com encefalopatias agudas (EAs ) e anormalidades da atividade de base no EEG. Método s pacientes foram divididos em prognóstico favorável (grupo A, 43 pacientes) e desfavorável (grupo B, 5 pacientes). O programa EEGLAB foi utilizado para a análise do qEEG. Um gráfico da potência espectral de todos os canais foi gerado para cada participante. Os dois grupos foram comparados estatisticamente. Resultados No grupo A, a análise espectral revelou picos (frequências teta e alfa) em 84% (38/45) dos pacientes. No grupo B, um pico espectral na frequência delta foi detectado em um paciente. Os pacientes remanescentes dos dois grupos não apresentaram picos espectrais. A análise estatística mostrou menores frequências registradas nos eletrodos posteriores dos pacientes do grupo B. Conclusão O qEEG pode ser útil na avaliação de pacientes com EAs auxiliando na determinação do prognóstico.

Síntese de cerâmicas ferroelétricas de PLZT–análise composicional e mecanismos de vacâncias

Pós-graduação em Ciência dos Materiais - FEIS

Measurement of Radiant Energy using Pyroelectric Polymer/Ceramic Composite

Monitoring non-ionizing radiant energy is increasingly demanded for many applications such as automobile, biomedical and security system. Thermal type infrared (IR) sensors can operate at room temperature and pyroelectric materials have high sensitivity and accuracy for that application. Working as thermal transducer pyroelectric sensor converts the non-quantified thermal flux into the output measurable quantity of electrical charge, voltage or current. In the present study the composite made of poly(vinylidene fluoride) -PVDF and lead zirconate titanate (PZT) partially recovered with polyaniline (PAni) conductor polymer has been used as sensor element. The pyroelectric coefficient p(T) was obtained by measuring the pyroelectric reversible current, i.e., measuring the thermally stimulated depolarization current (TSDC) after removing all irreversible contribution to the current such as injected charge during polarization of the sample. To analyze the sensing property of the pyroelectric material, the sensor is irradiated by a high power light source (halogen lamp of 250 W) that is chopped providing a modulated radiation. A device assembled in the laboratory is used to change the light intensity sensor, an aluminum strip having openings with diameters ranging from 1 to 10 mm incremented by one millimeter. The sensor element is assembled between two electrodes while its frontal surface is painted black ink to maximize the light absorption. The signal from the sensor is measured by a Lock-In amplifier model SR530 -Stanford Research Systems. The behavior of the output voltage for an input power at several frequencies for PZT-PAni/PVDF (30/ 70 vol%) composite follows the inverse power law (1/ f) and the linearity can be observed in the frequency range used.

Methods and results of a search for gravitational waves associated with gamma-ray bursts using the GEO 600, LIGO, and Virgo detectors

In this paper we report on a search for short-duration gravitational wave bursts in the frequency range 64 Hz-1792 Hz associated with gamma-ray bursts (GRBs), using data from GEO 600 and one of the LIGO or Virgo detectors. We introduce the method of a linear search grid to analyze GRB events with large sky localization uncertainties, for example the localizations provided by the Fermi Gamma-ray Burst Monitor (GBM). Coherent searches for gravitational waves (GWs) can be computationally intensive when the GRB sky position is not well localized, due to the corrections required for the difference in arrival time between detectors. Using a linear search grid we are able to reduce the computational cost of the analysis by a factor of O(10) for GBM events. Furthermore, we demonstrate that our analysis pipeline can improve upon the sky localization of GRBs detected by the GBM, if a high-frequency GW signal is observed in coincidence. We use the method of the linear grid in a search for GWs associated with 129 GRBs observed satellite-based gamma-ray experiments between 2006 and 2011. The GRBs in our sample had not been previously analyzed for GW counterparts. A fraction of our GRB events are analyzed using data from GEO 600 while the detector was using squeezed-light states to improve its sensitivity; this is the first search for GWs using data from a squeezed-light interferometric observatory. We find no evidence for GW signals, either with any individual GRB in this sample or with the population as a whole. For each GRB we place lower bounds on the distance to the progenitor, under an assumption of a fixed GW emission energy of 10(-2)M circle dot c(2), with a median exclusion distance of 0.8 Mpc for emission at 500 Hz and 0.3 Mpc at 1 kHz. The reduced computational cost associated with a linear search grid will enable rapid searches for GWs associated with Fermi GBM events once the advanced LIGO and Virgo detectors begin operation.

Nanostructured Composites Based on Carbon Nanotubes and Epoxy Resin for Use as Radar Absorbing Materials

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Leakage detection in water pipe networks using electromechanical impedance (EMI) based technique

The electromechanical impedance (EMI) technique has been successfully used in structural health monitoring (SHM) systems on a wide variety of structures. The basic concept of this technique is to monitor the structural integrity by exciting and sensing a piezoelectric transducer, usually a lead zirconate titanate (PZT) wafer bonded to the structure to be monitored and excited in a suitable frequency range. Because of the piezoelectric effect, there is a relationship between the mechanical impedance of the host structure, which is directly related to its integrity, and the electrical impedance of the PZT transducer, obtained by a ratio between the excitation and the sensing signals.This work presents a study on damage (leaks) detection using EMI based method. Tests were carried out in a rig water system built in a Hydraulic Laboratory for different leaks conditions in a metallic pipeline. Also, it was evaluated the influence of the PZT position bonded to the pipeline. The results show that leaks can effectively be detected using common metrics for damage detection such as RMSD and CCDM. Further, it was observed that the position of the PZT bonded to the pipes is an important variable and has to be controlled.

On the shock performance of a nonlinear vibration isolator with high-static-low-dynamic-stiffness

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Investigation of the conduction processes in PZT-based multiferroics: Analysis from Jonscher's formalism

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)