Abstract: A história da pesquisa e desenvolvimento dos biomateriais e dispositivos médicos mostra a inserção de produtos não seguros no mercado, os quais foram causa de mortes e seqüelas nos pacientes. Diante de tal quadro, pode-se dizer que diversos setores da indústria, representantes da academia, assim como órgãos governamentais de regulamentação e controle da qualidade de produtos, estão sob crescente pressão para educação e integração do setor. Sob esta perspectiva, a pesquisa passou a ser um diagnóstico das interrelações inseridas em tal cenário. Este trabalho foi realizado por meio de pesquisa etnográfica entre agosto de 2008 e agosto de 2010 com o intuito de reconhecer e analisar as inter-relações científicas, tecnológicas e normativas na pesquisa dos biomaterias. Neste percurso utilizamos a Norma ISO 10.993, que trata das avaliações biológicas dos biomateriais, para aproximação com os grupos de pesquisa. A pesquisa de campo envolveu: 1. Observação das práticas laboratoriais e acompanhamento de duas disciplinas de pós-graduação oferecidas no IPEN/SP: Introdução aos Biomateriais (TNM5782) e Biomateriais Propriedades e Avaliação (TNM 5783); 2. Participação nos Congressos Latino Americano de Órgãos Artificiais e Biomateriais (COLAOB) e nos eventos promovidos pelo Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) Biofabris; e, 3. Organização de um Debate com os grupos de pesquisa em biomateriais do IPEN. O debate e as aulas foram filmados, transcritos e analisados. Os resultados apontaram os grandes avanços dos programas acadêmicos de biomaterais e da integração entre as diversas 18 formações que trabalham nesta linha de pesquisa. Em termos de aplicação tecnológica, o envolvimento dos pesquisadores com os aspectos industriais e regulatórios tornou-se presente no cotidiano acadêmico. Assim, foi ressaltada a importância das aproximações entre a pesquisa e ensino e estas outras esferas e discutida as possibilidades de inserção de assuntos políticos, sociais, culturais e organizacionais neste contexto.

Palavras-Chave: biological materials; communications; standardization; medical supplies; compatibility; quality control

BORELLI, VANESSA. Pesquisa e desenvolvimento de biomateriais: estudo das inter-relações científicas, tecnológicas e normativas. Orientador: Antonio Teixeira e Silva. 2011. 83 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2011.tde-04082011-082834. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9983. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O objetivo do presente trabalho consistiu no desenvolvimento de fios de liga de cobre-cromo-zircônio (CuCrZr) em uma composição estabelecida em Cu-0,7%Cr- 0,1%Zr (em massa). Nas etapas desenvolvidas, foram feitos botões de cobrecromo (CuCr) e cobre-zircônio (CuZr) em um forno a arco elétrico de eletrodo não consumível, sendo esses botões, posteriormente, fundidos junto com cargas de cobre em um cadinho de alumina (Al2O3) inserido no interior de um vaso de aço inoxidável, que serviu como suporte. Após a fusão dos botões e cargas, o banho foi vazado em uma coquilha de cobre, obtendo-se os tarugos da liga de cobre. Dos tarugos em estado bruto de fusão, foram retiradas amostras para ensaios de dureza Vickers. Nesses tarugos foi feito um tratamento térmico de homogeneização a 910 °C por 2 h. Os tarugos foram posteriormente trabalhados mecanicamente a frio por forjamento rotativo seguido de trefilação, para obtenção final dos fios no calibre de 2,174 mm. Os fios passaram por dois tratamentos térmicos de recristalização, um a 510 °C por 1 h e outro de 480 °C por 5 h. Os fios foram caracterizados mecanicamente por ensaios de tração e de dureza e os resultados foram comparados com dados experimentais da literatura.

Palavras-Chave: copper alloys; wire; chromium; zirconium; electrical equipment; power transmission lines; electrodes; electric contacts; tensile properties; hardness; recrystallization; heat treatments

SAFRA, LEANDRO C.P.G. Obtenção de fios em ligas de cobre para utilização em linhas de transmissão e em eletrodos para contatos elétricos. Orientador: Jesualdo Luiz Rossi. 2011. 117 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2011.tde-20122011-165234. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10052. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O projeto de bombas centrífugas verticais de poço úmido tem forte dependência do arranjo de cada planta. Cada situação torna-se assim um projeto particular e exige uma mútua cooperação entre os fabricantes do equipamento, responsáveis pelo projeto e testes das bombas, e os proprietários e montadores das plantas, responsáveis pela montagem e instalações das bombas verticais e respectivas tubulações no campo. Após uma ampla pesquisa bibliográfica, evidenciou-se a ausência de uma metodologia de projeto estrutural que contemple de forma integrada o projeto estrutural de todas as partes envolvidas, isto é, as bombas, as estruturas e os edifícios onde elas são instaladas. Para o desenvolvimento da dissertação, as bombas verticais foram divididas em três partes: corpo de sucção, coluna e corpo superior. Foram analisados três casos de estudo por meio de modelagem por elementos finitos. Ficou evidenciada a necessidade de uma metodologia de projeto estrutural, baseada na identificação dos problemas e das suas causas e de alternativas estruturais mais adequadas para eliminá-los ou reduzi-los. Considerando a dificuldade de testar estas bombas numa bancada de testes do fabricante, montadas de modo similar ao que trabalharão no campo e o fato de que resolver problemas destas bombas no campo é muito difícil e em certos casos até mesmo impossível, ficou evidenciado que a metodologia de projeto estrutural proposta constitui um conjunto de recomendações de grande importância nas aplicações de bombas centrífugas verticais de poço úmido. O desenvolvimento foi feito de modo geral, mas esta metodologia pode e deve ser utilizada em centrais nucleares de potência.

Palavras-Chave: centrifugal pumps; nuclear facilities; buildings; installation; finite element method

LOESER, SERGIO. Metodologia de projeto estrutural de bombas centrífugas verticais de poço úmido. Orientador: Miguel Mattar Neto. 2011. 135 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2011.tde-25082011-110944. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10013. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A atual crescente necessidade de análise de coleções de dados cada vez mais complexas e extensas, nas diversas áreas da investigação científica, tem permitido o desenvolvimento de novas ferramentas para a melhoria da percepção de informações que nem sempre são explícitas e visíveis. Estudos de ferramentas matemáticas que propiciem o destaque de algumas destas informações, ou que inteligentemente reconheçam padrões associados aos diferentes conjuntos de dados, têm demonstrado resultados promissores. No entanto, o sucesso da escolha da metodologia apropriada para a análise dos dados, está vinculado a vários fatores como: a tecnologia disponível para a prospecção destes dados, a adequada coleta e seleção das amostras, e principalmente, a capacidade do pesquisador em interagir com a nova tecnologia de exploração. No presente projeto, é proposta uma metodologia de análise multidimensional dos dados de unidades de gerenciamento de recursos hídricos UGRHIs, localizadas no estado de São Paulo, por meio das redes neurais SOM (Mapas Auto-Organizáveis). Estes mapas são utilizados para estudar e visualizar possíveis correlações entre as diversas variáveis deste banco de dados relativas à análise de compostos inorgânicos e parâmetros físico químicos referentes à qualidade da água nestas unidades.

Palavras-Chave: brazil; water quality; neural networks; maps; artificial intelligence; data base management

AFFONSO, GUSTAVO S. Mapas auto - organizáveis de kohonen (SOM) aplicados na avaliação dos parâmetros da qualidade da água. Orientador: Roberto Navarro de Mesquita. 2011. 76 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2011.tde-31102011-101817. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10027. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O objetivo deste estudo é avaliar a influência da irradiação com laser de Er,Cr:YSGG no espaço protético de condutos radiculares preparados para a fixação de pinos em fibra de vidro reforçados (FRC Postec®), avaliando-se o comportamento de três diferentes técnicas adesivas (self-etching= Panavia F®; total-etching= Excite DSC® + Variolink II® e self-adhesive= RelyX Unicem Aplicap®). Observaram-se as orientações da norma ISO-TS 11405 para a preparação das raízes dentais unirradiculares humanas. As amostras foram separadas na altura da junção amelo-dentinaria, tratadas endodonticamente com instrumentação rotatória e seladas com técnica de condensação lateral. Foram utilizados dois tipos diferentes de pontas de safira para irradiação intracanal o axial (Z4, 400 m de diâmetro) e o radial ou side firing (RFT4, 415 m de diâmetro) com densidade de energia de 40 J/cm2. Esta densidade de energia foi obtida como parte deste experimento, analisando-se diversos parâmetros de energia com os resultados morfológicos e térmicos obtidos. Nesta densidade, obtive-se grande quantidade de túbulos dentinários abertos e variação de temperatura segura para uso clínico. Cada raiz foi irradiada em cinco movimentos circulares, de apical para cervical, com intervalo de 20 segundos, entre elas. Os FRC Postec foram cimentados imediatamente após a irradiação e divididos randomicamente em nove grupos (n=10). Cada raiz foi seccionada em 6 discos de 1 mm de espessura para ensaio do tipo push-out, para a obtenção da força máxima de ruptura, e posterior cálculo da resistência de união adesiva em função da área de superfície do núcleo deslocado, resultando na pressão em MPa. A resistência de união adesiva nos grupos irradiados foi estatisticamente superior do que os grupos controle. Foram avaliadas as diferenças na resistência de união adesiva em diferentes porções do núcleo (cervical, médio e apical), onde o sistema adesivo tipo self-adhesive (RelyX Unicem Aplicap) teve o melhor resultado para os grupos irradiados. Avaliou-se por técnica de FTIR as diferenças químicas ocorridas na dentina intrarradicular irradiada com laser de Er,Cr:YSGG, em diferentes porções (cervical, médio e apical) em função da orientação dos túbulos. Foram observadas nos espectros de FTIR alterações na intensidade das bandas de algumas moléculas, indicando variação na quantidade da parte orgânica (amida I e amida II) após a irradiação, nas diferentes regiões dentais em função do feixe laser sobre a orientação dos túbulos dentinários, sem causar alterações na sua composição. Essas diferenças podem interferir no resultado da resistência de união adesiva. A técnica de utilização de laser de Er,Cr: YSGG em dentina radicular pré-cimentação de núcleo protético aumenta a resistência de união adesiva, na dependência do cimento utilizado.

Palavras-Chave: prostheses; teeth; oral cavity; biological recovery; laser radiation; erbium; chromium; resins; adhesion; mechanical properties

QUINTO JUNIOR, JOSE. Lasers de Er,Cr:YSGG em condutos radiculares preparados para a cimentação de núcleos protéticos. Orientador: Denise Maria Zezell. 2011. 110 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2011.tde-05032012-103954. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10075. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste trabalho foi realizada a investigação de interações hiperfinas em amostra nano estruturadas e filmes finos de dióxido de háfnio por meio da técnica de correlação angular gama-gama perturbada (CAP), com o intuito de realizar um estudo sistemático do comportamento dos parâmetros quadrupolares com a temperatura de tratamento térmico. Para a realização destas medidas foi utilizada a ponta de prova 181Hf -> 181Ta que foi produzida na própria amostra por irradiação, no reator IEA-R1 do IPEN. As amostras foram obtidas através do processo químico sol-gel e as análises dos compostos realizadas por difração de raios-X, EDS e MEV. As amostras em forma de pó foram todas produzidas pelo Laboratório de Interações Hiperfinas do IPEN, no entanto o filme fino com espessura de 10nm foi produzido pelo Centro de Lasers e Aplicações (CLA) do IPEN e o filme fino de espessura de 409nm foi produzido pelo Laboratório de Interações Hiperfinas da Universidade de Lisboa. As medidas foram realizadas todas à temperatura ambiente e os resultados mostraram que a fase monoclínica encontra-se presente em todas as amostras e sua fração tende a aumentar sempre com o aumento da temperatura de tratamento térmico na qual foram submetidas às amostras. A impurificação de algumas amostras com elementos Co e Fe foi realizada com a intenção de se observar o comportamento da amostra em função da temperatura de tratamento térmico e também verificar a existência de ferromagnetismo à temperatura ambiente.

Palavras-Chave: perturbed angular correlation; powders; samplers; thin films; hyperfine structure; x-ray diffraction; interactions; hafnium; iron alloys; carbon; ferromagnetism

ROSSETTO, DANIEL de A. Investigação de interações hiperfinas em pó e filmes finos de dióxido de háfnio pela técnica de correlação angular gama-gama perturbada. Orientador: Rajendra Narain Saxena. 2011. 95 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2012.tde-24082012-135026. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10134. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Um dos mais críticos problemas encontrados na união de materiais distintos é a formação de tensões residuais, que ocorre principalmente pelo fato desses materiais possuírem coeficientes de expansão térmica e condutividades térmicas diferentes. Neste trabalho foi estudada a técnica de soldagem laser entre o aço carbono AISI 1010 e o aço inoxidável AISI 304. Os materiais foram unidos por solda autógena de topo com um laser de Nd:YAG contínuo. O principal objetivo do estudo foi a identificação da influência dos parâmetros de soldagem, pela análise das tensões residuais na zona termicamente afetada (ZTA). Foi executado um planejamento fatorial de três fatores a dois níveis com uma réplica, em que foram variadas a potência, a velocidade de soldagem e a posição focal do feixe laser. Na superfície da amostra foram realizadas medidas de tensão residual pela técnica de difração de raios X, para estudar sua variação em função dos parâmetros investigados. O método do furo cego foi também utilizado para avaliar a tensão residual ao longo da profundidade das amostras até a profundidade de 1 mm. Além das medidas de tensão residual, os cordões de solda foram avaliados por microscopia óptica e eletrônica de varredura (MEV), que tiveram como objetivos determinar a geometria do cordão e mudanças na microestrutura, também foram feitas medidas de microdureza Vickers para se avaliar a extensão da ZTA. Para se avaliar as propriedades mecânicas da união foram realizados ensaios de tração e fadiga. O software MINITAB 15 foi utilizado para a análise das tensões residuais nas diferentes profundidades da ZTA obtidas pelo método do furo cego. Foi utilizada também a regressão estatística baseada nas diferentes influências da entrada e combinação dos fatores na tensão residual geradas nessa união. Os resultados indicam que o desenvolvimento de modelos pode prever as respostas satisfatoriamente e fornecer aos usuários um guia para definir os melhores parâmetros de união.

Palavras-Chave: laser welding; residual stresses; heat affected zone; carbon steels; stainless steels; joining; neodymium lasers; x-ray diffraction; vickers hardness

MIRIM, DENILSON de C. Investigacao da tensao residual na soldagem laser entre o aco carbono AISI 1010 e o aco inoxidavel AISI 304. Orientador: Jose Roberto Berretta. 2011. 112 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2011.tde-17062011-152023. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9633. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste trabalho foram estudadas ligas La0,7-xPrxMg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 (x= 0 a 0,7) no estado bruto de fusão, para utilização em eletrodos negativos de baterias de níquel-hidreto metálico (Ni-HM). A caracterização das ligas foi realizada através das seguintes técnicas: microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e difração de raios X. Foi também determinada capacidade de absorção de hidrogênio destas ligas. A hidrogenação do material foi realizada em dois processos sendo: o primeiro denominado de baixa pressão (0,2 MPa de hidrogênio e temperatura de 500ºC) e o segundo de alta pressão (1 MPa e de hidrogênio e temperatura de 25ºC). Foi observado que com o aumento do teor de Pr a capacidade de absorção de hidrogênio diminui. Para o estudo da capacidade de descarga das baterias foi utilizado um analisador digital de quatro canais e observou-se um decréscimo na capacidade de descarga das baterias com adição de praseodímio para as composições La0,7-xPrxMg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 (x= 0 a 0,3). A maior capacidade de descarga (386 mAhg-1) e estabilidade cíclica foi obtida para a liga La0,2Pr0,5Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8. Esta capacidade obtida pode estar relacionada com a maior proporção da fase LaMg2Ni9 encontrada na liga com adição de 0,5 % at. de Pr.

Palavras-Chave: praseodymium; microstructure; electrical properties; lanthanum base alloys; praseodymium base alloys; magnesium base alloys; aluminium base alloys; manganese base alloys; cobalt base alloys; nickel base alloys; nickel-hydrogen batteries; scanning electron microscopy; x-ray diffraction

GALDINO, GABRIEL S. Influência do PR na microestrutura e propriedades elétricas em ligas à base de LaPrMgAlMnCoNi utilizadas em baterias de Ni-HM. Orientador: Hidetoshi Takiishi. 2011. 78 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2011.tde-03042012-140538. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10080. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A introdução de cálcio e lítio como aditivos de sinterização na céria: 10% mol gadolínia foi investigada com o intuito de verificar sua influência na densificação e condutividade elétrica das cerâmicas sinterizadas. Pós contendo de 0 a 1,5% mol do metal foram preparados tanto por reação em estado sólido quanto pela co-precipitação dos oxalatos. As principais técnicas de caracterização utilizadas foram análise térmica, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e medida da condutividade elétrica por espectroscopia de impedância. Os resultados obtidos mostraram que cerâmicas densas podem ser obtidas utilizando ambos os aditivos. O aumento no teor do aditivo resulta em aumento na densificação. A forma de adição, por reação em estado sólido ou por coprecipitação exerce influência na condutividade elétrica. A adição de cálcio promove maior crescimento dos grãos que o lítio. A condutividade elétrica das amostras contendo o segundo aditivo é inferior à da céria-gadolínia pura. Ambos os aditivos exercem influência na condutividade intergranular. Adição de cálcio resulta também em diminuição da condutividade intragranular. Os aditivos favorecem a exudação do gadolínio.

Palavras-Chave: gadolinium oxides; doped materials; cerium oxides; additives; coprecipitation; sintering; electric conductivity

PORFIRIO, TATIANE C. Influencia do calcio e do litio na sinterizacao e na condutividade eletrica do oxido de cerio contendo gadolinio. Orientador: Eliana Navarro dos Santos Muccillo. 2011. 102 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2011.tde-17062011-153902. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9951. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste trabalho foi estudado as ligas La0,7-xMgx Pr0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 (x = 0 a 0,7) como eletrodo negativo de baterias de níquel - hidreto metálico. A hidrogenação das ligas foi realizada com duas pressões de H2 (2 bar e 10 bar) e temperaturas (ambiente e 500°C). A capacidade de descarga das ba terias de níquel hidreto metálico foram analisadas pelo equipamento de testes elétricos ARBIN BT-4. As ligas, no estado bruto de fusão, foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e difração de Raios-X. Com o aumento da concentração de Mg nas ligas aumenta-se a capacidade de descarga, porém nota-se a diminuição a estabilidade cíclica das baterias. A capacidade de descarga máxima obtida foi para a liga Mg0,7Pr0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 (60 mAh) e a bateria que apresentou a melhor performance foi La0,4Mg0,3Pr0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 (53 mAh e 150 ciclos). A capacidade de absorção de hidrogênio diminui quando se adiciona Mg, não ocorrendo tal efeito para a liga Mg0,7Pr0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8.

Palavras-Chave: rare earth alloys; hydrogenation; electrodes; negative energy states; nickel hydrides; electric batteries

CASINI, JULIO C.S. Hidrogenação de ligas à base de terras raras para fabricação de eletrodos negativos de bateriais de níquel-hidreto metálico. Orientador: Hidetoshi Takiishi. 2011. 133 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2011.tde-01062011-144128. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9958. Acesso em: $DATA.

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