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Detecção de falhas em estruturas inteligentes usando otimização por nuvem de partículas: fundamentos e estudo de casos

Tebaldi, Adriano; Coelho, Leandro dos Santos; Lopes Junior, Vicente
2006-09-01

Resumo em português Os materiais piezelétricos são denominados de "materiais inteligentes" e pertencem a uma classe de dielétricos que exibem deformação significativa em resposta a aplicação de um campo elétrico. Estes materiais, também, produzem uma polarização dielétrica, ou seja, um campo elétrico em resposta a deformação no material. Esta dupla propriedade exibida pelos materiais piezelétricos torna extremamente vantajosa a aplicação destes materiais para sistemas de co (mais) ntrole e para localização e caracterização de falhas estruturais. Neste artigo, a caracterização de falhas estruturais é realizada em dois passos. Em uma primeira etapa é utilizado o método da impedância elétrica para se determinar a região do dano e em uma segunda etapa se utiliza um método de otimização para quantificar a severidade das falhas. Identificação de falhas pertence ao grupo de problemas inversos, e portanto, não há solução única. A metodologia híbrida proposta se beneficia da técnica de impedância elétrica para localizar as regiões de danos e, assim, diminuir o número de variáveis envolvidas no processo de otimização. O procedimento é validado através de diferentes abordagens de otimização por nuvem de partículas, que é uma técnica da inteligência coletiva, usando operadores com geração de números aleatórios baseados em distribuições Gaussiana e de Cauchy. Resumo em inglês Piezoelectric materials exhibit significant deformation in response to an applied electric field, as well as generating an electrical charge in response to mechanical strain. Control designs and characterization of structural damage can take advantage of these dual properties. In this paper, the identification of damage is realized in two steps. The first uses the electric impedance technique in order to determine the location of the damage, and the second uses an optimiz (mais) ation method to quantify the severity of the damage. Damage identification is an inverse problem, and has no unique solution. The hybrid approach proposed in this paper takes advantage of the electric impedance technique to localize the damaged regions with accuracy. This information permits a decrease in the number of variables involved in the process, which is a goal for any optimization technique. The procedure is validated through different particle swarm optimization approaches using an operator with random numbers based on Gaussian and Cauchy distributions.

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Efeito do Pr2O3 nas propriedades elétricas de varistores à base de SnO2/ Effect of Pr2O3 on the electrical properties of SnO2-based varistors

Simões, L. G .P.; Orlandi, M. O.; Araujo, A. L.; Bomio, M. R. D.; Leite, E. R.; Longo, E.; Varela, J. A.
2003-12-01

Resumo em português A proposta deste trabalho foi o estudo e a obtenção de uma cerâmica densa à base de SnO2 dopada com CoO, Ta2O5 e diferentes concentrações de Pr2O3. Os sistemas apresentaram elevados valores de densidade relativa, e propriedades não ôhmicas. A adição de Pr2O3 proporcionou um aumento no número de barreiras efetivas dos sistemas melhorando o valor do coeficiente de não-linearidade e aumentando o do campo de ruptura. Pelas medidas de espectroscopia de impedância, (mais) calculou-se a altura e a largura da barreira de potencial para os sistemas, mostrando que os resultados estão de acordo com a resposta em corrente contínua. Resumo em inglês The purpose of this work was to study and prepare SnO2-based dense ceramics doped with CoO and Ta2O5 and different concentrations of Pr2O3. The systems displayed high values of relative density and nonohmic properties. The addition of Pr2O3 caused the number of effective barriers of the systems to increase, improving the value of the nonlinear coefficient, and increasing the breakdown electric field. The height and the width of the potential barriers, which were determine (mais) d by impedance spectroscopy measurements, indicated that the results are in agreement with the direct current response.

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A importância da camada funcional em meia células catódicas para pilhas PaCOS/ The importance of the functional layer in SOFC half cathodic cell

Belardi, Rose-Marie; Domingues, Rosana Zacarias; Matencio, Túlio; Brant, Márcia Caldeira
2008-09-01

Resumo em português O grande desafio para se melhorar o desenvolvimento de pilhas a combustível de óxido sólido (PACOS) é diminuir as resistências de polarização ôhmica e de polarização de concentração, sobretudo no catodo. Uma alternativa efetiva é a introdução de uma camada catódica funcional entre o eletrólito e o catodo convencional. Esta camada funcional é um compósito constituído pelos materiais de eletrólito e catodo que neste caso são a zircônia estabilizada co (mais) m ítria (ZEI) e a manganita de lantânio e estrôncio (MSL). Esta camada melhora o contato entre o catodo e o eletrólito diminuindo a resistência ôhmica de polarização de concentração devido ao aumento do número de pontos de contato triplo (PCT) no volume do material. Neste trabalho, duas meias células foram preparadas: a primeira é constituída por um filme catódico funcional (50% p/p) e a camada coletora de corrente depositados sobre uma pastilha de ZEI. A segunda meia célula é composta apenas pela camada catódica de MSL também depositada sobre a pastilha de ZEI. O estudo elétrico foi realizado por espectroscopia de impedância na faixa de temperatura entre 700 e 900 °C. As resistências das amostras diminuíram com o aumento da temperatura e, foi observado que a meia célula que possuía o catodo funcional apresentou menores resistências elétricas. Após tratamento térmico a 750°C por 3 dias foi verificado que a amostra sem a camada funcional apresentou um semicírculo adicional no diagrama de impedância caracterizado como uma resistência devida a baixa aderência eletrólito/catodo. Este fenômeno foi confirmado por imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Resumo em inglês The greatest challenge to improve SOCF (Solid Oxide Fuel Cell) development is to decrease polarization and ohmic concentration resistances mainly for the cathode. One effective alternative is the introduction of a functional cathode layer between the electrolyte and the conventional cathode. This functional cathode layer is a composite constituted by the electrolyte and cathode materials, in this case, yttria stabilized zirconia (YSZ) and lanthanum doped strontium (LSM). (mais) This layer improves the contact between the cathode and the electrolyte decreasing the ohmic concentration polarization due to the increasing of triple contact points (TPB) in the bulk concentration. In this work, two half cells were prepared: the first one is constituted by a functional cathode film (50% in weight), and a collecting current layer (LSM) both deposited on a YSZ pellet. The second half cell is composed by a LSM cathode layer deposited on the YSZ Tosoh pellet. The electric study has been realized by Impedance Spectroscopy varying the temperature from 700 to 900 ºC. The two half cells resistance decreased with increasing the temperature, and it has noted that the half cell with the functional cathode layer presented the lowest resistance. After annealing at 750 °C for 3 days, the sample without the functional cathode layer presented additional half circles in IS diagrams characterized as resistances due to the bad electrolyte/ electrode adherence. This phenomenon has been confirmed by Scanning Electron Microscopy (SEM).

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Parâmetros eletrocardiográficos e cardiovasculares em cães anestesiados pelo isofluorano e submetidos à hipovolemia aguda/ Electrocardiographic and cardiovascular parameters in dogs anestethized with isoflurane submitted to acute hypovolemia

Conceição, Elaine Dione Venêga da; Nishimori, Celina Tie; Moraes, Paola Castro; Paula, Danielli Parrilha de; Carareto, Roberta; Freitas, Patricia Maria Colleto de; Nunes, Newton
2005-12-01

Resumo em português Avaliaram-se os efeitos da hipovolemia aguda em cães anestesiados pelo isofluorano sobre a eletrocardiografia com a duração e amplitude da onda P (Pms e PmV, respectivamente); intervalo entre as ondas P e R (P-R); duração do complexo QRS (QRS); amplitude da onda R (RmV); intervalo entre as ondas Q e T (Q-T) e intervalo entre as duas ondas (R-R), freqüência cardíaca (FC), índice cardíaco (IC), índice sistólico (IS) e pressões arteriais sistólica (PAS), diast� (mais) �lica (PAD) e média (PAM). Verificou-se também a possível influência do anestésico sobre a resposta compensatória à hipovolemia aguda. Para tal, foram utilizados 20 cães hígidos, sem raça definida, adultos, machos e fêmeas. Induziu-se a anestesia geral com isofluorano por meio de máscara naso-oral a 2,5 CAM e, após a intubação orotraqueal, o vaporizador foi ajustado em 1,5 CAM. Induziu-se a hipovolemia nos animais retirando-se volume total de 35 mlkg-1 de sangue. As mensurações foram realizadas antes da hipovolemia (M0), imediatamente após a retirada do volume total de sangue calculado (M1), e aos dez (M2), trinta (M3) e sessenta (M4) minutos. A avaliação estatística das variáveis foi efetuada por meio de Análise de Variância (ANOVA), seguida pelo teste de Tukey, considerando nível de significância de 5% (P Resumo em inglês Possible effects of acute hypovolemia in dogs anesthetized with isoflurane on the electrocardiography were evaluated. It was observed duration and amplitude of P wave (Ps and PmV), interval between P-R waves (P-R), duration of QRS complex (QRS), amplitude of R wave (RmV), interval between Q-T waves (Q-T) and interval between two R waves (R-R), heart rate (HR), cardiac (CI) and stroke index (SI), and systolic (SAP), diastolic (DAP) and mean arterial pressures (MAP). It was (mais) also verified the possible influence of the anesthetic on compensatory mechanism of acute hypovolemia. Twenty adult mongrel dogs, males and females were used. General anesthesia was induced with isoflurane at 2.5% MAC. Thereafter, orotracheal intubation was performed, and the vaporizer was calibrated to 1.5% MAC. To induce hypovolemia, a total amount of 35 mlkg-1 of blood was withdrawn from each dog. The measurements were performed before hypovolemia (M0), immediately after hypovolemia (M1), ten minutes after M1 (M2), thirty minutes after M1 (M3) and sixty minutes after M1 (M4). Numeric data were submitted to variance analysis, followed by Tukey's test, at a 5% (P

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O método magnetolúrgico aplicado à Bacia do São Francisco, Minas Gerais/ The magnetotelluric method applied in the São Francisco Basin, Minas Gerais

Porsani, Jorge L.; Fontes, Sérgio L.
2001-08-01

Resumo em português Foram realizadas 43 sondagens magnetotelúricas, totalizando oito seções, na parte central da bacia sedimentar do São Francisco, região Norte do estado de Minas Gerais. Este estudo visou mapear a estrutura geoelétrica da bacia. O levantamento foi superposto a 10 linhas sísmicas, cobrindo 11.000 km² de área. O espaçamento entre as sondagens foi irregular e a freqüência utilizada variou de 0,001 até 400 Hz, permitindo investigar até 60 km de profundidade. Os da (mais) dos foram corrigidos do efeito de deslocamento estático através da mediana da resistividade do primeiro condutor. Utilizou-se um invariante do tensor impedância para interpretar a estrutura geoelétrica da bacia. Apresenta-se neste trabalho o resultado de uma seção geoelétrica obtida através de inversão 1D. Foi identificada uma seqüência de horizontes condutivos e resistivos, correspondentes ao pacote sedimentar e o topo do embasamento geoelétrico, que caracterizam a bacia do São Francisco. Além disso, identificou-se uma zona condutiva e outra resistiva a profundidades crustais. Os resultados apresentaram uma boa concordância com os dados sísmicos e gravimétricos, enquanto a concordância com o perfil de eletrorresistividade do poço existente na área de investigação foi apenas razoável. Resumo em inglês Forty-three magnetotelluric (MT) soundings were undertaken along eight profiles at the central portion of the São Francisco Sedimentary Basin, northern region of Minas Gerais State. The study aimed at the mapping of the geoelectrical structure of the basin. The MT profiles were deployed along ten seismic lines covering 11,0000 km² of total area. The MT soundings were irregularly spaced and covered the frequency range from 0.001Hz to 400 Hz, probing the electric structur (mais) e from the surface to a maximum depth of 60 km. The MT data affected by static shift were corrected by fixing the resistivity value (given by the median) of the first observed conductor. The geoelectric interpretation was based on a rotationally invariant impedance response function. We identified a sequence of conductive and resistive layers, which are related to the sedimentary sequence observed in the São Francisco Basin and its crystalline basement. The results show good agreement with seismic and gravimetric data while showing just a fair agreement with available electrical well log information.

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Generalização de um modelo linear de impedância eletroquímica/ Generalization of a linear model of electrochemical impedance

Capela, J. M. V.; Capela, M. V.; Magnani, R.
2003-01-01

Resumo em português Em geral, a função de um modelo de impedância para processos de eletrodo simples é deduzida de um modelo elétrico equivalente, denominado circuito de Randles. Neste trabalho estudou-se a generalização dessa função, mediante a introdução de um parâmetro não-elétrico, relacionado com a flexibilidade do ângulo de fase e da magnitude. A função foi ajustada às medidas experimentais de impedância obtidas de um sistema constituído de uma liga Ti-10%Al (m/m) e (mais) m solução de cloreto de sódio 0,9%, variando-se a amplitude de perturbação. Verificou-se que a função generalizada foi adequada para descrever a impedância do sistema analisado, reduzindo as distorções entre a curva experimental e a curva teórica. Além disso, os melhores resultados foram obtidos para sinais de perturbação do sistema com amplitude igual a 10 mV. Resumo em inglês The function of impedance for processes of simple electrode is generally deduced from the Randles equivalent electric circuit. In this work the generalization of this function was studied, by the introduction of a parameter related to the flexibility of its phase angle and magnitude. The function was fitted to the impedance experimental measures from the Ti-10wt.%Al alloy in sodium chloride solution 0.9% and varying the amplitude of perturbation. The results showed that t (mais) he generalized function reduces the distortions between the experimental and the theoretical curve with the best results obtained for signals with amplitude of 10 mV.

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Composição corporal em mulheres com deficiência da 21-hidroxilase: comparação dos métodos antropométricos e de impedância bioelétrica em relação a um grupo controle/ Body composition in females with 21-hydroxylase deficiency: comparison of anthropometric methods and bioelectric impedance in relation to a control group

Gonçalves, Ezequiel Moreira; Lemos-Marini, Sofia Helena Valente de; Mello, Maricilda Palandi de; Baldin, Alexandre Duarte; Carvalho, Wellington Roberto Gomes; Farias, Edson Santos; Guerra-Júnior, Gil
2010-03-01

Resumo em português OBJETIVO: Estimar a composição corporal avaliada pela espessura de dobras cutâneas (EDC) e pela impedância bioelétrica (BIA) em um grupo de mulheres com hiperplasia adrenal congênita, forma clássica por deficiência da enzima 21-hidroxilase (HAC-C-D21OH) e em relação ao um grupo controle. PACIENTES E MÉTODOS: Foram avaliadas 16 pacientes com HAC-C-D21OH e 26 controles, todas do sexo feminino, com idades de 8 a 18 anos. Foram estimadas as massas gorda (MG) e magr (mais) a (MM) utilizando EDC e BIA. Os dados das MG e MM foram analisados de forma relativa (%), absoluta (kg) e em relação à estatura (IMG e IMM). RESULTADOS: Não foram encontradas diferenças significativas entre os dois métodos em cada grupo avaliado. Em relação ao grupo controle, as pacientes com HAC-C-D21OH apresentaram valores maiores de MG (%) BIA, IMG BIA e IMM EDC e menores de MM (%) BIA. Foi verificada correlação positiva e alta em todos os parâmetros analisados. CONCLUSÃO: Os resultados observados pelos métodos de EDC e BIA foram semelhantes nesta amostra de mulheres com HAC-CD21OH, porém controversos em relação ao grupo controle, sugerindo que se tenha cautela no uso desses métodos de avaliação da composição corporal nessa população. Resumo em inglês OBJECTIVE: To estimate body composition by evaluating skinfold thickness (ST) and electric bioimpedance (EB) in a group of women with congenital adrenal hyperplasia due to classical 21-hydroxylase deficiency (CAH-C-21OHD) in relation to a control group. SUBJECTS AND METHODS: Sixteen patients and 26 controls were evaluated, all female, with age varying from 8 to 18 years. Fat (FM) and lean (LM) masses were evaluated by ST and EB. FM and LM data were analyzed in relative (% (mais) ) and absolute (kg) values, and in relation to stature (FMI and LMI). RESULTS: There were no observed significant differences between the two methods in each group. In relation to the control group, CAH-C-21OHD patients showed higher values for FM (%) EB, FMI EB and LMI ST but lower values for FM (%) EB. Positive and high correlation values were observed for all parameters analyzed. CONCLUSION: ST and EB results observed were similar in this sample of females with CAH-C-21OHD, but controversial in relation to the control group, suggesting caution when using these methods to evaluate body composition in this population.

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Comparação de métodos de avaliação nutricional empregados no acompanhamento de pacientes submetidos a transplante de células-tronco hematopoéticas alogênico/ Comparison of nutritional assessment methods employed to monitor patients undergoing allogeneic stem cell transplantation

Sommacal, Heloisa M.; Jochims, Ana Maria K.; Schuch, Ilaine; Silla, Lúcia M. R.
2010-02-01

Resumo em português Pacientes submetidos a transplante de células-tronco hematopoéticas alogênico (TCTH alo) exigem atenção diferenciada devido à agressividade do tratamento. O objetivo desse trabalho foi comparar os métodos disponíveis e a frequência de avaliações nutricionais nesses pacientes. Dezessete pacientes foram avaliados semanalmente entre o dia D-7 e D+28, divididos em cinco intervalos. Foram avaliados altura, peso, índice de massa corporal (IMC), circunferência do br (mais) aço (CB), dobra cutânea tricipital (DCT), circunferência muscular do braço (CMB), percentual de perda de peso (%PP), dosagem de albumina sérica, balanço hídrico total (BHT), controle de ingestão e percentual de massa magra (MM), massa gorda (MG) e água (H2O) através de bioimpedância elétrica. A média de consumo energético foi de 1.377 (DP±582Kcal). 76,47% (n=13) deles tiveram diminuição de peso e, desses, 57% (n=8) foram classificados como significativo; a média de %PP foi de 6,27 Kg (DP±4,25). A CB mostrou diferença significativa (p Resumo em inglês Patients undergoing hematopoietic stem cell transplantation require special attention due to the aggressiveness of treatment. The aim of this study was to compare methods used to monitor nutritional status (including anthropometric methods of bioelectrical impedance analysis, dietary intake and biochemical control) and the frequency of nutritional evaluations in these patients. Weekly assessments were performed for six female and eleven male patients between day (D)-7 and (mais) D+28, divided into 5 time intervals. The height, weight, triceps skinfold (TS), arm circumference (AC), arm muscle circumference (AMC), percentage of weight loss (%WL), concentration of serum albumin, body mass index (BMI), total water balance (TWB) and control of intake were evaluated. Additionally, the percentages of lean mass (LM), fat mass (FM) and water (H2O) were assessed by electric bioimpedance. The average daily food intake was 1377 ± 582Kcal. Of the total, 76.47% (n = 13) of patients suffered weight loss with 57% (n = 8) of weight loss being classified as significant. Among the different anthropometric measurements, arm circumference was the most sensitive with significant differences between the 5 time intervals. Additionally, there were significant differences for the percentages of lean mass (p

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Ação adsorvente da bauxita sobre óleo isolante novo/ Adsorbing action of bauxite on new insulating oil

Luz Júnior, Geraldo Eduardo da; Guimarães Neto, João Mariz; Moita Neto, José Machado
2005-06-01

Resumo em inglês Samples of new insulating mineral oil, after contact with bauxite, were analyzed by visible spectrophotometry, impedance spectroscopy and their total acidity index was measured. The results of these analyses were compared to samples of new insulating mineral oil, which had not been in contact with bauxite. The comparison demonstrated that the bauxite didn't reduce the insulating capacity of the mineral oil and thus could be used to treat the oil in situ during the operation of an electric transformer.

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