Desenvolvimento de sistema para verificação metrológica de transformadores de corrente IN SITU em sistemas de alta tensão utilizando transdutor óptico

Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a aplicação em campo de um sistema para verificação metrológica de transformadores de corrente em alta tensão. O sistema foi desenvolvido utilizando como premissas básicas a portabilidade e a confiabilidade metrológica, de tal forma que pudesse ser facilmente transportado e instalado, sem interrupção do fornecimento de energia elétrica nem o uso de infraestrutura complexa de transporte e montagem. O sistema utiliza como padrão de referência um transdutor ótico, cujo sensor mede a corrente elétrica do primário do transformador de corrente a ser verificado através do efeito magneto-ótico de Faraday. Ele também é composto por outros instrumentos padrão que medem a corrente elétrica do secundário do transformador de corrente sob verificação, e realizam a comparação entre esta e o sinal da saída do transdutor ótico padrão. Foram realizados ensaios em laboratório e em campo. Os ensaios em campo foram realizados em duas subestações em Belém/PA, visando avaliar a correta operação do sistema em condições de alta tensão e alta corrente. Os ensaios foram realizados em seis transformadores de corrente conectados em 230 kV, em condições médias de carga, e obtiveram resultados satisfatórios.

Atividade antibacteriana de óleo essencial de orégano (Origanum vulgare): ações in vitro e in situ para preservação de alimento

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação da interação entre o persulfato de potássio com solos brasileiros para a utilização da tecnologia de remediação por oxidação química in situ.

Recentemente, o uso de persulfato em processo de oxidação química in situ em áreas contaminadas por compostos orgânicos ganhou notoriedade. Contudo, a matriz sólida do solo pode interagir com o persulfato, favorecendo a formação de radicais livres, evitando o acesso do oxidante até o contaminante devido a oxidação de compostos reduzidos presentes no solo ou ainda pela alteração das propriedades hidráulicas do solo. Essa pesquisa teve como objetivos avaliar se as interações entre a solução de persulfato com três solos brasileiros poderiam eventualmente interferir sua capacidade de oxidação bem como se a interação entre eles poderia alterar as propriedades hidráulicas do solo. Para isso, foram realizados ensaios de oxidação do Latossolo Vermelho (LV), Latossolo Vermelho Amarelo (LVA) e Neossolo Quartzarênico (NQ) com solução de persulfato (1g/L e 14g/L) por meio de ensaios de batelada, bem como a oxidação do LV por solução de persulfato (9g/L e 14g/L) em colunas indeformadas. Os resultados mostraram que o decaimento do persulfato seguiu modelo de primeira ordem e o consumo do oxidante não foi finito. A maior constante da taxa de reação (kobs) foi observada para o reator com LV. Essa maior interação foi decorrente da diferença na composição mineralógica e área específica. A caulinita, a gibbsita e os óxidos de ferro apresentaram maior interação com o persulfato. A redução do pH da solução dos reatores causou a lixiviação do alumínio e do ferro devido a dissolução dos minerais. O ferro mobilizado pode ter participado como catalisador da reação, favorecendo a formação de radicais livres, mas foi o principal responsável pelo consumo do oxidante. Parte do ferro oxidado pode ter sido precipitado como óxido cristalino favorecendo a obstrução dos poros. Devido à maior relação entre massa de persulfato e massa de solo, a constante kobs obtida no ensaio com coluna foi 23 vezes maior do que a obtida no ensaio de batelada, mesmo utilizando concentração 1,5 vezes menor no ensaio com coluna. Houve redução na condutividade hidráulica do solo e o fluxo da água mostrou-se heterogêneo após a oxidação devido a mudanças na estrutura dos minerais. Para a remediação de áreas com predomínio de solos tropicais, especialmente do LV, pode ocorrer a formação de radicais livres, mas pode haver um consumo acentuado e não finito do oxidante. Verifica-se que o pH da solução não deve ser inferior a 5 afim de evitar a mobilização de metais para a água subterrânea e eventual obstrução dos poros por meio da desagregação dos grãos de argila.

Utilização do defletómetro de impacto ligeiro, do GeoGauge e do densímetro elétrico para o controlo in situ da qualidade de materiais em obras de pavimentação rodoviária

A presente dissertação procura contribuir para avaliar a utilidade de três equipamentos ligeiros na caracterização in situ de materiais de pavimentação de infraestruturas de transporte. Aquele tipo de avaliação visa o controlo de qualidade dos materiais durante o processo construtivo, embora possa contribuir também para estimar o comportamento previsível dos materiais utilizados. O estudo centrou-se principalmente na utilização do Defletómetro de Impacto Ligeiro (DIL), do GeoGauge (GG) e do Densímetro Elétrico (DE). No entanto, realizaramse complementarmente ensaios com o Cone de Penetração Dinâmica (CPD), com o Gamadensímetro (GD) e com o Indicador de Qualidade de Pavimentos (IQP). O GG e o DIL foram concebidos com o objetivo de medirem o módulo de deformabilidade de camadas constituídas por solo ou por materiais granulares. O DE destina-se a avaliar a qualidade da compactação de camadas de solo. Numa fase inicial do trabalho, fez-se uma recolha bibliográfica sobre as características, os princípios de funcionamento e o modo operatório de cada um dos equipamentos, de modo a apoiar o estudo de caso que se realizou mais tarde no âmbito do trabalho. O estudo bibliográfico centrou-se ainda na procura dos parâmetros que é possível medir com cada um dos equipamentos estudados, bem como na procura de relações entre aqueles parâmetros. Para a realização da campanha de ensaios previamente estabelecida, o estudo incluiu a construção de um modelo físico de pavimento. O pavimento construído, com dimensões em planta da ordem de 2 1,5 m2, é constituído por duas estruturas diferentes, assentes sobre a mesma fundação, com uma espessura total de 29 cm: uma formada por uma camada granular e uma camada betuminosa; a outra constituída por uma camada de solo estabilizado com cimento e uma camada betuminosa. Os materiais constituintes do modelo foram caracterizados em laboratório e/ou in situ com recurso a ensaios convencionais. Nalguns casos recorreu-se às fichas de produto para recolher as propriedades necessárias. Na fundação estudou-se a utilização do DIL, do GG e do DE. Adicionalmente, avaliou-se o solo, com o CPD e com o GD. Nas camadas granular e de solo estabilizado estudou-se a utilização do DIL, do GG e do GD. Na camada betuminosa efetuaram-se ensaios com o DIL e com o IQP. Em cada um dos materiais colocados foi estudada a utilização dos equipamentos individualmente, de modo a obter os parâmetros caracterizadores dos materiais: o CBR (com o CPD), o módulo de deformabilidade (com o DIL, o GG e o CPD), a baridade seca e o teor em água (com o GD e o DE), a baridade (com o IQP). Quando se revelou útil, compararam-se resultados obtidos com os diferentes equipamentos para cada um dos materiais. Em termos gerais, pode afirmar-se que a utilização dos equipamentos testados pode contribuir de forma útil para avaliar os materiais in situ. Contudo, foram detetadas fragilidades no processo de caracterização, particularmente no que diz respeito à análise de sistemas multicamada com o DIL. O processo de calibração necessário à obtenção de resultados fiáveis com o DE revelou-se pouco prático. Além disso, o GG permitiu obter resultados com baixa variabilidade, embora geralmente bastante diferentes dos obtidos com o DIL. Os equipamentos complementares estudados neste trabalho mostraram ser úteis na avaliação dos materiais. Em suma, para que o controlo de qualidade seja efetivo, é necessário estabelecer, através de estudos mais alargados, quais os materiais em os equipamentos estudados podem ser utilizados com propriedade, e quais os critérios de aceitação/rejeição dos materiais que devem ser considerados em cada caso.

Redução in situ de NIO durante a sinterização de misturas NI/NIO produzidas por metalurgia do pó

The nickel alloys are widely used in the production of various materials, especially those that require mechanical strength characteristics associated with resistance to corrosion, for example, the stainless steel. Another use is the production of nickel alloy sintered from powder of metallic nickel. A promising alternative for the production of sintered components of nickel with an important reduction in costs of starting material is the use of mixtures of powders of Ni-NiO. This work aimed to study in situ reduction of NiO during sintering mixtures of Ni / NiO produced by powder metallurgy. The nickel mixtures have been processed by the technique of powder metallurgy and were pre-sintered in an oven under plasma reducing atmosphere of hydrogen. Mixtures Ni +15%NiO, Ni +25%NiO and Ni +35%NiO were studied and compared with samples consisting only of metallic Ni. Dilatometric tests were performed to study the sintering conditions of the mixtures. The consolidated material was analyzed for their microstructure and microhardness. Dilatometry graphs showed that the addition of nickel oxide in all compositions the active sintering the mixtures studied. In tests of microhardness indentations were made at different points of the sample surface. All compositions showed microhardness values close to the consolidated material from metallic nickel. However, sample containing Ni+35% NiO, showed a large dispersion of the values of microhardness tests performed at different points of the sample surface. Microstructural analysis of the material showed a higher concentration of voids and the presence of oxides in the waste composition of the mixtures Ni 35% NiO. The samples containing Ni+15%NiO showed microstructural characteristics and mechanical properties similar to metallic nickel consolidated under the same conditions of the compositions studied in this work and therefore had great potential for production of sintered nickel alloys

In Situ Observation of the Thermal Decomposition of Weddelite by Heating Stage Environmental Scanning Electron Microscopy

The morphological and chemical changes occurring during the thermal decomposition of weddelite, CaC2O4·2H2O, have been followed in real time in a heating stage attached to an Environmental Scanning Electron Microscope operating at a pressure of 2 Torr, with a heating rate of 10 °C/min and an equilibration time of approximately 10 min. The dehydration step around 120 °C and the loss of CO around 425 °C do not involve changes in morphology, but changes in the composition were observed. The final reaction of CaCO3 to CaO while evolving CO2 around 600 °C involved the formation of chains of very small oxide particles pseudomorphic to the original oxalate crystals. The change in chemical composition could only be observed after cooling the sample to 350 °C because of the effects of thermal radiation.

Ceramic membranes for separation of proteins and DNA by in situ growth of alumina nanofibres with a nanomesh of metal oxide nanofibres

Ceramic membranes were fabricated by in situ synthesis of alumina nanofibres in the pores of an alumina support as a separation layer, and exhibited a high permeation selectivity for bovine serum albumin relative to bovine hemoglobin (over 60 times) and can effectively retain DNA molecules at high fluxes.

Synthesis of 4-arm star poly(L-Lactide) oligomers using an in situ-generated calcium-based initiator

Using an in situ-generated calcium-based initiating species derived from pentaerythritol, the bulk synthesis of well-defined 4-arm star poly(L-lactide) oligomers has been studied in detail. The substitution of the traditional initiator, stannous octoate with calcium hydride allowed the synthesis of oligomers that had both low PDIs and a comparable number of polymeric arms (3.7 – 3.9) to oligomers of similar molecular weight. Investigations into the degree of control observed during the course of the polymerization found that the insolubility of pentaerythritol in molten L-lactide resulted in an uncontrolled polymerization only when the feed mole ratio of L-lactide to pentaerythritol was 13. At feed ratios of 40 and greater, a pseudo-living polymerization was observed. As part of this study, in situ FT-Raman spectroscopy was demonstrated to be a suitable method to monitor the kinetics of the ring-opening polymerization (ROP) of lactide. The advantages of using this technique rather than FT-IR-ATR and 1H NMR for monitoring L-lactide consumption during polymerization are discussed.

Influence of spherical intraocular lens implantation and conventional laser in situ keratomileusis on peripheral ocular aberrations

Aim: To measure the influence of spherical intraocular lens implantation and conventional myopic laser in situ keratomileusis on peripheral ocular aberrations. Setting: Visual & Ophthalmic Optics Laboratory, School of Optometry & Institute of Health and Biomedical Innovation, Queensland University of Technology, Brisbane, Australia. Methods: Peripheral aberrations were measured using a modified commercial Hartmann-Shack aberrometer across 42° x 32° of the central visual field in 6 subjects after spherical intraocular lens (IOL) implantation and in 6 subjects after conventional laser in situ keratomileusis (LASIK) for myopia. The results were compared with those of age matched emmetropic and myopic control groups. Results: The IOL group showed a greater rate of quadratic change of spherical equivalent refraction across the visual field, higher spherical aberration, and greater rates of change of higher-order root-mean-square aberrations and total root-mean-square aberrations across the visual field than its emmetropic control group. However, coma trends were similar for the two groups. The LASIK group had a greater rate of quadratic change of spherical equivalent refraction across the visual field, higher spherical aberration, the opposite trend in coma across the field, and greater higher-order root-mean-square aberrations and total root-mean-square aberrations than its myopic control group. Conclusion: Spherical IOL implantation and conventional myopia LASIK increase ocular peripheral aberrations. They cause considerable increase in spherical aberration across the visual field. LASIK reverses the sign of the rate of change in coma across the field relative to that of the other groups. Keywords: refractive surgery, LASIK, IOL implantation, aberrations, peripheral aberrations

Optimal fluid injection strategies for in situ mineral leaching in two-dimensions

This paper examines the ground-water flow problem associated with the injection and recovery of certain corrosive fluids into mineral bearing rock. The aim is to dissolve the minerals in situ, and then recover them in solution. In general, it is not possible to recover all the injected fluid, which is of concern economically and environmentally. However, a new strategy is proposed here, that allows all the leaching fluid to be recovered. A mathematical model of the situation is solved approximately using an asymptotic solution, and exactly using a boundary integral approach. Solutions are shown for two-dimensional flow, which is of some practical interest as it is achievable in old mine tunnels, for example.

Examination of gaze behaviors under in situ and video simulation task constraints reveals differences in information pickup for perception and action

Gaze and movement behaviors of association football goalkeepers were compared under two video simulation conditions (i.e., verbal and joystick movement responses) and three in situ conditions (i.e., verbal, simplified body movement, and interceptive response). The results showed that the goalkeepers spent more time fixating on information from the penalty kick taker’s movements than ball location for all perceptual judgment conditions involving limited movement (i.e., verbal responses, joystick movement, and simplified body movement). In contrast, an equivalent amount of time was spent fixating on the penalty taker’s relative motions and the ball location for the in situ interception condition, which required the goalkeepers to attempt to make penalty saves. The data suggest that gaze and movement behaviors function differently, depending on the experimental task constraints selected for empirical investigations. These findings highlight the need for research on perceptual— motor behaviors to be conducted in representative experimental conditions to allow appropriate generalization of conclusions to performance environments.

In situ preparation and protein delivery of silicate/alginate composite microspheres with core-shell structure

It is predicted that with increased life expectancy in the developed world, there will be a greater demand for synthetic materials to repair or regenerate lost, injured or diseased bone (Hench & Thompson 2010). There are still few synthetic materials having true bone inductivity, which limits their application for bone regeneration, especially in large-size bone defects. To solve this problem, growth factors, such as bone morphogenetic proteins (BMPs), have been incorporated into synthetic materials in order to stimulate de novo bone formation in the center of large-size bone defects. The greatest obstacle with this approach is that the rapid diffusion of the protein from the carrier material, leading to a precipitous loss of bioactivity; the result is often insufficient local induction or failure of bone regeneration (Wei et al. 2007). It is critical that the protein is loaded in the carrier material in conditions which maintains its bioactivity (van de Manakker et al. 2009). For this reason, the efficient loading and controlled release of a protein from a synthetic material has remained a significant challenge. The use of microspheres as protein/drug carriers has received considerable attention in recent years (Lee et al. 2010; Pareta & Edirisinghe 2006; Wu & Zreiqat 2010). Compared to macroporous block scaffolds, the chief advantage of microspheres is their superior protein-delivery properties and ability to fill bone defects with irregular and complex shapes and sizes. Upon implantation, the microspheres are easily conformed to the irregular implant site, and the interstices between the particles provide space for both tissue and vascular ingrowth, which are important for effective and functional bone regeneration (Hsu et al. 1999). Alginates are natural polysaccharides and their production does not have the implicit risk of contamination with allo or xeno-proteins or viruses (Xie et al. 2010). Because alginate is generally cytocompatible, it has been used extensively in medicine, including cell therapy and tissue engineering applications (Tampieri et al. 2005; Xie et al. 2010; Xu et al. 2007). Calcium cross-linked alginate hydrogel is considered a promising material as a delivery matrix for drugs and proteins, since its gel microspheres form readily in aqueous solutions at room temperature, eliminating the need for harsh organic solvents, thereby maintaining the bioactivity of proteins in the process of loading into the microspheres (Jay & Saltzman 2009; Kikuchi et al. 1999). In addition, calcium cross-linked alginate hydrogel is degradable under physiological conditions (Kibat PG et al. 1990; Park K et al. 1993), which makes alginate stand out as an attractive candidate material for the protein carrier and bone regeneration (Hosoya et al. 2004; Matsuno et al. 2008; Turco et al. 2009). However, the major disadvantages of alginate microspheres is their low loading efficiency and also rapid release of proteins due to the mesh-like networks of the gel (Halder et al. 2005). Previous studies have shown that a core-shell structure in drug/protein carriers can overcome the issues of limited loading efficiencies and rapid release of drug or protein (Chang et al. 2010; Molvinger et al. 2004; Soppimath et al. 2007). We therefore hypothesized that introducing a core-shell structure into the alginate microspheres could solve the shortcomings of the pure alginate. Calcium silicate (CS) has been tested as a biodegradable biomaterial for bone tissue regeneration. CS is capable of inducing bone-like apatite formation in simulated body fluid (SBF) and its apatite-formation rate in SBF is faster than that of Bioglass® and A-W glass-ceramics (De Aza et al. 2000; Siriphannon et al. 2002). Titanium alloys plasma-spray coated with CS have excellent in vivo bioactivity (Xue et al. 2005) and porous CS scaffolds have enhanced in vivo bone formation ability compared to porous β-tricalcium phosphate ceramics (Xu et al. 2008). In light of the many advantages of this material, we decided to prepare CS/alginate composite microspheres by combining a CS shell with an alginate core to improve their protein delivery and mineralization for potential protein delivery and bone repair applications