Eventos - Resumos

 

Submissões recentes

  • IPEN-DOC 29550

    VASQUEZ, P.A.S. ; NAGAI, M.L.E. ; OLIVEIRA, M.J.A. ; OTUBO, L. ; SOMESSARI, E.S.R. . Preservation of photographic and cinematographic films by electron-beam irradiation. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON ACCELERATORS FOR RESEARCH AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT, May 23-27, 2022, Vienna, Austria. Abstract... Vienna, Austria: International Atomic Energy Agency - IAEA, 2022.

    Abstract: The Nuclear and Energy Research Institute – IPEN through the Multipurpose Gamma Irradiation Facility and the Electron Beam Irradiation Facilities has disinfected several tangible cultural collections from the University of São Paulo – USP. Brazilian weather conditions added to the actions of insects and fungi promote biodegradation especially in cellulose-based materials. In this sense, ionizing radiation is an excellent alternative to the traditional preservation process mainly because the biocidal action. Electron beam irradiation also presents new possibilities for processing materials with greater speed, despite having limited penetration. Adequate storage of photographic and cinematographic materials is a challenge for experts from preservation institutions. Contamination by fungi is one of leading causes of problem in this kind of collections. In addition, another common physicochemical degradation affecting cellulose triacetate films causing deacetylation of polymer chain is called “vinegar syndrome”. In this work are presented results of the effect of the electron beam irradiation on photographic and cinematographic films using an electron beam accelerator with energy of 1.5 MeV and beam power of 37.5 kW. Selected film samples were characterized by FTIR-ATR spectroscopy and FEGSEM-EDS microscopy. Samples were irradiated with absorbed dose between 2 kGy and 200 kGy. Irradiated samples were analyzed by UV-Vis spectrophotometry, FEGSEM, thermogravimetric analysis (TG) and differential scanning calorimetry (DSC). Results showed that disinfection by electron beam radiation can be achieved safely applying radiation absorbed doses between 6 kGy to 10 kGy with no significant change or modification of main properties of the constitutive polymeric materials. Electron beam irradiation, due to the effect of crosslinking is presented as an alternative to treat films affected by “vinegar syndrome” applying absorbed dose of 80 kGy in order to increase shelf life of cultural heritage materials.

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  • IPEN-DOC 29549

    CALVO, W.A.P. ; MUNHOZ, P.M. ; SOMESSARI, S.L. ; DUARTE, C.L. ; SPRENGER, F.E. ; FEHER, A. ; LAINETTI, F.F. ; GASPAR, R.R. ; NASCIMENTO, F.C. ; SILVA, L.G.A. ; HARADA, J. ; BRAGA, A. ; RODRIGUES, M.; SAMPA, M.H.O. . Electron beam processing to improve biodegradable polymers and for industrial wastewater treatment and recycling. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON ACCELERATORS FOR RESEARCH AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT, May 23-27, 2022, Vienna, Austria. Abstract... Vienna, Austria: International Atomic Energy Agency - IAEA, 2022.

    Abstract: Radiation technology has been used to control environmental pollution. The aim of these studies was to apply the electron beam radiation technology for controlling plastic pollution and environmental protection.

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  • IPEN-DOC 29548

    KOTANI, PALOMA O. ; FERRO, DAPHNE M. ; TAVARES, LAURA P. ; AFFONSO, REGINA ; ORTIZ, NILCE . Using TiO2-Diatomite for photodisinfection in contaminated wastewater. In: ANNUAL MEETING OF THE BRAZILIAN SOCIETY FOR BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY (SBBq), 51st; CONGRESS OF BRAZILIAN BIOPHYSICAL SOCIETY (SBBf)/LATIN AMERICAN FEDERATION OF BIOPHYSICAL SOCIETIES (Lafebs), 46th, September 5-8, 2022, Águas de Lindóia, SP. Abstract... São Paulo, SP: Sociedade Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular - SBBq, 2022. p. 212-212.

    Abstract: INTRODUCTION: The urban pressure reduced water availability and quality through the years, promoting the development of water treatment and disinfection processes such as the Advanced Oxidation Process (AOP). A highly efficient catalyst with Diatomite as biotemplate and solar energy can enhance hydroxyl radicals (OH) production for disinfection and pollutants degradation. Preliminary TiO2-Diatomite experiments with Escherichia coli provided valuable insights on its photodisinfection efficiency, legitimating its usage in the wastewater samples presented in this study. OBJECTIVES: Evaluate the use of TiO2-Diatomite in photodisinfection process in contaminated wastewater. MATERIALS AND METHODS: TiO2 synthesis used titanium isopropoxide sol-gel process with Diatomite powder, the filtration step followed the mixed water suspension, and the drying process lasted overnight. The wastewater samples were collected from a household washing machine and 0.05 g of TiO2-Diatomite were added in the photodisinfection reactor. The total reaction lasted for 90 minutes in the solar chamber with all parameters controlled. The suspension aliquots were collected after 30 minutes of agitation and plated on LB agar at Petri plates. After incubation, the emerged colonies were counted through software (OpenCFU) and the data processed using R programming language. DISCUSSION AND RESULTS: The Scanning Electron Microscopy (SEM) micrograph of TiO2-Diatomite presented enhanced surface area and microstructure obtained by biotemplate addition. The bacterial inactivation percentage was above 75 % for 1 hour of solar radiation exposure. Kinetics models indicated better correspondence with interparticle reaction. CONCLUSION: Photodisinfection kinetics studies provided more efficient bacterial inactivation with the addition of 0.05 g of TiO2-Diatomite in the sample. The study presents an affordable and sustainable treatment using a viable renewable energy source for application in distant areas with contaminated effluents with the addition of a reagent easily obtained by government agencies.

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  • IPEN-DOC 29547

    RAPOSO, BRUNO L.; SOUZA, SUEDEN O.; SANTANA, GLEYCIANE S. de; SARMENTO-NETO, JOSE F.; SANTOS, BEATE S.; RIBEIRO, MARTHA S. ; REBOUCAS, JULIO S.; CABRAL FILHO, PAULO E.; FONTES, ADRIANA. Biophotonic strategy associated with hexyl zinc porphyrin for inactivation of Candida spp.. In: ANNUAL MEETING OF THE BRAZILIAN SOCIETY FOR BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY (SBBq), 51st; CONGRESS OF BRAZILIAN BIOPHYSICAL SOCIETY (SBBf)/LATIN AMERICAN FEDERATION OF BIOPHYSICAL SOCIETIES (Lafebs), 46th, September 5-8, 2022, Águas de Lindóia, SP. Abstract... São Paulo, SP: Sociedade Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular - SBBq, 2022. p. 271-271.

    Abstract: INTRODUCTION: The genus Candida is among the most frequent fungal pathogens worldwide. The indiscriminate use of antifungals enables the spread of resistant strains, which have been associated with high morbidity and mortality. Photodynamic inactivation (PDI) is a promising technology to treat resistant Candida spp. infections. PDI occurs when light excites a photosensitizer (PS) leading to the production of reactive oxygen species (ROS). Zn(II) porphyrins (ZnPs) present high efficiency for intracellular ROS generation and structural versatility for tailored lipophilicity and ionic character, modulating the bioavailability and interaction with cellular structures. OBJECTIVES: This study aimed to investigate the potential of ZnTnHex-2-PyP4+-mediated PDI to inactivate C. albicans and C. glabrata yeasts. MATERIALS AND METHODS: Candida yeasts (1×10^7 CFU/mL) were evaluated according to the groups: (i) control (without treatment); (ii) only ZnTnHex-2-PyP4+ (dark); (iii) only light (blue LED); and (iv) PDI (ZnP + light) using 10 min of pre-incubation. Different ZnP concentrations (0.15 to 1.25 μM) and light doses were firstly tested with C. albicans. Treated samples were diluted and seeded on Sabouraud agar for colony enumeration after incubation at 37 ºC for 24 h. DISCUSSION AND RESULTS: C. albicans viability decreased with increasing ZnP concentration, achieving complete eradication at 0.8 μM and 3 min of irradiation (24.1 mW/cm²). PDI with 1.25 μM and 1 min of irradiation resulted in a 2 log10 reduction only, demonstrating the importance of light dose in microbial photoinactivation. PDI parameters were subsequently adjusted for inactivation of C. glabrata. Complete C. glabrata eradication was achieved with ZnP at 0.8 μM, and 3 min of irradiation, however, at a higher irradiance (38.4 mW/cm²). Groups treated with either light or ZnP alone did not affect Candida spp. viability. CONCLUSION: These results suggest that the protocols used in this study were efficient for inactivating Candida spp. yeasts at sub-micromolar concentration ZnP and short irradiation times.

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  • IPEN-DOC 29546

    SILVA, CAMILA R. ; PEREIRA, SAULO de T. ; PRETTO, LUCAS R. de ; FREITAS, ANDERSON Z. de ; RIBEIRO, MARTHA S. . Photobiomodulation therapy as a radiosensitizer for triple-negative breast cancer. In: ANNUAL MEETING OF THE BRAZILIAN SOCIETY FOR BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY (SBBq), 51st; CONGRESS OF BRAZILIAN BIOPHYSICAL SOCIETY (SBBf)/LATIN AMERICAN FEDERATION OF BIOPHYSICAL SOCIETIES (Lafebs), 46th, September 5-8, 2022, Águas de Lindóia, SP. Abstract... São Paulo, SP: Sociedade Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular - SBBq, 2022. p. 273-273.

    Abstract: INTRODUCTION: Radiotherapy (RT) is an essential cancer treatment and is estimated that approximately 52% of oncological patients will be submitted to this technique once. However, some tumors, such as triple-negative breast cancer (TNBC), present radioresistance, demanding high doses of ionizing radiation (IR) and a prolonged period of treatment, which contributes to secondary malignancies due to deposition of dose in organs at risk and several side effects. Moreover, this subtype of cancer shows a high incidence of metastasis and decreases the survival expectancy of the patient. Thus, the search for new agents that can act as a radiosensitizer to improve the RT effects has been growing. Conversely, photobiomodulation therapy (PBM), which is a promising therapy with increasing adhesion in clinical practice, has been used to mitigate the adverse effects of RT. Indeed, recent studies have associated PBM with RT to combat cancer. OBJECTIVES: In this study, we used TNBC-bearing mice as a radioresistant cancer model to verify if PBM could act as a radiosensitizer MATERIALS AND METHODS: PBM was applied in two different protocols before the RT with a high dose (60 Gy fractioned in 4 sessions). We evaluated the tumor volume progression, animal clinical evolution, lung metastases by optical coherence tomography, and animal survival DISCUSSION AND RESULTS: Our data indicate that PBM before each RT session arrested the tumor volume, improved the clinical signals of the animals, reduced the nodules in the lung, and extended animal survival. CONCLUSION: In the light of the knowledge gained, our data indicate that PBM could act as a radiosensitizer.

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  • IPEN-DOC 29545

    PRATA, BEATRIZ A. ; SANTOS, CAROLINA M. dos ; AFFONSO, REGINA . Optimization of the process of expression in E. coli and purification of the catalytic sites of the ACE1 by the ELP-Intein system. In: ANNUAL MEETING OF THE BRAZILIAN SOCIETY FOR BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY (SBBq), 51st; CONGRESS OF BRAZILIAN BIOPHYSICAL SOCIETY (SBBf)/LATIN AMERICAN FEDERATION OF BIOPHYSICAL SOCIETIES (Lafebs), 46th, September 5-8, 2022, Águas de Lindóia, SP. Abstract... São Paulo, SP: Sociedade Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular - SBBq, 2022. p. 220-220.

    Abstract: INTRODUCTION: Angiotensin I-converting enzyme (ACE) is a fundamental part of the renin-angiotensin system; this has two domains, N- and C-, each of which has a catalytic site that exhibits 60% sequence identity. Its actions are in the control of blood pressure, protection of the brain by cleavage of beta-amyloid bodies, cell proliferation, formation of hematopoietic stem cells, among others. OBJECTIVES: Obtaining the catalytic sites Ala361 to Gly468 (N domain region, csACEN) and Ala959 to Ser1066 (C domain region, csACEC) in pure form and with their correct structural conformation. MATERIALS AND METHODS: Expression conditions of pE1csACEN and pE1csACEC vectors in E. coli BL21(DE3) strain: cultures grown in Terrific Broth at 37⁰C at 140 rpm for 20–24 h and 0.1 mM IPTG. Purification by Elastin-like Polypeptide (ELP) precipitation: ELP-bound catalytic sites were purified with two ammonium sulfate precipitations (ASp). Remotion of ELP: by autocleavage of the Intein sequence using the buffers: sodium phosphate, sodium cacodylate, MES and Tris-HCl. The ELP/Intein was removed from the sample by ASp. The analyzes of all stages of the process were performed by SDS-PAGE and Dot blotting. DISCUSSION AND RESULTS: The differential for obtaining the pure peptides was the temperature of 37⁰C, with a significant increase in expression concerning the cultivation of 16⁰C. In the ELP purification steps, ammonium sulfate buffer concentrations of 0.57 M and 0.8 M were the most efficient. Intein's self-cleaving was more efficient with MES buffers and Tris-HCl for ELPsACEN and ELPsACEC, respectively. Structural analysis by Circular Dichroism and Fluorescence confirmed the correct structure of the pure peptides. CONCLUSION: In the present work, we defined the most efficient conditions for expression, purification, and obtaining of ACE catalytic sites in pure form. The csACEN and csACEC peptides will allow greater assertiveness in obtaining and characterizing new hypertensive drugs and in the hydrolysis of substrates such as beta-amyloid.

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  • IPEN-DOC 29544

    CABRAL, FERNANDA V. ; SMITH, TERRY K.; RIBEIRO, MARTHA S. . Lipidomics analysis of Leishmania amazonensis following photoxidative stress. In: ANNUAL MEETING OF THE BRAZILIAN SOCIETY FOR BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY (SBBq), 51st; CONGRESS OF BRAZILIAN BIOPHYSICAL SOCIETY (SBBf)/LATIN AMERICAN FEDERATION OF BIOPHYSICAL SOCIETIES (Lafebs), 46th, September 5-8, 2022, Águas de Lindóia, SP. Abstract... São Paulo, SP: Sociedade Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular - SBBq, 2022. p. 272-272.

    Abstract: INTRODUCTION: Antimicrobial photodynamic therapy (APDT) is a well-known light-based technology that has been widely studied as an alternative approach to fight cutaneous leishmaniasis (CL). APDT induces lipid peroxidation in cellular membranes due to the generation of oxidative stress OBJECTIVES: In this study, we evaluated the role of 1,9- dimethylmethylene blue (DMMB)-mediated APDT on a wild-type (WT) and a miltefosine-resistant (MF) strain of Leishmania amazonesis and analyzed several cellular processes to get insights into the underlying mechanisms of APDT. MATERIALS AND METHODS: For this, APDT was carried out using red light (λ= 67012 nm) and promastigotes were exposed to different concentrations of DMMB at 8 J/cm2. Then, we measured mitochondrial potential and intracellular levels of reactive oxygen species (ROS) and analyzed quantitative lipidomics of the main phospholipid classes using electrospray-mass spectrometry. DISCUSSION AND RESULTS: As a result, we observed overproduction of ROS, mitochondrial membrane depolarization, and a rapid lipid remodeling immediately after APDT. Of note, MF showed a higher content in levels of phosphatidylcholine (PC) as compared to the WT line before treatment, which suggests it could be also involved in the MF resistance mechanism. In addition, results showed that after APDT, PC levels were substantially decreased, while new phospholipid species of phosphatidylethanolamine (PE) were increased. CONCLUSION: In conclusion, our data suggest DMMB-mediated APDT promoted a significant lipid peroxidation in the parasite's membrane of both strains, which failed to manage redox imbalance, thus resulting in cellular malfunction and death.

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  • IPEN-DOC 29543

    SEPULVEDA, ANDERSON F.; VOLLRATH-KUMPGDEE, MONT; FRANCO, MARGARETH K.K.D. ; YOKAICHIYA, FABIANO; ARAUJO, DANIELE R. de. Hyaluronic acid incorporation modulates rheological and drug release properties in Poloxamer-based hydrogels. In: ANNUAL MEETING OF THE BRAZILIAN SOCIETY FOR BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY (SBBq), 51st; CONGRESS OF BRAZILIAN BIOPHYSICAL SOCIETY (SBBf)/LATIN AMERICAN FEDERATION OF BIOPHYSICAL SOCIETIES (Lafebs), 46th, September 5-8, 2022, Águas de Lindóia, SP. Abstract... São Paulo, SP: Sociedade Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular - SBBq, 2022. p. 254-254.

    Abstract: INTRODUCTION: Synthetic polymer Poloxamer (PL) 407 (15% and 30% w/w) and binary formulation PL 407 15% + PL 338 15% (BF), with natural polymer hyaluronic acid 0.5% w/w, were designed as bupivacaine or ropivacaine thermosensitive release systems. OBJECTIVES: The aim of this work is to characterize structure and stability of drug delivery systems. MATERIALS AND METHODS: These systems were characterized by calorimetry, rheology, SANS, and release profile. DISCUSSION AND RESULTS: Calorimetry results demonstrated all formulations are stable at storage and physiological temperatures. PL 407 30% and BF systems are structurally more organized and with higher consistency (G’/G’’ ~ 50) at 37 °C and with lower gelation temperature (Tg ~ 14 °C) than PL 407 15% ones (G’/G’’ ~ 0.30 and Tg ~ 45 °C, respectively), however BFs have increased viscosity and slightly higher stiffness (G’/G’’ ~ 60) when compared to PL 407 30% formulations, due to more hydrophilicity of PL 338 chains than PL 407. Adding HA, it is observed enhanced viscosity but diminished consistency (G’/G’’ ~ 0.40). When a drug is incorporated, it is seen that it promotes increased interaction between chains. Although material alteration when incorporating HA or drug is observed, SANS results showed that the type of supramolecular structure is dependent on the concentration of Poloxamer. Systems with low concentration of Poloxamer have lamellar type, while formulations with 30% of Poloxamer have both cubic and hexagonal structures. In addition, PL 407 30% formulations undergo greater compression when bupivacaine is added (~ 29.7 nm at 25 °C and 37 °C). As drug release profiles showed, BFs release drugs in a more controlled way than other formulations. Moreover, HA hinders the release of both drugs. CONCLUSION: Thus, it is clear that the incorporation of more hydrophilic polymers is able to modulate the drug release rate according to the hydrogels rheological parameters.

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  • IPEN-DOC 29542

    OLIVEIRA, SORAIA B. de ; FERREIRA, LUANA da S. ; MARUMO, MARIA H.B. . Expression profile of zinc channels in human renal cell carcinoma after Temsirolimus treatment. In: ANNUAL MEETING OF THE BRAZILIAN SOCIETY FOR BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY (SBBq), 51st; CONGRESS OF BRAZILIAN BIOPHYSICAL SOCIETY (SBBf)/LATIN AMERICAN FEDERATION OF BIOPHYSICAL SOCIETIES (Lafebs), 46th, September 5-8, 2022, Águas de Lindóia, SP. Abstract... São Paulo, SP: Sociedade Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular - SBBq, 2022. p. 364-364.

    Abstract: INTRODUCTION: Zinc is an essential trace element for cell proliferation and growth. Cellular Zn is regulated of by ZnT and ZIP family channels but its mechanism still not completely understood. Renal cell carcinoma (RCC) is one of the most malignant renal tumors. The RCC clear cell pathological subtype is associated with the VHL gene mutation, that is responsible for its aggressiveness. Temsirolimus (TEM), an antineoplastic drug used in the treatment of RCC, is a selective inhibitor of mTOR. OBJECTIVES: To evaluate the expression of zinc channels in clear cell renal carcinoma cell line with and without TEM treatment. MATERIALS AND METHODS: The MTS (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5- diphenyltetrazolium-bromide) assay was used define IC50. The expression of ZnT1, ZnT4, ZIP11 and ZIP14 channels from the HK-2, 786-0 and 786-0/TEM cells was evaluated by real-time PCR and Western blot analysis. DISCUSSION AND RESULTS: The IC50 dose was 10μM. Gene expression analysis comparing Hk-2 and 786-0 cell lines revealed decreased levels of ZnT1 of 79.20±3.58% (P< 0.0001 vs HK-2) and an increase for the ZIP 11 of 243.3±62.84% (P< 0.01 vs HK-2). The comparison between 786-0 with and without TEM treatment showed decreased levels of ZnT1 of 34.03±20.45% (P< 0.05 vs 786-0), ZnT4 of 92.82±0.72% (P< 0.0001vs 786-0), ZIP14 of 11.24% (P< 0.01 vs 786-0) and ZIP11 of 95.96±0.54% (P< 0.0001 vs 786-0). Western blot data corroborated the real time results. CONCLUSION: There is a difference in the Zn channel expression profiles between HK-2 and 786-0. The treatment with TEM modulates the expression of these channels.

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  • IPEN-DOC 29541

    TEIXEIRA, LUIZ F.S. ; BELLINI, MARIA H. . Evaluation of angiogenic capacity of human adenocarcinoma cell line knockout for NF-ĸΒ1 protein. In: ANNUAL MEETING OF THE BRAZILIAN SOCIETY FOR BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY (SBBq), 51st; CONGRESS OF BRAZILIAN BIOPHYSICAL SOCIETY (SBBf)/LATIN AMERICAN FEDERATION OF BIOPHYSICAL SOCIETIES (Lafebs), 46th, September 5-8, 2022, Águas de Lindóia, SP. Abstract... São Paulo, SP: Sociedade Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular - SBBq, 2022. p. 415-415.

    Abstract: INTRODUCTION: Renal cell carcinoma (RCC) is the most common adult renal epithelial cancer. The most frequent subtype of RCC is clear cell (ccRCC). Most of ccRCC patients have a mutation in the Von Hippel-Lindau (VHL) tumor suppressor gene. The VHL gene encodes a protein, the VHL, which can up-regulate a series of intracellular proteins, including the hypoxia inducible factor (HIF). The transcription factor NF-кB is increased in the ccRCC. OBJECTIVES: To evaluate the impact of the NF-кB1 gene knockout on the VEGF and IL6 expression in the human RCC cells under normoxia and hypoxia. MATERIALS AND METHODS: The CRISPR/Cas-9 technique was used to obtain 786-0 cells knockout for the NF-кB1 protein. Western Blot assay was used to selected the clones. A hypoxia-inducing humid chamber was used and its effectiveness was validated its effectiveness was certified by the analysis of HIF-2α expression levels. The quantification of VEGF and IL-6 levels was measured using Real Time-PCR and MILLIPLEX assay. DISCUSSION AND RESULTS: The VEGF gene expression in the clones was significantly lower than that presented by the control both in normoxia (786-0-sg1 99.68±0.09%, 786-0-sg2 78.55±0.85%, 786-0-sg3 91.70±0.87%) and in hypoxia (786-0-sg1 98.30±1.49%, 786-0-sg2 75.21±4.14%, 786-0-sg3 98.44±0.18%). The expression of IL-6 gene was also significant lower in normoxia (786-0-sg1 49.03±0.80%, 786-0-sg2 76.59±12.43%, 786-0-sg3 66.98±10.89%) and in hypoxia (786-0-sg1 95.85±0.36%, 786-0-sg2 96.45±0.49%, 786-0-sg3 91.08±1.42%). The MILLIPLEX results show that there was a significant reduction of both VEGF and IL-6 in the culture medium of cells knocked out in normoxia and hypoxia compared to control group. CONCLUSION: Suppression of p50 expression in the clones resulted in the reduction of VEGF and IL6 in both conditions. The reduction in the IL-6 relative expression hypoxia/normoxia demonstrates a change in cellular responsiveness to decreased levels of oxygen.

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  • IPEN-DOC 29540

    FERREIRA, LUANA da S. ; OLIVEIRA, SORAIA B. de ; BELLINI, MARIA H. . Effect of the hypoxia on the expression of zinc transporters in renal adenocarcinoma cell line. In: ANNUAL MEETING OF THE BRAZILIAN SOCIETY FOR BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY (SBBq), 51st; CONGRESS OF BRAZILIAN BIOPHYSICAL SOCIETY (SBBf)/LATIN AMERICAN FEDERATION OF BIOPHYSICAL SOCIETIES (Lafebs), 46th, September 5-8, 2022, Águas de Lindóia, SP. Abstract... São Paulo, SP: Sociedade Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular - SBBq, 2022. p. 366-366.

    Abstract: INTRODUCTION: Renal cell carcinoma (RCC) is a tumor responsible for about 1 to 3 % of all malignancies. The most common histological variant is the clear cell carcinoma (ccRCC), representing about 45% of all cases of RCC in adults. ccRCC is associated with the VHL gene mutation. The loss of the VHL protein prevents the degradation of HIF subunits, which are involved in critical oncogenic pathways. Zinc is an essential trace element and its cellular homeostasis is regulated by zinc transporters such as ZIPs and ZNTs. The profile of their expression in renal tumor is still unknown. OBJECTIVES: Evaluate the expression profile of zinc transporters in ccRCC in normoxia and hypoxia culturing conditions. MATERIALS AND METHODS: 786-0 tumor cells were cultured in hypoxic conditions inside a hypoxia chamber with an oxygen absorber to the atmosphere of 1% O2, 5% CO2, and 94% N2, and placed in an incubator at 37°C for 24 hours. The Altair PRO Single-Gas Detector was used to measure the percentage of O2. For gene expression analysis, RTq-PCR was used and the results were analyzed by the Delta-Delta ct method. DISCUSSION AND RESULTS: VEGF and HIF2a expression in 786-0 cells were evaluated to confirm the efficacy of hypoxia chamber. There was a significant increase in the VEGF expression of 312.8±2.14% (P< 0.0001) and HIF2a of 593.4±57.21% (P< 0.0092). Besides that, the gene expression analysis revealed a downregulation in the hypoxic environment of the channels ZNT9 of 71.41±0.84% (P< 0.0001), ZIP1 of 17.45±3.68% (P< 0.0418), ZIP4 of 76.3±9.75% (P< 0.0054) and ZIP10 of 44.96±4.31% (P< 0.0001). CONCLUSION: The hypoxia modulates the expression of Zn channels in 786-0 cells indicating that such channels play a role in the pathophysiology of ccRCC.

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  • IPEN-DOC 29539

    SALVEGO, CAMILA de A. ; CABRAL, FERNANDA V. ; SEABRA, AMEDEA B.; SANTANA, BIANCA de M.; RIBEIRO, MARTHA S. . Cytotoxic effects of chitosan nanoparticles containing S-nitrosoglutathione in triple-negative breast cancer cells. In: ANNUAL MEETING OF THE BRAZILIAN SOCIETY FOR BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY (SBBq), 51st; CONGRESS OF BRAZILIAN BIOPHYSICAL SOCIETY (SBBf)/LATIN AMERICAN FEDERATION OF BIOPHYSICAL SOCIETIES (Lafebs), 46th, September 5-8, 2022, Águas de Lindóia, SP. Abstract... São Paulo, SP: Sociedade Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular - SBBq, 2022. p. 237-237.

    Abstract: INTRODUCTION: Breast cancer is the most common type of cancer affecting women worldwide. Among the treatments, radiation therapy (RT) is frequently chosen as a primary strategy; however, it demands high doses of ionizing radiation to achieve a curative dose. To enhance RT effectiveness, an external agent can be used to sensitize cells before the treatment, allowing a dose reduction. Nitric oxide (NO) is an essential molecule linked to several organic processes, besides being described as a potential radiosensitizer of tumor cells by different mechanisms, including oxidative stress. However, NO have a short half-life in biological conditions, making it difficult to achieve anticancer effects. To overcome this, NO donors can be encapsulated into polymer-based nanoparticles, ensuring a sustained NO releasing. OBJECTIVES: To evaluate the cytotoxicity induced by chitosan nanoparticles containing S-nitrosoglutathione (GSNO-CS NPs) in 4T1 cells (murine triple-negative breast cancer). MATERIALS AND METHODS: Cells were cultivated, seeded in 96-well plates (2 x 10 4 cells/well), and incubated at 37ºC with 5% of CO2 for 24 h. Both CS NPs and CS NPs containing GSNO encapsulated were added to the plates at different concentrations (0-2.4 mg/ml CS NPs, 0-6 mM GSNO) and incubated for 24 h. Cytotoxic effects were evaluated through Resazurin fluorometric assay in both groups. DISCUSSION AND RESULTS: Our results showed a 65% reduction in cell viability for GSNO-CS NPs groups treated at 6 mM, while only 30% of cells were killed when treated by CS NPs group. CONCLUSION: Our data suggest that GSNO-CS NPs were able to promote cytotoxicity effects, thus inducing oxidative stress in triple-negative breast cancer cells. Next steps involve the use of these nanoparticles before RT to evaluate its radiosensitizer effect.

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  • IPEN-DOC 29538

    CABRAL, FERNANDA ; RIBEIRO, MARTHA S. . Photodynamic therapy towards inactivation of miltefosine-resistant Leishmania amazonensis. In: ANNUAL MEETING OF THE BRAZILIAN SOCIETY FOR BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY (SBBq), 51st; CONGRESS OF BRAZILIAN BIOPHYSICAL SOCIETY (SBBf)/LATIN AMERICAN FEDERATION OF BIOPHYSICAL SOCIETIES (Lafebs), 46th, September 5-8, 2022, Águas de Lindóia, SP. Abstract... São Paulo, SP: Sociedade Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular - SBBq, 2022. p. 271-271.

    Abstract: INTRODUCTION: Cutaneous leishmaniasis (CL) is a chronic disease developed by Leishmania parasites that promotes destructive lesions. The emergence of drug-resistant parasites has been related to the misuse of drugs, being a major threat to global health. Although antimicrobial photodynamic therapy (APDT) has been reported as an attractive treatment against a broad spectrum of drug-resistant pathogens, the use of APDT against drug-resistant Leishmania parasites has never been explored. OBJECTIVES: This study aimed to explore the effects of methylene blue-mediated APDT (MB-APDT) on promastigotes and intracellular amastigotes of two different strains of Leishmania amazonensis, a wild-type (WT) and a miltefosine-resistant cell line (MFR). MATERIALS AND METHODS: Promastigotes and intracellular amastigotes were treated at different concentrations of miltefosine. Regarding APDT, we used a red LED (λ= 660±22 nm) at 20 mW/cm 2 and two MB concentrations. Parasites were exposed to radiant exposures of 0 to 25 J/cm 2 .DISCUSSION AND RESULTS: The miltefosine concentration necessary to reduce 50% (EC50) MFR promastigotes was found to be 5.6-fold higher than that of the WT strain. Amastigotes were even more resistant, and the concentration needed to effectively kill MFR was not able to be calculated once it was toxic to health macrophages. Differently, both promastigotes and intracellular amastigotes were susceptible to MB-APDT. Indeed, promastigotes were equally susceptible to treatment regardless of the MB concentration. EC50 calculated for the light dose delivered was nearly 3 J/cm2, which corresponds to an exposure time of 150 s. Surprisingly, amastigotes of MFR were more susceptible to MB-APDT at 50 μM MB concentration, and the light dose necessary to reduce 50% of resistant parasites was half of that of the WT strain (2.3 J/cm 2 and 4.7 J/cm 2 , respectively). CONCLUSION: These results indicate that MB-APDT could be a promising treatment to overcome the global issue of antileishmanial drug resistance in CL.

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  • IPEN-DOC 29537

    FUNGARO, DENISE A. ; IZIDORO, JULIANA de C. . Circular economy in the sugarcane agroindustry: bagasse-fly-ash-based zeolite. In: PLANETARY HEALTH ANNUAL MEETING, October 31 - November 2, 2022, Boston, MA, USA. Abstract... Boston, MA, USA: Planetary Health Alliance, 2022. p. 129-130.

    Abstract: The sugarcane industry in the process of producing sugar and ethanol generates bagasse in large amounts. The burning of bagasse used for steam and electricity generation produces 3 million tonnes of bagasse fly ash (BFA) annually. Handling and improper disposal of BFA cause pollution in soils, air, and water, which results in environmental challenges and human health problems. The valorization of BFA is a convenient and sustainable means to reduce solid waste generation and decrease the environmental pollution load. The purpose of this research is to investigate the application of BFA for the synthesis of zeolite. Because of three-dimensional structure and unique porous properties, zeolite is a value-added product with many applications such as adsorbent material and industrial catalysis. After separation of the coarser particles containing mainly unburned carbon, fine particles of BFA were used to synthesize zeolite by alkali fusion (550 oC; 1 h; BFA: NaOH= 1:1.2 w/w) followed by hydrothermal treatment at 100 °C for 3 h. Si/Al molar ratio of 1.0 was adjusted with an external alumina source. BFA and synthesized zeolite were characterized using XFR, XRD, and MEV. The results showed that BFA may be used effectively for the synthesis of zeolite NaA with high purity comparable with the commercial product. Zeolite NaA is employed in sugarcane mills in the dehydration processes for the removal of water from the hydrated ethanol. Thus, the application of BFA in zeolitization process strategy provides not only environmental and economic benefits for the sugarcane agroindustry but also contributes to a circular economy and towards the achievement of Sustainable Development Goal 12.

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  • IPEN-DOC 29536

    SANTIAGO, RAQUEL; VIANNA, DANIELA; FUNGARO, DENISE A. ; VIANNA, NELZAIR; SARAIVA, ANTONIO M.. Brazilian Campus Ambassador Program as an educational strategy on Planetary Health. In: PLANETARY HEALTH ANNUAL MEETING, October 31 - November 2, 2022, Boston, MA, USA. Abstract... Boston, MA, USA: Planetary Health Alliance, 2022. p. 34-34.

    Abstract: The Brazilian Campus Ambassadors Program (BCAP) of Planetary Health Brazil has the mission of formally recognizing the leaders of the Next Generation in Planetary Health (PH). Throughout the ten months of the program, under the mentoring of professors and researchers, the ambassadors build their PH network and develop organizational and leadership skills. Along the BCAP, the ambassadors acquire skills and tools to take a leading role in their place of action, educate their community, and facilitate collaboration among the existing fields and initiatives on human health and climate change. The target public are undergraduate and graduate students, who acted as multipliers to involve the academic community and the civil society. This way, the BCAP, which is currently in its second edition, works as a strategy to spread the concept of PH in the Brazilian academic environment, giving it a greater capillarity to be inserted in the different areas of education. In 2021, the first edition of the program, we had 249 ambassadors, accompanied by 33 mentors, and 90 of them managed to finish the activities. For 2022, we opted for a smaller intake: 87 ambassadors, accompanied by 23 mentors - to provide more focused mentoring. The result of the 2021 edition was the union of ambassadors from different areas of knowledge in the realization of lectures, online events and lives, workshops, and active participation in the organization and Poster Sessions of PHAM 2021. They learned the value of working together and communicating in an accessible language. At the same time, they learned that we all have our role in PH, broadening their initial vision on the theme. It is worth highlighting the quantity and quality of the ambassadors' activities, even with the limitations imposed COVID-19 pandemic, even generating the insertion of SP content in undergraduate and graduate courses at Brazilian universities.

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  • IPEN-DOC 29535

    MONTEDO, UIARA B.; SANTOS, BARBARA J. dos . Food security and urban gardens, the case of São Paulo/Brazil. In: PLANETARY HEALTH ANNUAL MEETING, October 31 - November 2, 2022, Boston, MA, USA. Abstract... Boston, MA, USA: Planetary Health Alliance, 2022. p. 12-12.

    Abstract: With Covid-19 pandemic, food insecurity in Brazil has become urgent. Since 2020, there has been an increase in unemployment and the closing of schools and day care centers, demanding joint action from society, university, government and companies. Urban and agroecological gardens were highlighted in community actions in the periphery of São Paulo, which has 106 vegetable gardens mapped by the Sampa+Rural program. These gardens are run by solidarity enterprises, which have promoted the delivery of food baskets to vulnerable families. The objective was to enhance the quality of production and ensure healthy food for about 80 families, served by 8 gardens, which contributed to generating income and thus maintaining their dynamics. The methodology consisted of a training cycle from August/21 to April/22, with 5 meetings in each of the 8 participating gardens, covering the planning stages of planting, production, harvest and distribution/marketing. In total, more than 1000 seedlings were planted, ranging from conventional ones (lettuce, arugula, kale, parsley and chives) to seedlings of unconventional food plants, which show a high nutritional level, such as taioba and peixinho. Participants report community gardens as spaces that promote mental health, meeting and reflection, serving as an educational tool in the promotion of significant and permanent social changes, either through the form of production, through the collaborative management process and the fight against local food insecurity. Collective work is one of the ways to overcome food insecurity. It is necessary to take care of volunteers, increase engagement and improve their well-being. Between August and November/22 the focus will be to improve the ergonomic conditions of work in the gardens, to promote well-being and physical safety of those who work there. It is expected to reduce the turnover of participants and improve their comfort, thus contributing to the sustainability of these production systems.

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  • IPEN-DOC 29530

    TRINDADE, FABIANE J.; DAMASCENO, SERGIO; FLORIO, DANIEL Z.; FONSECA, FABIO C. ; FERLAUTO, ANDRE S.. Tuning of shape, defects, and disorder in lanthanum-doped ceria nanoparticles: implications for oxidative coupling of methane. In: CINE CONFERENCE, 3., 18-19 de outubro, 2022, Campinas, SP. Resumo... Campinas, SP: Center for Innovation on New Energies - CINE, 2022.

    Abstract: The instability of petroleum prices and the advancements in extraction technologies of natural gas has increased the interest in the direct conversion of methane to C2 products via oxidative coupling of methane (OCM) reactions. The design of catalysts by tailoring the structural defects and disorder has a significant impact on their performance. Within this context, in this work, the fine-tuning of oxygen defects in rod-like NPs was performed via La3+ doping (LaxCe1-xO2-1/2), x, in the 10-70 mol% range. The NPs characterization was performed by SEM, HRTEM, XRD, BET and Raman spectroscopy, and the OCM catalytic performance was evaluated at 750 °C. The relative concentration of reagents (CH4 and O2) and products H2, CO, CO2, C2H4, and C2H6 was measured by an online mass spectrometer. XRD and Raman analysis revealed that the CeO2 fluorite crystalline structure is essentially maintained in the doped nanorods, even for x = 0.7. The Raman spectra analysis indicates that La doping results in the formation of extrinsic and intrinsic oxygen defects, which increase proportionally to La concentration. The catalysts showed good performance for OCM with methane conversion up to 32% and C2 selectivity up to 44% for x=0.5. In addition, all catalysts showed high stability within 20h time on stream. The demonstrated structural defect control on La-doped CeO2 NPs can provide important insights to improve the performance of OCM reactions.

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  • IPEN-DOC 29529

    TOMINAGA, F.K. ; BOIANI, N.F. ; SILVA, T.T. ; LEO, P.; BORRELY, S.I. . Application of electron beam irradiation for remediation of pharmaceutical compounds in water. In: CONGRESO ARGENTINO DE LA SOCIEDAD DE TOXICOLOGÍA Y QUÍMICA AMBIENTAL, 8th, March 7-11, 2022, Mar del Plata, Argentina. Abstract... Mar del Plata, Argentina: Universidad Nacional de Mar del Plata, 2022. p. 253-253.

    Abstract: A significant number of pharmaceutical active compounds have been released in the aquatic environment. These compounds are not fully removed from water and wastewater treatment plants. Furthermore, these contaminants are not commonly monitored, and they possess the potential to cause adverse ecological and human health effects. Electron Beam Irradiation (EBI) have been applied as an alternatively green method in water management, being efficient for removing organic recalcitrant pollutants at low doses. This work aims to assess the effect of EBI on toxicity of four pharmaceuticals from distinct class (anti-inflammatory, antidepressant, antibiotic, and antidiabetic) using organism from different trophic levels. Acetylsalicylic acid and fluoxetine hydrochloride were obtained from Labsynth (>99.5%) and Divis Pharmaceuticals Pvt. Ltd (98.8%), respectively. Metformin hydrochloride (97%) and ciprofloxacin (>98%) were purchased from Sigma- Aldrich. All aqueous solution were diluted using ultra-pure water. Acute toxicity assays with Daphnia similis and Vibrio fischeri were based on ABNT/NBR standard methods. The evaluated endpoint was immobility and bioluminescence inhibition, respectively. The yeast assays were carried by monitoring of changes in the specific conductivity of suspensions of S. cerevisiae. All the assays were performed in triplicate. The toxicity results of the microcrustacean and the bacteria were expressed in Toxicity Factor. For the yeast, data were analyzed by F-test and t-test using a significance level of 0.05. The UV-Vis spectrum showed changes in all pharmaceutical’s spectrum after irradiation at 2.5 kGy. The toxicity results indicated that the effects varied depending on the organism and the studied pharmaceutical. For acetylsalicylic acid, increase of toxicity was observed for all three the organism. In contrast, for fluoxetine, a great toxicity removal was achieved for D. similis while and for the bacteria and the yeast no changes of toxicity were noted. Regarding metformin, the radiolytic byproducts were only toxic to the microcrustacean, possibly including residual hydrogen peroxide. Finally, for ciprofloxacin, toxicity increase was verified for D. similis and V. fischeri, while detoxification was observed for S. cerevisiae. In conclusion, the present work demonstrated EBI is effective for removing pharmaceuticals and showed the importance of using different organism for toxicity assessment.

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  • IPEN-DOC 29528

    BOIANI, N.F. ; TOMINAGA, F.K. ; SILVA, T.T. ; REDÍGOLO, M.M. ; BORRELY, S.I. . Assessment of binary mixture toxicity of pharmaceuticals of environmental concern to aquatic organisms. In: CONGRESO ARGENTINO DE LA SOCIEDAD DE TOXICOLOGÍA Y QUÍMICA AMBIENTAL, 8th, March 7-11, 2022, Mar del Plata, Argentina. Abstract... Mar del Plata, Argentina: Universidad Nacional de Mar del Plata, 2022. p. 143-143.

    Abstract: Pharmaceutical products have been frequently detected in aquatic environments as mixtures. They may cause direct toxic effects to aquatic organisms and indirect effects on ecosystems, due to interactions which induce additive, synergistic or antagonistic effects. The classical mathematical models of concentration addition and independent action of pollutants have been extensively used for predicting the mixture effects of chemicals of environmental relevance. The objective of this study was to assess the binary mixture toxicity of pharmaceuticals: fluoxetine and propranolol; fluoxetine and sulfadiazine; fluoxetine and caffeine, in acute tests with Daphnia similis carried out based on ABNT/NBR standard methods. The prediction of the acute effects to binary mixture was performed considering the mentioned mathematical models and deviations of them (synergism/antagonism; concentration level-dependent or concentration ratio-dependent), using an automated Excel spreadsheet. For the mixture of propranolol + fluoxetine, the concentration addition model best described the mixture effects, which explained most of the variability of acute toxic responses. Through the concentration level-dependent, synergism at low doses and antagonism at high doses was pointed out. The concentration addition model better described the effects of the binary mixture of sulfadiazine + fluoxetine. Synergism related to the independent action model and an antagonism related to the concentration ratio-depend were identified. For caffeine + fluoxetine mixture, the concentration addition model described slightly better the effects of this binary mixture, synergism concentration level-dependent and dose ratio-dependent were identified. We can conclude that the nature of the interaction between the compounds of a mixture depends on effect level and on the ratio in which each one is applied. Major effects of the binary mixture were detected in the zone between the effects predicted by the evaluated models. The synergism/antagonism or additivity do not depend on the similarity/dissimilarity of the mode of action of the compounds of a mixture, showing a different behaviour respect to the theoretical assumptions.

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  • IPEN-DOC 29524

    NOGUEIRA, MARIA S.; SQUAIR, PETERSON L.; ENGLER, CAMILA; GOMES, DANIELE S.; LEYTON, FERNANDO; HWANG, SUY; SILVEIRA, RENATA; SILVEIRA, ROSANGELA C.; SOUZA, DIVANIZIA N.; POTIENS, MARIA P.A. . Evaluation of the mean glandular dose for digital breast tomosynthesis and Full-Field Digital Mammography in Brazil. In: EUROPEAN RADIATION PROTECTION WEEK, October 9-14, 2022, Estoril, Portugal. Abstract... 2022.

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  • IPEN-DOC 29483

    CALVO, WILSON A.P. ; SOMESSARI, SAMIR L. ; DUARTE, CELINA L. ; SPRENGER, FRANCISCO E. ; FEHER, ANSELMO ; LAINETTI, FABIANA de F. ; GASPER, RENATO R. ; BRAGA, ALCIDES; RODRIGUES, MARCOS; SAMPA, MARIA H.O. . Development and construction of a mobile electron beam accelerator to treat and recycle industrial effluents in Brazil. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON APPLICATIONS OF RADIATION SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2nd, August 22-26, 2022, Vienna, Austria. Abstract... Vienna, Austria: International Atomic Energy Agency (IAEA), 2022.

    Abstract: In the world, there is a growing increase in the demand for water for human consumption, as well as the prioritization of the use of available water resources for public supply. The treatment of wastewater and industrial effluents by electron beam irradiation is a promising technique, however, not very widespread in Brazilian territory. The design and construction of a mobile unit by the Nuclear and Energy Research Institute (IPEN/CNEN), containing an electron beam accelerator of 0.7 MeV, 20 kW and 640 mm window is innovative to demonstrate the effects and positive results of this technology. The mobile unit will have as one of its main advantages the possibility of treating effluents in the place where the source is located, eliminating costs and bureaucratic problems associated with the transportation of waste, besides publicizing the technology in several places in the country. To implement the project, IPEN/CNEN has been consolidating partnerships with national and international companies. The resources for the development of the unit have been supplied by the Brazilian Innovation Agency (FINEP) and International Atomic Energy Agency, financing the “IAEA TC Project BRA1035 - Mobile electron beam accelerator to treat and recycle industrial effluents”. The Institute has associated with a specialized company (Truckvan Industry) in an innovation project for the unit design and development. Several meetings have been realized with the company and the International Atomic Energy Agency experts, aiming the compatibility of the design and the exchange of information necessary for the project development. The idealized project divides the cart in the following modules: a) control room and laboratory for technical and scientific dissemination of the technology; b) industrial electron beam accelerator, hydraulic units, ventilation system, cooler and bunker with irradiation device; and c) transformer and power source supply. A 3D model study of the control room and laboratory space was done to facilitate understanding the internal distribution of the laboratory analysis equipment (Gas Chromatography Mass Spectrometry, Total Organic Carbon and UV-Visible Spectroscopy). The irradiation system with electron accelerators allows treating different types of effluents. Depending on the effluent, the amount of ionizing radiation energy required for treatment may vary, as well as the amount of treated effluent per day. For the construction of the mobile unit, the estimated cost is about US$ 1.5 Million. The type of treated effluent, the treatment cost per m3/day and other information regarding the cost of maintenance and operation of the mobile unit are obtained from the Business Plan of the Mobile Unit.

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  • IPEN-DOC 29482

    CARDOZO, NELSON X. ; HARAGUCHI, MARCIO I.; KIM, HAE Y.; SOMESSARI, SAMIR L. ; FEHER, ANSELMO ; NAPOLITANO, CELIA M. ; CALVO, WILSON A.P. . Development of an irradiation system for production of gaseous radioisotopes and of a tomographic 2-D gamma scanning for industrial process troubleshooting in Brazil. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON APPLICATIONS OF RADIATION SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2nd, August 22-26, 2022, Vienna, Austria. Abstract... Vienna, Austria: International Atomic Energy Agency (IAEA), 2022.

    Abstract: Radioisotopes as radiotracers are used in analytical procedures to obtain qualitative and quantitative data systems, in physical and physicochemical studies transfers, and troubleshooting of industrial process plants in chemical and petrochemical companies. In the production of gaseous radioisotopes used as tracers in industrial process measurements, argon-41 (41Ar) and krypton-79 (79Kr) stand out because each has low reactivity with other chemical elements. 41Ar is a transmitter range with high-energy (1.29 MeV) and a high percentage of this energy transformation (99.1%), resulting in relatively small quantities required in relation to the other, for an efficient detection, even in large thicknesses components. In this sense, the aim of this study is to develop an irradiation system for gaseous radioisotope production in continuous scale, applied in industrial applications of emission tomography and flow measurement. The irradiation system may produce 41Ar with activity of 7.4×1011 Bq (20 Ci) per irradiation cycle, through the Reactor IEA-R1 with 4.5 MW and average thermal neutron flux of 4.71×1013 ncm−2s−1 to meet an existing demand in NDT and inspections companies, and even needed by the Radiation Technology Centre, at IPEN/CNEN. The irradiation system consists of an aluminium irradiation capsule, transfer lines, needle valves, ringed connections, quick connectors, manometer, vacuum system, dewar, lead shielding, storage and transport cylinders, among other components. The irradiation system was approved in the leakage and stability tests (bubble test, pressurization, evacuation and with leak detector equipment. In the experimental production obtaining 1.07×1011 Bq (2.9 Ci) of 41Ar, alanine dosimeters were distributed into various components of the irradiation system. In addition, exposure rates were determined in the lead shielding wall, in which the liquefied radioactive gas was concentrated, and in the storage and transport cylinders after 41Ar was transferred by the portable radiation meter. However, gamma scanning is a nuclear inspection technique widely used to troubleshoot industrial equipment in refineries and petrochemicals plants such as distillation columns and reactors. A sealed radiation source and detector move along the equipment, and the intensity readouts generate the density profile of the equipment. The result of gamma scan still consists of a simple 1-D density plot. In this work, we also present the tomographic gamma scanning that, using image reconstruction techniques, shows the result as a 2-D image of density distribution. Clearly, an image reveals more features of the equipment than a 1-D graph and many problems that could not be troubleshooted using the conventional technique can now be solved with this imaging technique. We use ART (Algebraic Reconstruction Technique) intercalated with total variation minimization filter. The use of total variation minimization leads to compressive sensing tomography, allowing to obtain good quality reconstruction from few irradiation data. We simulated the reconstruction of different density distributions. We applied the new technique to data obtained by irradiating with gamma rays phantoms that emulate industrial equipment. Finally, we present the result obtained by applying the innovative technique to real operating distillation column.

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  • IPEN-DOC 29481

    KODAMA, YASKO ; BIANCOLLI, ANA L. ; BARBOSA, ANDREY ; SANTIAGO, ELISABETE . Effects of gamma radiation absorbed dose on VBC grafting onto LDPE films and on anion exchange membrane fuel cells performance. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON APPLICATIONS OF RADIATION SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2nd, August 22-26, 2022, Vienna, Austria. Abstract... Vienna, Austria: International Atomic Energy Agency (IAEA), 2022.

    Abstract: Anion-Exchange Membranes (AEMs) are polymer electrolytes that conduct anions, such as OH- and Cl-, as they contain positively charged [cationic] groups (typically) bound covalently to a polymer backbone. It is possible to take advantage of this characteristic for electrochemical devices, such as fuel cells. Fuel cells are electrochemical systems that convert chemical energy into electrical energy through continuous feeding fuel. These systems represent an alternative technology of electricity with great efficiency and large applicability in the areas of portable, stationary, and automotive powers due to important improvements achieved in the field of electrocatalysis in the past decade. In this present research, AEMs based on films of low density polyethylene (LDPE), were synthesized by radiation induced grafting with 4-vinylbenzylchloride (VBC) monomer solution using direct method. Samples were irradiated with gamma rays from Co-60 at room temperature, in nitrogen and/or air atmosphere at Gammacell of IPEN-CNEN/SP. Several radiation absorbed doses (10-30kGy) were used to study degree of grafting (DoG) of VBC onto LDPE gamma irradiated films. The optimization of parameters and conditions of irradiation have been evaluated by degree of grafting. Functionalization with quaternary ammonium groups was made in water by using trimethylamine (TMA). After, treatment with NaCl for Cl-groups addition was performed, responsible for ionic exchange and ionic groups stabilization. Then, hydroxylation reaction was performed with KOH for hydroxyl groups addition (anionic exchange of Cl- groups by OH-). Besides DoG, characterization of the ion exchange membranes was performed at IPEN-CNEN/SP involving determination of physico-chemical properties such as water uptake, ion exchange capacity and ionic conductivity. Furthermore, AC impedance spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) were performed for characterization of radiation grafted membranes. DoG increased with radiation absorbed dose increase, homopolymerization affected some grafted membranes at high radiation absorbed doses. Also, atmosphere of irradiation affected the DoG. The resulting AEM synthesized by RIG of VBC onto LDPE with 30 kGy radiation absorbed was tested in a fuel cell and reached a maximum power density of 942 mW cm−2 at 80 ℃ with gases flow of 0.8 L min-1 and 0.5 L min-1 for H2 and O2, respectively.

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  • IPEN-DOC 29480

    SAKATA, SOLANGE ; JACOVONE, RAYNARA M.S. ; DUARTE, MIGUEL ; GARCIA, RAFAEL ; ANGNES, LUCIO. Reduced graphene oxide obtained by gamma radiation to produce screen printed glucose biosensor. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON APPLICATIONS OF RADIATION SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2nd, August 22-26, 2022, Vienna, Austria. Abstract... Vienna, Austria: International Atomic Energy Agency (IAEA), 2022.

    Abstract: Screen printed biosensor has attracted attention as point care device due to its fast and accurate response in a compact portable platform. Due the high electrical carrier mobility, reduced graphene oxide (rGO) has been used to modify the working electrode surface and increase the biosensor sensibility. However, there are some disadvantages during the reduction of graphene oxide that include the use of chemical reductants that need to be removed after the reaction and the toxic residues. The purification usually requires tedious steps and a lot of efforts to recover the nanomaterial. In this work screen printed carbon electrode (SPCE) was modified using rGO produced by gamma radiation. Graphene oxide (GO) was prepared by modified Hummers and the reduction was performed in a water/isopropanol solution and inert medium. Sample was irradiated in the Multipurpose Gamma Irradiation Facility at Radiation Technology Center from Nuclear and Energy Research Institute (IPEN/CNEN-SP), a category IV gamma irradiator by the IAEA classification under the radiation dose at 80,0 kGy. rGO characterization was performed by X-Ray Diffraction (XRD). From the XRD patterns: the 2θ the peak located at 11o shift to 23o, demonstrating the reduction of GO to rGO. The decrease of the distance between layers was attributed on partial remove of the oxygen groups from GO. For the glucose biosensor preparation, first of all, the SPCE (Metrohm, model 6. 1208. 110) was modified by drop-coating rGO solution and dried at room temperature for 24h. Then, for Glucose Oxidase (GOx) immobilization, the carboxylic groups from rGO were activated using N-hydroxysuccinimide (NHS) and 1-Ethyl-3-(3-dimethyalaminopropyl) carbodiimide (EDC) for 30 min at room temperature, followed by adding GOx 10KU from A. niger Type II (5mg/mL). The solution was incubated at 4oC overnight. SEM images showed GOx onto SPCE surface and the electrocatalysis of GOx toward glucose was measured to confirm the enzymatic activity. For electrochemical studies, cyclic voltammetry was carried out in a Portable Potentiostat model 910 PSTAT mini, Metrohm and PSTAT software. The fabricated amperiometric biosensor detects glucose ranged from 1mM to 5mM with LOD of 0.9 mM at 0.70V. Moreover, the biosensor exhibited repeatability, reproducibility and practicability. This study showed that rGO synthesized by gamma radiation without any further purification is a simple and sustainable approach to fabricate electrode for biosensors.

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  • IPEN-DOC 29479

    UEHARA, VANESSA B. ; DEL MASTRO, NELIDA L. . Sustainable packaging materials for the food industry: role of radiation technology. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON APPLICATIONS OF RADIATION SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2nd, August 22-26, 2022, Vienna, Austria. Abstract... Vienna, Austria: International Atomic Energy Agency (IAEA), 2022.

    Abstract: Food packaging keeps food safe and fresh and protects products during transport, delivery, and storage. On the other hand, packaging also fills trash containers and landfills, lasting far longer than the products it was made to contain and can also transfer chemicals into our food, with unknown health effects. Disposing massive quantities of wastes generated by nonbiodegradable packaging material pave ways for the study of biopolymers as alternative materials for food packaging. Ionizing radiation is the most effective means to disinfect dry food ingredients and an adequate phytosanitary treatment of food and agricultural commodities. The irradiation of food products is today a mature technology, effective, broad spectrum, residue free that can play an important role in food safety and food security. On the other hand, radiation processing of polymers is an attractive option for the food packaging industry worldwide. Practically every type of physical and chemical assay technique has been utilized for radiation studies on biological molecules. The aim of this article is to present some aspects of our own work on the development of edible films based on a combination of polysaccharide/protein - cassava starch and soy isolate protein - among the general application of irradiation technology on packaging materials.

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  • IPEN-DOC 29478

    GARCIA, RAFAEL H.L. ; CARNEIRO, FELIPE W. ; JACOVONE, RAYNARA M.S. ; SAKATA, SOLANGE K. ; ANGNES, LUCIO. The influence of gamma radiation doses on rGO/Ni for energy storage applications. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON APPLICATIONS OF RADIATION SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2nd, August 22-26, 2022, Vienna, Austria. Abstract... Vienna, Austria: International Atomic Energy Agency (IAEA), 2022.

    Abstract: Metallic nanoparticles (MN) have been the subject of intense research in the last decades because of their high catalytic activity, associated with its large surface-to-volume ratio. However, it is difficult to obtain pure active metal nanoparticles surfaces, since its contamination and aggregation frequently result in deactivation and loss of catalytic activities. MN immobilization can minimize these effects. Thermal, mechanical, and electrical properties of reduced graphene oxide (rGO) make this material an excellent candidate for MN support for batteries and supercapacitors. The production of metallic nanoparticles on rGO surface based on gamma radiation allows less formation of residual impurities, absence of reducing agents, uniform mass production, no aggregation and low costs. Herein, we demonstrated a green and efficient one-step, gamma radiation-based method for Ni/rGO production. Graphene oxide (GO) was prepared by modified Hummers method. Ni+2 and graphene oxide reduction were performed in water/isopropanol solution (1:1) under inert medium. Samples were irradiated in the Multipurpose Gamma Irradiation Facility at CETER/IPEN/CNEN-SP, a category IV gamma irradiator by the IAEA classification, in radiations doses of 20, 40, and 80 kGy, at 10 kGy/h. From X-ray diffraction, the correlation between radiation doses and crystallite size was evaluated. For supercapacitor studies, cyclic voltammetry was carried out in a screen printed carbon electrode (SPCE) in K₄[Fe(CN)₆]. The working electrode was modified with produced rGO-Ni 80 kGy, Pt wire was used as counter and Ag/AgCl as reference electrode. Experiments were performed in KOH 1.0 M. Results showed that produced Ni/rGO has good potential to be used in electrochemical devices such as supercapacitors or batteries.

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  • IPEN-DOC 29477

    VASQUEZ, PABLO A.S. ; VIEIRA, ANA C.; LIMA, LENI; NAGAI, MARIA L.; KODAMA, YASKO ; OLIVEIRA, MARIA J. ; SANTOS, PAULO . New trends and applications of ionizing radiation for preservation of cultural heritage tangible materials. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON APPLICATIONS OF RADIATION SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2nd, August 22-26, 2022, Vienna, Austria. Abstract... Vienna, Austria: International Atomic Energy Agency (IAEA), 2022.

    Abstract: Disinfection of cultural heritage artefacts and archived materials using ionizing radiation has been successfully applied and accepted by the Brazilian conservation and preservation institutions and community in recent years. Several works of art, museum collections artefacts, books, manuscripts, drawings, archive documents, musical instruments, ethnographic objects, archaeological findings and natural history collections have been decontaminated. Several research studies have been developed addressing the behaviour of cellulosic based materials treated with the ionizing radiation. However, many Brazilian collections have objects made from the most diverse constitutive materials and these are affected by biodeterioration. In order to the effective decontamination of the most diverse types of objects there was a need to establish protocols for care of institutions and individuals carrying cultural and historical collections and for the effective processing by ionizing radiation in the facilities respecting the ethical principles of conservation and restoration covering activities from the problem detection to the final cleaning. Additionally, ionizing radiation has allowed the development of innovative nanostructured cross-linked materials, with applicability in cleaning delicate surfaces. This work presents the most recent results of the effect of ionizing radiation on morphology and physicochemical properties of photographic and cinematographic films, featherwork and botanical collections – exsiccate; as well as the protocols developed as a practical guide for conservatives and professionals of the irradiation for treatment of tangible objects. Preliminary results of nanostructured cross-linked polymeric hydrogels for cleaning surface of artworks obtained by ionizing radiation are also presented. The IAEA sponsored projects have helped to increase the acceptance of nuclear technology by the Brazilian society, especially by the community of restorers, curators and conservators of material cultural goods. The research developed and disseminated with the support of IAEA contributes to the understanding that the cultural heritage is the legacy of physical artefacts and intangible attributes of a group or society that are inherited from past generations, maintained in the present and restored for the benefit of future generations.

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  • IPEN-DOC 29476

    NAGAI, MARIA L.; SALVADOR, PABLO A.V. . Preservation and conservation of information contained in glassy materials from cultural collections with processing by ionizing radiation. In: IAEA WORKSHOP ON INNOVATIVE APPROACHES OF ACCELERATOR SCIENCE AND TECHNOLOGY FOR SUSTAINABLE HERITAGE MANAGEMENT, June 13-16, 2022, Vienna, Austria. Abstract... Vienna, Austria: International Atomic Energy Agency (IAEA), 2022. p. 29-29.

    Abstract: Glass-based photographic materials are commonly found in historical cultural heritage collections.Inadequate storage conditions for these materials lead to problems of biodeterioration, mainly by fungi. Processing by ionizing radiation with electron beam has a biocidal effect to combat fungal contamination. However, a known undesired effect on glassy materials is increased opacity which affects the readability of images on photographic glass negatives. In this way, the study proposes a methodology to minimize the darkening effects of the glasses that are subjected to irradiation. For this work, glass samples were subjected to irradiation with electron beams at doses of up to 25 kGy, under different controlled temperature conditions, and the effects analyzed by UV-visible spectrophotometry and colorimetry analysis.

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  • IPEN-DOC 29475

    VIEIRA, ANA C.D. ; SALVADOR, PABLO A.V. ; SANTOS, PAULO de S. . Moving toward a sustainable conservation: experience of the Museum of Archeology and Ethnology (MAE-USP). In: IAEA WORKSHOP ON INNOVATIVE APPROACHES OF ACCELERATOR SCIENCE AND TECHNOLOGY FOR SUSTAINABLE HERITAGE MANAGEMENT, June 13-16, 2022, Vienna, Austria. Abstract... Vienna, Austria: International Atomic Energy Agency (IAEA), 2022. p. 30-31.

    Abstract: Most of the ethnographic collections present in traditional museums in Brazil were formed by collectors, purchases, donations and exchanges by large encyclopedic, naturalist museums, typical of the 19th century. It is in this context, the Museum of Archeology and Ethnology (MAE-USP) collection were constituted. The MAE has been made a big effort to guarantee their conservation. Preservation of tangible objects as well thousands of organic objects, composed of plant fibers, wood, skins, feathers, seeds and various materials, has always been challenging as they are prone to deterioration by biological agents such as insects, mold, bacteria and rodents. Chemical treatments are traditionally examples of actions to preserve many museum collections around the world. Since the 19th century, collectors and museum professionals have applied a variety of toxic substances through fumigations and direct applications trying to enhance the conservation. Although a well-intentioned practice, the application of pesticides to protect ethnographic objects could not predict the negative impact on the safety of those who would handle these objects in the future and by restricting the possibilities of using these collections by the descendants of their creators. Today, these contaminated objects cannot be touched without gloves or experienced by for example, indigenous groups. The current insertion of native communities in curatorial actions at museums has made it possible to renew the way in which these institutions work. At this moment, it is no longer plausible that a museum institution continues to carry out toxic treatments on funerary, sacred objects, human remains, among others. The possession and use of these objects transcend the museum’s borders and the possibilities of use must be considered in the perspective of the future. Due to the renewal of the theoretical parameters of the conservation discipline, the Integrated Pest Management policy is more suitable for museological institutions. Efforts to prevent damage have been more effective than just thinking about curative conservation. In addition, the need to develop a more sustainable present and future has led institutions to develop greener prevention policies, without the use of toxic products, respecting the environment and the user. In this scenario, since 2010, MAE-USP has abolished the use of pesticides to treat the collection. Since then, the institution has been dedicated to building a protocol to reduce risks related to infestations. This protocol encompasses, among other actions, the treatment of objects affected by biological agents and the preventive treatment of new objects through ionizing radiation. The use of ionizing radiation for the disinfestation of museum objects is a very safe process and has proved to be a great alternative to traditional methods of disinfestation that involve pesticides of high persistence and toxicity. For this reason, we have also worked to disseminate the technique among conservators. This work intends to share the actions carried out by MAE-USP in partnership with the Nuclear and Energy Research Institute (IPEN) to facilitate the treatment of ethnographic objects, as well as an important collaborator to make the conservation process at MAE more sustainable.

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  • IPEN-DOC 29474

    VASQUEZ, PABLO A. ; NAGAI, MARIA L.. Ionizing radiation for preservation: uses of electron-beam technology for conservation of photographic and cinematographic films. In: IAEA WORKSHOP ON INNOVATIVE APPROACHES OF ACCELERATOR SCIENCE AND TECHNOLOGY FOR SUSTAINABLE HERITAGE MANAGEMENT, June 13-16, 2022, Vienna, Austria. Abstract... Vienna, Austria: International Atomic Energy Agency (IAEA), 2022. p. 3-3.

    Abstract: The Nuclear and Energy Research Institute – IPEN through the Multipurpose Gamma Irradiation Facility and the Electron Beam Irradiation Facilities has disinfected several tangible cultural collections from the University of São Paulo – USP. Brazilian weather conditions added to the actions of insects and fungi promote biodegradation especially in cellulose based materials. In this sense, ionizing radiation is an excellent alternative to the traditional preservation process mainly because the biocidal action. Electron beam irradiation also presents new possibilities for processing materials with greater speed, despite having limited penetration. Adequate storage of photographic and cinematographic materials is a challenge for experts from preservation institutions. Contamination by fungi is one of leading causes of problem in this kind of collections. In addition, another common physicochemical degradation affecting cellulose triacetate films causing deacetylation of polymer chain is called “vinegar syndrome”. In this work are presented results of the effect of the electron beam irradiation on photographic and cinematographic films using an electron beam accelerator with energy of 1.5 MeV and beam power of 37.5 kW. Selected film samples were characterized by FTIR-ATR spectroscopy and FEGSEM-EDS microscopy. Samples were irradiated with absorbed dose between 2 kGy and 200 kGy. Irradiated samples were analyzed by UV-Vis spectrophotometry, FEGSEM, thermogravimetric analysis (TG) and differential scanning calorimetry (DSC). Results showed that disinfection by electron beam radiation can be achieved safely applying radiation absorbed doses between 6 kGy to 10 kGy with no significant change or modification of main properties of the constitutive polymeric materials. Electron beam irradiation, due to the effect of crosslinking is presented as an alternative to treat films affected by “vinegar syndrome” applying absorbed dose of 80 kGy in order to increase shelf life of cultural heritage materials.

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  • IPEN-DOC 29460

    GALDINO, G.S. ; RODRIGUES, W.C. ; CRUZ, P.D. ; CASINI, J.S.; SAKATA, S.K. ; FARIA, R.N. . Characteristics of electric double layer capacitors prepared with electrolytes based on deep eutectic solvents. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: The storage capacity of electric double layer capacitors or electrochemical supercapacitors with electrolytes based on deep eutectic solvents (DES) composed of L-lactic acid with several hydrogen bond acceptors (nicotinamide, L-alanine, ammonium acetate, sodium acetate, choline chloride, amino acetic acid) with a molar ratio of 7:1 have been investigated. A DES based on urea and choline chloride with at a molar ration of 2:1 has also been included for comparison. The electrochemical supercapacitors were prepared using commercial activated carbon electrodes after removing the volatile organic electrolyte with a vacuum pump. The characteristics of the electrochemical supercapacitors were determined by cyclic voltammetry at temperature room temperature and also after heating at 353 K using scan rates that varied from 2 to 25 mVs-1. Lowest scan rate led to higher specific capacitance of 150±8 Fg-1 with a maximum applied potential of 1.7 V for the urea and choline chloride DES with a molar ration of 2:1. The lactic acid with all the hydrogen bond acceptors with a molar ratio 7:1 it has been necessary to increase the temperature above room temperature to improve the specific capacitance.

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  • IPEN-DOC 29459

    PRADO, F.M. ; UTIYAMA, K.A.; TOFFOLI, D.J.; DA SILVA, S.L.. Dispositivo automático para melhoria do processo de coleta de dados com amostras fotoelásticas de pequenas dimensões em técnicas de fotoelasticidade. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Os materiais fotoelásticos possuem a propriedade da birrefringência e, devido principalmente à sua transparência e elasticidade, são largamente utilizados na indústria metalomecânica para determinação indireta de propriedades de materiais, por técnicas e métodos de Fotoelasticidade, uma sub área da Óptica que proporciona a investigação da relação entre os fenômenos de birrefringência temporária e elasticidade mecânica. No entanto, há dificuldades associadas às medições das variáveis envolvidas durante a interação da luz com a amostra quando uma tradicional máquina universal de ensaios é utilizada para efetuar os esforços, sem mencionar o fato de que amostras de pequenas dimensões não são bem aceitas em tais ensaios mecânicos. Neste contexto, foi construído um dispositivo automático que permite a compressão das amostras de pequenas dimensões por uma amplitude pré-determinada de cargas associado à captura de vídeos com informações fotoelásticas. Com isto, foi possível obter valores de propriedades dos materiais fotoelásticos, como módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson, com acurácia em torno de 20% melhor, comparado a trabalhos da literatura, devido a maior resolução proporcionada pelo dispositivo e, também, pela elevada quantidade de dados obtidas, quando comparada a processos manuais.

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  • IPEN-DOC 29458

    PRADO, F.M. ; UTIYAMA, K.A.; TOFFOLI, D.J.; OUTA, R.; DA SILVA, S.L.. Método computacional para determinação do coeficiente relativo de dispersão fotoelástica em amostras de materiais fotoelásticos a partir dos dados de fotoelasticidade por transmissão. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Segundo a Lei óptica das tensões, o coeficiente relativo de dispersão fotoelástico é o resultado da relação entre as diferenças de tensões internas e as diferenças de índices de refração, provocadas por esforços externos, em materiais fotoelásticos, que têm a propriedade da birrefringência temporária. Em geral o coeficiente relativo é uma propriedade do material e função do comprimento de onda da luz que o atravessa. Em Fotoelasticidade, há uma grande dificuldade em encontrar este coeficiente, pois as determinações dos parâmetros ópticos são muito complicadas e indiretas, levando a resultados com baixa acurácia. Este trabalho mostra que existe uma relação direta entre os esforços externos e as tensões internas e, também, entre as deformações internas e os índices de refração. Consequência disto, o coeficiente relativo de dispersão fotoelástica pôde ser determinado pela relação entre os esforços externos e as deformações estatísticas internas. Os resultados foram comparáveis à literatura com uma melhoria da acurácia da ordem de 15%, devido à utilização de um método computacional fundamentado em teoria de erros e um processamento que utilizou uma grande quantidade de informações cedidas por uma técnica de fotoelasticidade por transmissão que utilizou um dispositivo automático para compressão das amostras.

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  • IPEN-DOC 29457

    BARROS, G.D. ; NETO, R.M. ; BARDELLA, F. . Use of CrystalWalk interactive program to teach crystal structures to Brazilian students in engineering courses. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Understanding how atoms of chemical elements form crystals is not a simple task, especially for students that are learning about the properties of materials. This task is even more arduous when the course workload does not match the content and traditional teaching methods do not stimulate students. Recently, the teaching methodology of Materials Science discipline has been completely modified aiming at the improvement of student learning. The new procedure is based on project execution, team-based learning, flipped classroom, use of the CrystalWalk interactive program and additive manufacturing, with 3D printing of crystal structure models. CrystalWalk is free didactic-interactive software for synthesis and visualization of crystalline structures, developed by the Nuclear and Energy Research Institute (Ipen, Brazil), which can be used online and in devices such as computers, tablets, and smartphones. With the software it is possible to construct the crystals step by step, choosing the basic structures and the atoms that will enter its composition. In the first step, questions were presented using the Plickers application to check student’s prior knowledge before approaching the topic and then a video-lesson with key points about crystalline structures was visualized in the flipped classroom model. After that, groups were created to construct the different structures using the CrystalWalk software, and the 3D impression of the structures of each group was built. Finally, new questions about crystalline structure were presented using the Peer instruction methodology to evaluate if 70% of the class absorbed the presented content. As a result, it was observed that the use of this new learning model increased the student’s engagement and, consequently, their final grades.

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  • IPEN-DOC 29456

    CRUZ, C.P. ; FREITAS, L.F. de ; FERREIRA, A.H. ; ALVES, V.M. ; LUGAO, A.B. . Estudo das sínteses por feixe de elétrons e radiação gama para obtenção de nanopartículas de albumina. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Atualmente, as proteínas têm sido alvo de estudos na área da nanotecnologia uma vez que possuem propriedades de grande interesse para área biomédica como alta biocompatibilidade e baixa toxicidade, dentre outras. Estratégias envolvendo a produção de nanopartículas direcionadas ao desenvolvimento de sistemas de entrega inteligentes visando aumentar a biodisponibilidade, especificidade ao tecido alvo e maior tempo de circulação sistêmica é alvo constante de pesquisas em nanomedicina. Nesse sentido, nanopartículas a base de proteínas plasmáticas mostram-se mais vantajosas frente a nanopartículas de materiais sintéticos, visto que possuem propriedades mais adequadas para aplicações in vivo como baixa toxicidade, biodegradabilidade e geralmente não desencadeiam respostas imunes. Comercialmente estão disponíveis alguns produtos: Nanocoll® (reagente liofilizado para detecção de linfonodo sentinela quando radiomarcado) e Abraxane® (paclitaxel ligado à albumina). O uso de radiação como rota alternativa para promover a reticulação de partículas proteicas tem sido amplamente discutido e tem demonstrado a possibilidade de preservação das estruturas proteicas e manutenção de suas atividades biológicas. Síntese induzida via radiação demonstram-se mais vantajosas, pela ausência de uso de reticulantes químicos, diminuindo assim a toxicidade residual e mostrando-se eficaz no controle de tamanho. Os efeitos da irradiação de proteínas, especialmente em solução aquosa, envolvem a geração de espécies reativas proveniente da radiólise da água ou solvente, que são capazes de promover a reticulação. Os tamanhos das nanopartículas podem oferecer melhores propriedades químicas, físicas e biológicas, por esse motivo o estudo teve como objetivo um melhor entendimento no uso de diferentes tipos de irradiações e condições de síntese para avaliar os efeitos relacionados ao controle de tamanho das nanopartículas. Para avaliação das nanopartículas as sínteses foram realizadas variando a concentração protéica de 0,5 a 10mg/mL, em diferentes tampões fosfato e o tris-HCl ambos em concentração de 50mM. Após a preparação das amostras, as mesmas foram submetidas a processos de irradiação distintos: feixes de elétrons (E-Beam) e radiação gama (irradiador multipropósito 60-Co), com variação de dose de 10 a 20kGy. As amostras foram analisadas pela técnica de espalhamento dinâmico de luz (DLS), com o intuito de avaliar o seu tamanho hidrodinâmico e índice de polidispersão das diferentes condições sintéticas. Os resultados obtidos para o tampão fosfato demonstraram que as condições sintéticas propostas não afetam consideravelmente o tamanho das nanopartículas. Para as nanopartículas com Tris-HCl o tamanho é diretamente afetado pela concentração de proteína, dose de irradiação e tipo de radiação utilizada. As nanopartículas obtidas por radiação gama demonstram-se obter tamanhos mais monodispersos em relação às obtidas por feixe de elétrons.

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  • IPEN-DOC 29455

    BARROS, G.D. ; CREMASCO, I.K.; FERREIRA, M.P.; JUNIOR, R.A.. Utilização de nanofibras de EPS reciclado produzidas por rotofiação na filtragem de óleo em água. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: A presente pesquisa cientifica tem como objetivo o estudo da utilização de nanofibras de EPS reciclado como alternativa de filtragem de óleo em água. Foram analisadas nanofibras de EPS reciclado produzidas por rotofiação com diferentes concentrações de EPS e verificadas por meio de microscopia eletrônica de varredura. Desta forma, é proposta uma solução alternativa para a filtragem de óleo em água, bem como para a reciclagem do EPS, que é um material com longo período para a decomposição, e é pouco reciclado devido o alto custo no processo decorrente da sua baixa densidade. O uso do EPS reciclado em forma de fibras, além de contribuir para. Ao fim da pesquisa, foi possível identificar as variações das concentrações de EPS capazes formar fibras para serem utilizadas como filtro.

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  • IPEN-DOC 29454

    SILVA, J.T. ; NOGUEIRA, B.R. ; ANGELOCCI, L.V. ; SOUZA, C.D. ; TEODORO, L.E. ; SOUZA, P.D. ; RODRIGUES, B.T. ; CORREIA, R.W. ; SANTOS, H.N. dos ; ZEITUNI, C.A. ; ROSTELATO, M.E. . Avaliação do método produtivo de placas de epóxi com fósforo-32 para o tratamento do câncer espinhal e intracranial por braquiterapia. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: A braquiterapia é uma modalidade de radioterapia utilizada no tratamento do câncer. Nessa modalidade, a fonte radioativa é posiciona junto ao tumor ou bem próxima a ele. A dose de radiação é entregue de forma contínua em um período curto de tempo (fontes temporárias) ou em períodos mais longos durante todo o decaimento radioativo do material (fontes permanentes). A maior vantagem da braquiterapia, é o fato da fonte estar bem próxima ao tumor o que significa que a região alvo recebe a maior parte da dose protegendo os tecidos sadios adjacentes à região tumoral. Shtrombakh et. al. trabalharam com césio-137 e verificaram que o uso do epóxi para a imobilização de fontes radiativas ocorreu sem vazamento por dois anos de testes. Pesquisas realizadas nos Estados Unidos por Folkert et. al. mostraram que placas flexíveis incorporadas com fósforo-32 são alternativas para o tratamento de câncer do sistema nervoso central na fase intraoperatória. No presente trabalho foi avaliada a uniformidade da placa de resina epóxi a partir de uma metodologia desenvolvida no Laboratório de fontes para Braquiterapia do IPEN/CNEN- SP. Vários testes foram realizados para determinar o melhor molde para a fabricação da placa. Concluiu-se que o politetrafluoretileno (PTFE), que comercialmente é conhecido como teflon foi o que obteve melhor resultado, devido a facilidade para desenformar a fonte após o processo de cura da resina. As placas de epóxi foram produzidas a resina 2220 e catalisador 3154 (Avipol), à proporção de 2:1 (massa). Para simular o material radioativo, ácido clorídrico (HCl) equivalente a 5 % da massa total (resina + catalisador) é acrescentado. O processo de cura da resina epóxi foi durante 24 h sob temperatura ambiente. As espessuras das placas foram medidas chegando-se a um valor médio de 0,300 mm ± 0,070. As medidas foram efetuadas com micrômetro medindo-se 10 pontos de cada placa. As medidas de largura e comprimento não foram realizadas, pois esses parâmetros não influenciam na uniformidade da dose. Para que a distribuição da atividade do fósforo-32 fosse estipulada, uma simulação por Método de Monte Carlo utilizando o código MCNP foi realizada. A variação máxima de dose ao longo da placa, considerando uma espessura totalmente uniforme de 0,300 mm, resultou em < 0,5 % até 0,5 cm antes da borda. O resultado da simulação mostra que com uma placa de espessura uniforme, a tendência da distribuição de dose seja homogênea. Pautando-se nos resultados, as placas de polímero epóxi se mostram viáveis para o uso em braquiterapia, sendo que o próximo passo do trabalho será os testes com material radioativo, a avaliação por métodos dosimétricos físicos e computacionais.

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  • IPEN-DOC 29453

    BARROS, G.D. ; PEREIRA, V.M.; OLIVEIRA, J.d.; ARAUJO, C.T.; PEREIRA, W.d.; MACHADO, L.S.. Uso de inteligência artificial na análise da morfologia de nanofibras. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Os estudos e aplicações de nanofibras tem crescido ao longo dos anos, neles, foi observado que as propriedades desses fios em escala nanométrica, possuem vantagens em aplicações em diversas áreas como a biomédica, armazenamento e produção de energia e aplicações que envolvem a filtragem de água e ar. Esses materiais são sintetizados através de processo, também chamados de técnicas e por conta disso estão sujeitos a apresentação de falhas. Sendo as falhas mais comuns, a formação de beads e poros. A partir disso, é necessário que seja realizada a caracterização morfológica da nanofibras após sua produção, a fim de identificar essas falhas. Com a evolução da computação, aplicações utilizando inteligência artificial baseada em técnicas de aprendizagem de máquina tem crescido exponencialmente. Essas técnicas permitem que os computadores desenvolvam a capacidade de autoaprendizagem, através de treinamentos previamente realizados. A aplicação desse tipo de tecnologia pode ser encontrada por exemplo, na função de desbloqueio facial dos smartphones, onde após um rápido treinamento o dispositivo é habilitado para somente liberar acesso do celular após o reconhecimento da face do usuário do aparelho. Este tipo de tecnologia funciona através do reconhecimento de imagens, baseado em inteligência artificial e aprendizado de máquina. Este artigo tem como objetivo, realizar a comparação de dois métodos distintos de análise morfológica das nanofibras, sendo eles a análise analógica através do software ImageJ e a análise computacional através de inteligência artificial com base de aprendizagem de máquina utilizando redes neurais (metodologia desenvolvida pelo grupo, através da adaptação de um algoritmo de reconhecimento de imagens). Como hipótese o artigo avalia se a identificação da presença de beads e o número de beads pelo método analógico é estatisticamente semelhante (HO) ou estatisticamente diferente (H1) ao método utilizando aprendizagem de máquina. As imagens utilizadas foram retiradas por meio de um MEV e posteriormente analisadas utilizando dois diferentes métodos, o resultado dessas análises comprovaram uma eficiência superior do método computacional, por ser mais rápido. No entanto, foi identificado uma baixa precisão, uma vez que os resultados do primeiro teste da acurácia do método computacional não foram satisfatórios. Por conta disso, ações foram tomadas a fim de aumentar a confiabilidade do método computacional.

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  • IPEN-DOC 29452

    ALVES, V.M. ; LUGAO, A.B. ; FERREIRA, A.H. ; CRUZ, C.P. . Nanopartículas proteicas: síntese induzida por radiação ionizante em substituição aos métodos convencionais. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Nanopartículas de albumina estão sendo utilizadas para diferentes tipos de aplicações principalmente na área farmacêutica como carreadores de drogas e ou radionuclídeos. A albumina pertence a um importante grupo de materiais empregados em nanoescala com propriedades essenciais como tamanho ideal de partícula, alta biocompatibilidade, baixa toxicidade e facilidade de alteração da superfície entre outras características. Comercialmente estão disponíveis dois produtos: Abraxane® (paclitaxel ligado à albumina) e Nanocoll® (reagente liofilizado para detecção de linfonodo sentinela quando radiomarcado). Recentemente, o uso de radiação como rota alternativa para promover a reticulação de partículas proteicas tem sido amplamente discutido e tem demonstrado a possibilidade de preservação das estruturas proteicas e manutenção de suas atividades biológicas. Além disso, a síntese assistida por radiação mostrou-se eficaz no controle de tamanho e diminuição da toxicidade pela ausência de reticulantes químicos. Os efeitos da irradiação de proteínas, especialmente em solução aquosa, envolvem a geração de espécies reativas proveniente da radiólise da água ou solvente, que são capazes de promover a reticulação. Na busca por uma rota otimizada e melhor entendimento sobre o uso da radiação na promoção da reticulação proteica esse trabalho propôs estudo das condições de síntese de nanopartícula de albumina por irradiação com elétrons (Eletron beam). Foram realizadas sínteses nas concentrações proteicas 0,5, 2,5, 5, 7,5 e 10 mg/mL, com 30% de etanol (v/v), em dois tampões distintos: fosfato (50mM) e tris-HCl (50mM), todos em atmosfera de NO. Posteriormente as amostras foram submetidas ao processo de irradiação com elétrons variando a dose 1 a 25 KGy e avaliadas em relação ao raio hidrodinâmico em solução e agregação das nanopartículas, usando a técnica de DLS. As análises estatísticas mostraram que o tampão tris-HCl está associado com maiores valores para o tamanho da nanopartícula do que o tampão fosfato (aproximadamente 2 vezes). A concentração de albumina não apresenta uma associação clara com o diâmetro, diferentemente da irradiação, que mostra uma leve associação positiva, ao aumentar a dose de irradiação em um kGy, se espera um aumento de aproximadamente 4% no diâmetro hidrodinâmico. E em relação ao aumento da concentração de albumina em um mg/mL, espera-se uma diminuição de aproximadamente 2% no diâmetro hidrodinâmico.

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  • IPEN-DOC 29451

    SILVA, B.M.; TEGON, C.C.; MELO, M.; GONCALVES, R.L.; COUTO, A.A. ; MASSI, M.. Desenvolvimento e caracterização de implantes para osteossíntese, constituídos por nanocompósitos de matriz polimérica e óxido de grafeno. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Neste trabalho foram estudadas as propriedades químicas e térmicas de nanocompósitos de polietileno de baixa densidade (PEBD) reforçados com óxido de grafeno para confecção de implantes via impressão 3D. O processamento do nanocompósito foi realizado por processo de extrusão em uma extrusora mono rosca e foram fabricados nanocompósitos com diferentes cargas de óxido de grafeno. Após essa etapa, foram construídos filamentos para testes em impressora 3D convencional. Foram realizadas caracterizações químicas e térmicas de cada nanocompósito produzido, inclusive PEBD sem GO. Para a caracterização química, foi utilizada a técnica de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), além das fases presentes pela técnica de Difração de Raios X (DRX). Para as análises térmicas, foi utilizada a técnica de Termogravimetria (TGA). Os resultados obtidos demonstraram que a incorporação do óxido de grafeno (GO) na matriz polimérica, pode promover maior adesão celular, além de aumento na cristalinidade e de temperatura de perda de massa do nanocompósito. Os filamentos impressos, se apresentaram como termicamente estáveis, porém ainda é necessário um estudo visando os parâmetros de impressão.

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  • IPEN-DOC 29450

    BARBOSA, I.T.; BALIZA, P.C.; ROCHA, G.L.; MIRANDA, L.F.; MUNHOZ JUNIOR, A.H.; SILVA, L.G. ; OLIVEIRA, B.E.. Caracterização de hidrogéis contendo nanoemulsões de ácido mandélico e diferentes óleos essenciais. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Os hidrogéis são matrizes poliméricas de liberação de ativos, com toxicidade mínima, consistência elastomérica e alta permeabilidade. Estes produtos possuem excelentes aplicações na área cosmética como veículos de fármacos. Neste trabalho foram preparados hidrogéis com concentrações de PVP (7,5% em massa), PEG (3% em massa) e ágar (1% em massa) contendo pseudoboemita, ácido mandélico com óleo essencial de Palmarosa, Lavanda, Gerânio e/ou Lemongrass, submetidos a radiação de 25 kGy. Os hidrogéis foram caracterizados através de análise sensorial, desidratação isotérmica com arraste de ar e desidratação em função do tempo. Os resultados obtidos mostraram que os hidrogéis contendo diferentes óleos essenciais sofrem uma desidratação em função do tempo na ordem de 2% a 4%; enquanto o hidrogel contendo óleo essencial de Lavanda apresentou 23% desidratação isotérmica com arraste de ar. Quanto ao grau de satisfação, o hidrogel com óleo essencial de Lemongrass foi o mais adequado para o mercado consumidor. Portanto, conclui-se que essas análises possuem relevância para o desenvolvimento de um cosmético.

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  • IPEN-DOC 29449

    NOGUEIRA, K.M. ; VARCA, J.O. ; LIMA, C.S. ; CRUZ, C.C. da ; RIBEIRO, A.H. ; FREITAS, L.F. ; VARCA, G.H. ; LUGAO, A.B. . Solubility study of Kraft lignin for the development of electrospun nanofibers. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Lignin is a high-volume byproduct of paper manufacturing which has been explored in many research fields, especially for the development of fiber and nanofiber for biomedical applications [1,2]. This work presents a solubility study performed through gravimetry for kraft lignin considering its application for the development of electrospun nanofibers [3]. In practical terms, lignin was solubilized in alkaline aqueous solution, dimethylformamide and dimethylsulfoxide, at concentrations of 10, 15 and 20% (w/v) and varying temperatures of 25, 50 and 75 ºC, under constant stirring. After solubilizing, the solution was filtered, and the insoluble fraction was dried in the oven at 100 ºC. At 25 ºC lignin was insoluble in all solvents tested, as predicted using Hansen solubility parameters. Although the increase in temperature promoted lignin solubilization in all solvents tested, at the highest temperature assayed, the solubilization was facilitated, presenting the smallest levels of the insoluble fraction. Lignin was soluble in all solvents tested, and optimum solubility conditions were achieved using 10% lignin solutions (w/v), without significant insoluble fraction, and therefore ideal concentration for the development of lignin based fibers.

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  • IPEN-DOC 29448

    VARCA, J.O. ; KLINGBEIL, F. ; NOGUEIRA, K.M. ; LIMA, C.S. ; CRUZ, C.C. da ; FREITAS, L.F. ; VARCA, G.H. ; MATHOR, M.B. ; LUGAO, A.B. . A biological study of gelatin-PVA based scaffold functionalized with albumin for biomedical purposes. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Biomaterials have been designed for tissue reconstruction, bone regeneration and cell culture, and functionalized with presence of proteins, nanoparticles, peptides and other components to improve the biocompatibility for instance. This work shows a biological study of gelatin-PVA based scaffold with controlled pore size and functionalized with albumin for biomedical purposes. The in vitro study comprises cytotoxicity, cell adhesion and proliferation assessment. In practical terms, the gelatin-PVA scaffold crosslinked and sterilized by gamma radiation followed by freeze-drying was evaluated by cytotoxicity, adhesion and proliferation tests. The cytotoxicity results showed that the biomaterial produced was non-toxic, and adhesion and proliferation assays showed that the material was suitable for tissue engineering. The presence of albumin did not present a significant impact on the cell performance, at the assayed concentration.

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  • IPEN-DOC 29447

    ALVES, J.A. ; MUCSI, C.S. ; ROSSI, J.L. ; KANAYAMA, P.H.. An evaluation of the utilization of solar power generation both ac and dc to enhance life quality of insulated communities. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: The electric power availability for insulated communities both geographically and after major disasters is a recurrent problem throughout the world even in modern days. Nowadays the availability of silicon solar electric generating panels is widely available in a wide range of quality, translated into prices, as well as all the ancillaries needed to put up a solar power generating system in operation. Solar panels generate direct current that may charge batteries or be converted to alternating current both with its characteristic circuit losses; usually DC to AC conversion present losses and generate harmonics that may be inserted into sensitive common domestic appliances like radios; even so, most electronic gear usually reconvert AC to DC for its operation. So choosing the right powering system may provide a less expensive and more efficient way to provide quality of life for insulated communities. This paper present preliminary results on the comparison between a DC and an AC systems for the powering of usual domestic appliances as well as report a former experiment to evaluate the effect of time on the perception of the users and the concerns associated. Two power-generating systems were conceived and installed in a habitation, one of then for DC generation and the other an AC generation system. Both systems were aimed to power equivalent loads and equipment. A field visit was made to an insulated community in order to collect data about the usability, concerns and operation of a photovoltaic system offered to them some time ago. Results of the comparison between AC and DC powering systems are mixed; the DC system had a low initial price but the appliances are more expensive and not readily available and its maintenance more difficult. Otherwise the AC powering system behaves in the opposite direction. The choice is solely based in the availability of appliances and ancillaries and financing options.

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  • IPEN-DOC 29446

    LEITE, A.C.; SANTOS, G.W. dos; VASCONCELLOS, L.A.; SILVA, S.P. da; FERRUS FILHO, A.; PELARIN, A.L.; BENTO, R.T. . Desenvolvimento de um adaptador de tração motorizado para cadeiras de rodas. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: No Brasil, atualmente cerca de 46 milhões de pessoas apresentam algum tipo de deficiência, sendo que 7 % correspondem a população que possui algum déficit de mobilidade motora e necessitam de auxílio de cadeiras de rodas para se locomover, e 2,3 % exibem deficiência motora severa. Embora os atuais modelos de cadeiras de rodas facilitem a mobilidade de seus usuários, a funcionalidade e o trabalho realizado durante o seu uso ainda são um desafio desgastante para situações cotidianas, tais como subidas acentuadas, calçadas desniveladas, e esforço extremo dos membros superiores, por exemplo. Tendo em vista as respectivas dificuldades, diversas pesquisas vêm sendo desenvolvidas a fim de propor soluções e garantir os direitos civis de mobilidade segura, eficiente e independente aos cadeirantes. A proposta do presente trabalho é desenvolver um adaptador de tração motorizado que pode ser acoplado em qualquer modelo de cadeira de rodas, a fim de auxiliar a reduzir o esforço mecânico do usuário. O projeto atua na área de mobilidade reduzida, visando melhorar a locomoção dos cadeirantes. O sistema empregado para essa corretiva de mobilidade é do tipo plug and play, facilitando assim a utilização do produto. O acoplamento é formado por um conjunto eletromecânico constituído por roda, guidão e garfo, que, ao se encaixar na cadeira de rodas, a transforma em um triciclo elétrico, promovendo maior autonomia, conforto e fácil manuseio, atendendo às necessidades dos usuários. O protótipo foi desenvolvido totalmente de forma artesanal, sua modelagem foi projetada no software SolidWorks, no qual cada peça do adaptador foi simulada considerando diferentes materiais: aço 1045, alumínio 6063-T6 e aço 4340, a fim de avaliar o melhor material para composição do produto. O modelamento e análise estrutural estática pelo Método de Elementos Finitos permitiu concluir que, a partir dos valores de tensão máxima de Von Misés encontradas nas simulações para cada um dos materiais propostos, as peças projetadas suportarão os esforços aos quais elas serão exigidas ao durante sua utilização prática, uma vez que em nenhuma das simulações houve qualquer deformação crítica dos componentes, todos os valores de tensão encontram-se abaixo da tensão de escoamento dos materiais e com coeficientes de segurança extremamente aceitáveis. Com a construção do protótipo funcional do adaptador de tração, foi possível concluir que o desenvolvimento do presente projeto promoveu a criação de um dispositivo mecânico funcional e inovador, proporcionando a inclusão desse grupo à sociedade, visando facilitar o seu conforto e sua mobilidade urbana, a partir da busca por um projeto de menor custo para atender também as classes mais carentes financeiramente. O trabalho merece destaque, por buscar apresentar um projeto de caráter tecnológico, científico e social.

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  • IPEN-DOC 29445

    SPADREZANO, I. ; FREITAS, L.F. de ; BATISTA, J.G. ; SOUSA, T.d. ; LUGAO, A.B. . Aplicação de nanopartículas de ouro preparadas com ácido tânico em células cancerígenas. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: As nanopartículas de ouro (AuNPs) apresentam propriedades essenciais para diagnóstico e terapia, como facilidade na sua síntese, nas modificações de sua superfície, no controle de monodispersão da solução e do tamanho. A partir de modificação química da superfície, a redução de ouro oriunda de fitoquímicos para a formação de nanopartículas é um método promissor da nanotecnologia verde. O composto responsável pela redução e estabilização, nesse respectivo trabalho, é o ácido tânico (AT) obtido através da hidrólise do tanino, um polifenol sintetizado pelas plantas. O AT possui atividade antioxidante, proporcionada pelas hidroxilas presentes na molécula, neutralizando a atividade de radicais livres gerados no organismo. Uma das principais causas dos cânceres é decorrente da fosforilação anormal dos resíduos de tirosina que faz com que a fosforilação seja mantida, levando a uma ativação permanente dos sinais de transdução. As proteínas tirosinas quinases (PTKs) são um grupo de enzimas responsável por catalisar a fosforilação dos resíduos de tirosina nas proteínas, sendo necessária para a manutenção do estado cancerígeno. O AT possui alta capacidade de inibição das PTKs. A síntese de AuNPs-AT foi estabelecida pelo procedimento de redução química, utilizando uma solução de sal de ouro (NaAuCl4) que foi acrescida em uma solução de AT sob refrigeração. Os diâmetros hidrodinâmicos medidos na amostra não centrifugada, designada como NC, apresentou tamanho 37,88 nm, na amostra centrifugada uma vez, nomeada como S1, 38,85 nm e na amostra centrifugada duas vezes, denominada como S2, 40,50 nm. Foi perceptível o efeito das centrifugações a fim de retirar o excesso de agente estabilizante que não reagiu, foi permitido uma maior agregação das nanopartículas, segregando os variados tamanhos. Os valores do índice de polidispersão (PDI) das AuNPs-AT estão na faixa de 0,245 – 0,262, sendo considerada como de polidispersividade média, supondo que os agregados de nanopartículas estavam com tamanhos uniformes entre si. A citotoxicidade sobre as células MCF-7 (células tumorais) e HUVEC (células não tumorais) foi realizada por meio do método MTT, com a concentração de 25% e 50%. Houve um aumento significativo dos índices de absorbância em concentração 50%, induzido pela amostra AuNPs-AT S2 em células não tumorais, indicando menor citotoxicidade. No caso das células tumorais, induzidas pelas AuNPs-AT NC em concentração de 25% foram capazes de causar morte celular. Os resultados provaram, de forma satisfatória e aprimorada, a formação de AuNPs pelo método de síntese verde com as alterações propostas. O revestimento através do ácido tânico apresentou maior eficiência na inibição e efeito antitumoral, conforme mostrado nos ensaios de citotoxicidade. Nesse estudo, as nanopartículas tinham diâmetro de ? 39,08 nm, o tamanho e o recobrimento não foram consideravelmente tóxicos em aplicações para fins médicos. No geral, as AuNPs-AT foram bem toleradas pelas células.

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  • IPEN-DOC 29444

    RODRIGUES, A.d. ; BATISTA, J.G. ; RIELLO, F.N.; THIPE, V.C.; FONSECA, B.B.; GOMEZ, H.C.; SCAVONE, R.G.; LUGAO, A.B. . Efeito sinérgico de nanopartículas de prata na ampliação do espectro de ação antimicrobiano. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: As nanopartículas de prata (AgNPs) possuem diversas aplicações. Na medicina, são usadas principalmente para terapia antimicrobiana e anticancerígena, e aplicadas no reparo de feridas e cicatrização óssea, ou como adjuvante de vacina, agente antidiabético e biossensores. As AgNPs possuem um amplo espectro de ação biocida contra bactérias, fungos e vírus sendo capazes de inativar o mecanismo bacteriano de síntese proteica e causar ruptura da membrana celular. O objetivo foi desenvolver uma formulação contendo AgNPs com espectro de ação contra micobactérias, bactérias Gram negativas e Gram positivas. O gênero Mycobacterium pertence ao grupo de actinobactérias bacilares e aeróbicas obrigatórias. Possuem em sua morfologia alto teor lipídico devido a presença de ácidos graxos no envelope bacteriano, característica que confere um bacilo álcool-ácido resistente (BAAR). As infecções humanas causadas por estes tipos de microrganismos possuem protocolos exaustivos de tratamento com antibióticos. Por exemplo, a tuberculose - doença é causada pelo Mycobacterium tuberculosis - é uma doença infecciosa e transmissível que afeta prioritariamente os pulmões, podendo acometer outros órgãos e sistemas. No Brasil, é recomendado para todos os casos novos de qualquer forma de tuberculose, exceto meningite, o uso de rifampicina, isoniazida, pirazinamida e etambutol por dois meses na fase intensiva e de rifampicina e isoniazida por quatro meses na fase de manutenção. As AgNPs foram sintetizadas pelo método de redução química com base na metodologia de Turkevich e adaptada aos princípios da nanotecnologia verde. Deste modo, foi desenvolvida uma formulação de AgNPs com recobrimento de superfície e tamanho distintos a fim de ampliar o espectro de ação antimicrobiano. A caracterização físico-química foi realizada pelas técnicas de: Espectrometria UVVis; Espalhamento Dinâmico de Luz (DLS) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). A atividade antimicrobiana foi determinada pelo teste de concentração inibitória mínima (MIC) para a confirmação do espectro de ação antimicrobiano. Este ensaio permitiu verificar a concentração inibitória mínima da formulação de AgNPs e sua eficácia em relação as bactérias Gram e micobactérias contra as seguintes cepas: a Gram positiva Staphylococcus aureus 215,72 ?g.mL-1, a Gram negativa Klebsiella pneumoniae 107,86 ?g.mL-1 e as micobactérias Mycobacterium smegmatis 13,48 ?g.mL-1, Mycobacterium gordonae 107,86 ?g.mL-1, Mycobacterium szulgai 1,68 ? g.mL-1 e Mycobacterium peregrinum 1,68 ?g.mL-1. Em todos os casos, a formulação de AgNPs distintas apresentou maior eficiência do que as AgNPs utilizadas individualmente. As micobactérias analisadas são de caráter não patogênico, mas de extrema semelhança estrutural às altamente patogênicas. Portanto, a utilização de uma formulação eficaz de AgNPs apresenta potencial para atuar sinergicamente em antibioticoterapia em protocolos de difícil tratamento.

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  • IPEN-DOC 29443

    NASCIMENTO, M.S. ; TERAM, R.; MATTOS, M.V.; GONZAGA, A.d.; SILVA, E.P.; MARTURANO, J.L.; SANTOS, V.T.; SILVA, M.R.; SANTOS, G.A.; COUTO, A.A.. Estudo da microestrutura, variáveis térmicas e dureza de ligas de cobre contendo chumbo solidificadas unidirecionalmente. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: O cobre e suas ligas constituem um dos principais grupos de metais comerciais. São amplamente utilizados devido às suas excelentes condutividades elétricas e térmicas, excelente resistência à corrosão, facilidade de fabricação e resistência à fadiga. A adição de chumbo as ligas de cobre melhora a usinabilidade promovendo a lubrificação da ferramenta de corte. O objetivo deste trabalho é analisar a influência das variáveis térmicas de solidificação nas ligas de cobre contendo chumbo. As ligas estudadas são Cu-0,03%Pb-2,5%Fe, Cu-0,05%Pb-1,5%Zn-0,8%Fe-2,8Si, Cu-2,5Pb- 9Ni e Cu-15%Pb-4%Sn-8%Zn. As ligas foram solidificadas unidirecionamente. O calor foi extraído através de refrigeração a água em uma base de grafite. As temperaturas foram obtidas por meio de termopares posicionados em diferentes distâncias da base refrigerada. As variáveis térmicas de solidificação velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL) e taxa de resfriamento (TR) foram obtidas para cada posição dos termopares. As microestruturas foram analisadas por meio de microscopia ótica. Como resultado observou-se diferentes comportamentos de VL e TR para as diferentes ligas. As durezas obtidas por amostras longitudinais e transversais dos lingotes fundidos não apresentaram diferenças significativas para diferentes distâncias da base refrigerada. Concluise que as microestruturas mais refinadas obtidas em posições mais distantes da superfície de troca de calor, observadas por microscopia ótica, não implicaram em mudanças significativas nos valores de dureza das ligas estudadas. Uma possível explicação é que a variação microestrutural obtida no lingote não foi suficiente para se observar mudanças da dureza da liga em distâncias diferentes da superfície de troca de calor.

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  • IPEN-DOC 29442

    BARROS, R.d. ; OLIVEIRA, R.R. ; NEVES, M.D. . Estudo de tensões residuais em juntas soldadas e submetidas ao reparo usando o aço A516 Gr70. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Componentes estruturais fabricados em aço são usados em diversas áreas e necessitam de união por soldagem para sua montagem. No entanto, a soldagem provoca na junta, o aparecimento de tensões residuais, que podem prejudicar seu desempenho e não atender requisitos específicos de projeto. Neste trabalho foram analisadas juntas soldadas fabricadas em chapas do aço ASTM A 516 GR 70, com espessura de 30,5 mm, soldadas pelo processo MAG – Metal Active Gas (20% de CO2) e usando chanfro em “K”. As juntas foram fabricadas com sete passes de soldagem de cada lado do chanfro. Após a realização da soldagem, um lote foi submetido a um reparo do cordão por soldagem TIG (Tungsten Insert Gas) e um outro lote submetido a dois reparos por soldagem TIG. O presente trabalho teve como objetivo analisar nas juntas, apenas soldada e submetidas aos reparos, o comportamento do perfil da tensão residual medidas por difração de raios X e o perfil microdureza Vickers. Foram medidas as tensões residuais e a dureza Vickers em pelo menos 22 pontos equidistantes. Os resultados indicaram que, o maior número de passes de reparo diminuiu os valores de tensão residual de compressão, obtidas no processo de laminação a frio usado na fabricação do material e provocaram também redução nos valores de dureza Vickers. Portanto, à medida que foram realizados os passes de reparo as tensões residuais no cordão de soldagem passaram a ter característica de tração.

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  • IPEN-DOC 29441

    ROSA, R.F.; ALMEIDA, I.O.; SANTOS, G.A.; VARASQUIM, F.M.; CRUZ JUNIOR, E.J. da; COUTO, A.A. ; SANTOS, V.T.; SILVA, M.R.; NAKAMOTO, F.Y.. Análise da influência de Friction Stir Welding sobre a microestrutura e propriedades mecânicas da liga UNSC27200 (Cu-Zn). In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: O conhecimento sobre o comportamento mecânico de juntas unidas pelo processo de soldagem por atrito e mistura (Friction Stir Welding – FSW) é cada vez mais importante, pois o FSW tem sido uma excelente alternativa para união de peças na indústria metalmecânica. Por se tratar de um processo que ocorre em estado sólido, abaixo da temperatura de fusão, o FSW apresenta baixo consumo de energia e sem necessidade de exaustão de gás, como acontece nos processos convencionais de soldagem. Alguns setores da indústria automotiva, E-Mobility e aeroespacial já a utilizam e a classificam como uma ótima solução na união de dois componentes. Este tipo de solução apresenta uma grande redução de peso por ausência de outros materiais utilizados em fixação, possibilidade do emprego de materiais que não se adaptam a outros tipos de processo de soldagem e possibilidade de unir peças sem que elas atinjam o seu ponto de fusão e percam tratamento térmico. Em comparação aos processos convencionais, este tem baixo acúmulo de tensão na zona afetada pelo calor (ZAC), devido à baixa temperatura no processo. Suas aplicações vão desde obtenção de reservatório para radiador de automóvel, soldagem de costura de fuselagem de aeronaves até junção econômica de cordões 3D complexos de sistemas de refrigeração para unidade eletrônica de potência. Os parâmetros de soldagem que mais influenciam são a velocidade de rotação e velocidade de avanço da ferramenta. O objetivo deste trabalho é fazer uma análise da influência do processo FSW sobre a microestrutura e propriedades mecânicas de uma união de juntas sobrepostas da liga UNS-C27200 (Cu-Zn). Para este estudo foi utilizado barras retangulares, laminadas e recozidas, com largura de 20mm e espessuras de 2mm, uma ferramenta com pino tipo cônico confeccionada em aço ferramenta para trabalho a quente H13, temperada e revenida. Foi projetado um dispositivo para fixação das chapas, instrumentado para monitoramento de temperatura durante o processo. As soldas foram realizadas em um centro de usinagem CNC. Durante o processo foram testadas velocidades que variaram de 850 ~ 1150 rpm com avanços da ferramenta de 20 e 60 mm/minuto. Nas macrografias foram feitas avaliações qualitativas dos cordões de solda, como uma inspeção visual em termos da isenção de defeitos. As imagens das microestruturas foram obtidas através de um microscópio óptico. Também foi realizada a medição de temperatura em 4 pontos ao longo do comprimento da solda. Em relação ao comportamento mecânico, foram medidas a resistência mecânica ao cisalhamento e microdurezas. Os melhores resultados das soldas foram obtidos com a rotação 1050 rpm e avanço 20 mm/minuto, onde obtivemos na região da mistura uma solda isenta de defeitos.

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  • IPEN-DOC 29440

    MARTINS, F.; VARASQUIM, F.M.; CRUZ JUNIOR, E.J. da; NAKAMOTO, F.Y.; SANTOS, V.T.; SILVA, M.R.; COUTO, A.A. ; SANTOS, G.A.. Análise da microestrutura e propriedades mecânicas de chapas da liga cobre-ferro UNS C19400 unidas por Friction Stir Welding (FSW). In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: O processo Friction Stir Welding (FSW) promove a união de materiais ferrosos e não ferrosos, sendo eles similares ou dissimilares, e conhecer a microestrutura de um material gerado por um processo de soldagem é fundamental para sua utilização. A liga de cobre UNS C19400 (Cu-Fe) combina bons níveis de resistência elétrica e térmica, suas principais aplicações são no setor automotivo e na engenharia elétrica, em componentes de disjuntores, molas de contato, grampo de fusíveis, estrutura de condutores, semicondutores e blindagem de cabos. O objetivo deste trabalho é analisar a microestrutura e as propriedades mecânicas de chapas da liga de cobre UNS C19400 unidas pelo processo FSW. Esse processo foi realizado em um centro de usinagem de três eixos para unir chapas com espessura de 2 mm, e o cordão de solda foi formado com as chapas sobrepostas. No processo FSW o calor imputado à peça ocorre pelo atrito do pino e principalmente pelo ombro da ferramenta, normalmente é muito inferior à temperatura de fusão do material gerando uma vantagem para a microestrutura e propriedades mecânicas, pois a geração de intermetálicos é menor ou até mesmo inexistente em alguns casos. A análise da microestrutura foi feita por microscopia ótica (MO), identificando as áreas do metal base (MB), zona afetada pelo calor (ZAC), zona afetada termomecanicamente (ZTMA) e zona de mistura (ZM), onde observou-se grãos refinados devido a recuperação do material, de dureza levemente menor ao (MB), evidenciado pela análise de microdureza. Os parâmetros utilizados foram 950 rpm e velocidade de soldagem de 20 mm/min, que gerou um cordão de solda com bom aspecto visual e, mesmo com a presença de vazios, não implicou em perdas significativas para a resistência mecânica do material.

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  • IPEN-DOC 29439

    LARA, J.C. ; NIZES, A.D.; MARCELO, L.A. ; ROSSI, J.L. ; MUCSI, C.S. . Resistance spot welding on patch welded blanks with adaptive welding control. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Increasing automotive safety and energy efficiency have become the biggest concerns of the automotive industry in recent years. The advanced high strength steel (AHSS) is chosen for the weight reduction and high mechanical strength for the body in white (BIW) safe cage. The 22MnB5 press hardening type steel (PHS) patchweld technology allows to obtaining a reinforcements and structural parts with one fie stamping stroke during hot forming. In the present study, adaptive resistance spot welding control was using to keep consistent spot welding diameter. The resistance spot welding esse evaluated using microhardness, tensile test and residual stress measurements. The results showed that the 22MnB5 steel with galvanneled coating as received consisted of ferrite and perlite after the resistance spot welding the fusion zone (FZ) has a lath martensitic structure with higher hardness. The resistance spot welding showed a tensile strength reduction and compression residual stress at the surface of the spot welding.

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  • IPEN-DOC 29438

    SANTOS, V.T.; SILVA, M.R.; PANG, H.H.; LOBO, F.G.; SANTOS, G.A.; COUTO, A.A. . Influência dos parâmetros de tratamento térmico de têmpera TQ50 na microestrutura e propriedades mecânicas da liga Bronze Alumínio Níquel UNS C63000. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: A imposição das condições de aquecimento e resfriamento geram por consequência influência nos resultados de microestrutura e propriedades mecânicas de ligas especiais de cobre. O objetivo desse trabalho é obter correlações entre o processo de endurecimento por têmpera com posterior revenimento e as propriedades mecânicas da liga Bronze Alumínio Níquel UNS C63000 na condição TQ50 da AMS4640. O tratamento de aquecimento seguido de resfriamento brusco possibilita transformações de fases, que associadas com a presença dos microconstituintes, exercem influência na morfologia da microestrutura e na obtenção das propriedades mecânicas. As amostras forjadas foram submetidas ao aquecimento em um forno do tipo mufla em diferentes temperaturas e resfriadas bruscamente em um recipiente com água, sendo submetidas posteriormente ao alívio de tensão na temperatura de 650°C por 4 horas. Realizou-se análise da microestrutura nas seções transversais das amostras por meio de microscopia óptica para reconhecimento e identificação das fases. No que diz respeito à análise dos valores de dureza, utilizou-se durômetro de bancada em escala Brinell e para a obtenção de limite de resistência à tração, limite de escoamento e alongamento utilizou-se máquina de tração da marca Instron de 100 kN. Os resultados obtidos demonstram que a utilização de temperaturas de aquecimento na ordem de 785, 835 e 885°C, seguida de resfriamento brusco em água e com posterior alívio de tensão promovem a elevação de dureza e resistência mecânica do material, porém nota-se a redução gradativa do percentual de fase alfa na microestrutura resultante.

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  • IPEN-DOC 29437

    POLITANO, R. . A mathematical model to describe the dynamics of patent filing and inovation. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: For the area of ??technology and innovation management, it is of fundamental importance to identify the level of maturity a given technology is. This information is of paramount importance for making decisions regarding investments in research and development. The dynamics of the number of patents deposited in a given technological scope allows us to infer at what stage this field is. If it is possible to predict the future scenario through mathematical models, this identification becomes more precise and therefore will improve the management of innovation and intellectual property. The present work presents a proposal for a mathematical model that uses concepts related to growth kinetics. Some technological fields linked to materials technologies are presented as case studies. Specifically, an example in the area of ??metallic, polymeric and ceramic materials will be analyzed and an analysis in the area of ??assisted manufacturing will be presented. With this, the present work will not only present a proposal for a model from the area of ?? Materials Science applied in Innovation Management, but also presents some scenarios of technological maturation in the respective technological area. Curves that reproduce the behavior of the accumulated number of patents deposited in a given technological scope are obtained. The sigmoidal behavior allows us to clearly establish which stage the technology is in and allows us to predict how long this technology will be in a stage of maturity - important data for the decisions already mentioned. This work presents the curve fittings that allow to exemplify the method developed here and its applications in the area of ??Materials.

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  • IPEN-DOC 29436

    MATA, T.A.; MEDEIROS, E.E.; ARANEDA, E.R.; SILVA, R.C. da; ROMAO, B.R.; FERRUS FILHO, A.; PELARIN, A.L.; BENTO, R.T. . Análise estrutural estática de uma ferramenta de torque para otimização do processo de cintamento de cargas em carretas. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: A ergonomia do operador é fator crucial a ser analisado enquanto se desenvolve qualquer processo que integre a confecção e distribuição de um produto. Para a empresa, o investimento em tecnologias que permitam a condução ergonômica das funções do operador resulta em ganho de produtividade e qualidade de vida. Nesse sentido, o objetivo principal do presente trabalho é o desenvolvimento de um protótipo de ferramenta de torque para otimização do processo de cintamento de cargas em carretas, visando reduzir o esforço empregado pelo operador na respectiva atividade. Empregando-se o Método de Elementos Finitos (MEF), foram realizados os cálculos dimensionais, modelagem e simulação baseadas na análise estrutural estática linear e condições de projeto. A simulação foi realizada a partir do refinamento de malha e possíveis geometrias para obtenção dos resultados de máxima tensão pelo critério de resistência de Von Misés. Foram avaliados os materiais aço carbono SAE 1045, aço SAE 4340, aço inox AISI 410 e Inconel 625, caracterizando o seu desempenho sob os esforços solicitados. Os resultados obtidos pela análise de elementos finitos sugerem que o aço inox AISI 410 não suportou os esforços críticos de trabalho. Por outro lado, o aço SAE 1045 apresentou os valores mais satisfatórios, concluindo-se que ele é o material mais indicado para a construção do protótipo.

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  • IPEN-DOC 29435

    SOUSA, T.d. . Síntese de nanopartículas de paládio por via radiolítica e sua eficácia in vitro. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: O câncer é uma das doenças mais fatais do mundo, cuja característica principal é o crescimento anormal das células. A radioterapia é um dos tratamentos antitumorais clássicos, no entanto gera efeitos deletérios nos pacientes que diminuem significativamente a qualidade de vida, daí a importância de estudos para aumentar a eficácia deste e de outros tratamentos ao mesmo tempo em que diminuem seus efeitos colaterais. Neste sentido, a nanotecnologia é um ramo da ciência que tem contribuído significativamente, desde catálise até nanodispositivos para área biomédica. Uma forma eficiente de síntese de nanopartículas e nanoagregados metálicos que dispensa o uso de agentes redutores tóxicos e que permite um excelente controle no tamanho dos produtos é a síntese mediada por radiólise. Este trabalho teve como objetivo sintetizar nanopartículas de paládio por via radiolítica, recobertas com proteína ou polímero e caracterizá-las quanto ao seu tamanho hidrodinâmico e possível citotoxicidade. Para a síntese, foram misturadas as seguintes soluções para uma concentração final definida: tetracloropaladato de sódio 2 x 10-3 mol L-1; solução de albumina de soro humano 50 μg mL-1 ou papaína 50 μg mL-1 ou polivinil pirrolidona (PVP) 1% (m/v). As amostras contendo albumina e papaína foram feitas em tampão fosfato 50 mM pH 7,2, enquanto as de PVP foram feitas em água deionizada contendo propan-2-ol 0,2 mol L-1 e acetona 6 x 10-2 mol L-1. As soluções de proteína foram irradiadas em irradiador de elétrons com dose de 5 kGy e a de polímero em irradiador gama com dose de 10 kGy. Quanto ao seu tamanho, houve homogeneidade das nanopartículas, as quais apresentaram tamanhos abaixo de 100 nm e com baixa polidispersão (PDI<0,3). Nos testes in vitro, foram realizados ensaios de MTT com as nanopartículas de paládio em células tumorais de mama (MDA-MB-231) e células não tumorais (HUVEC) afim de observar a sua viabilidade celular e sua toxicidade. Na linhagem celular saudável (HUVEC) as nanopartículas de paládio recobertas com albumina, papaína ou PVP se mostraram não tóxicas e com boa viabilidade celular em sua concentração de 50% (m/v). Nos ensaios com linhagem tumoral (MDA) as nanopartículas recobertas com PVP tiveram uma baixa viabilidade celular, ou seja, foram tóxicas para as células cancerígenas, as demais tiveram uma boa viabilidade. Almeja-se utilizar essas nanopartículas como agentes radiossensibilizadores, contando com posteriores testes de viabilidade celular para verificar sua eficiência antitumoral mediante irradiação com raios-X de 160 keV. Conclui-se que as nanopartículas obtidas apresentam tamanho ótimo para aplicações biomédicas, pois poderão ser endocitadas por células-alvo e, sendo maiores que 10 nm e menores que 100 nm, e não foram tóxicas para linhagens não tumorais.

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  • IPEN-DOC 29434

    SILVA FILHO, J.C.; SILVA, S.C.; MEIRA, M.A.; JANASI, S.R. ; TAKIISHI, H. ; ANTUNES, R.A.; MARTINEZ, L.G. ; REY, J.F.; ESCOTE, M.T.. Efeito de derivados de grafeno sobre as propriedades magnéticas de ímãs de NdFeB. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Os materiais magnéticos à base de Terras raras (TRs) são essenciais nas aplicações de energia, na produção ímãs permanentes utilizados em turbinas eólicas e veículos elétricos. O método mais utilizado para se produzir ímãs permanentes é o da metalurgia do pó. A produção de pós TRs requer utilização de atmosfera controlada em seu processo (utilização de glove box ou de gases inertes), em razão da alta reatividade com oxigênio do material, causando a perda de propriedades desejáveis ao produto. A solução obtida, com a finalidade de melhoria no processamento, é a adição de óxido de grafeno reduzido (rGO) na etapa de moagem do material à base de TRs, pois, recobrem o material particulado, evitando a oxidação, mesmo em contato com a atmosfera do ambiente (oxigênio). Neste sentido, o objetivo do trabalho é a obtenção de ímãs Nd-Fe-B, utilizando o rGO durante o processo de moagem. Na fabricação dos imãs foram utilizadas três ligas sendo elas: i) imã1 - liga comercial “strip casting” de composição Nd14,1B6,1Febal; ii) imã2 – liga bruta de fusão – Pr16Fe66,9Co10,7B5,7Cu0,7 sem adição de elementos de liga; iii) imã3 - liga bruta de fusão rica em terra rara, de composição nominal Nd13,0Dy7,5Cu1,0B5,6Febal. A sinterização dos pós compactados foi realizada em três etapas: i) primeiro aquecimento a 593 K (10 K min-1), segundo aquecimento a 973 K (10 K min-1) e, terceiro até uma temperatura máxima de 1333 K (7 Kmin-1) por 1 hora. A curva de desmagnetização do ímã2, apresentou a maior remanência (Br = 10,42 4piM (kG)) e, o produto de energia máxima (BHmax = 21,19 MGOe), além de possuir a maior densidade (7135 kg m-3) quando comparado com os imã1 e o imã3.

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  • IPEN-DOC 29433

    SOARES, E.P. ; CASINI, J.S.; LIMA, N.B. ; LEAL NETO, R.M. ; OLIVEIRA, F.B. ; FARIA, R.N. . Efeito do tratamento térmico nas propriedades microestruturais e eletroquímicas na liga La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 do tipo de AB5. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Neste artigo, foi investigada detalhadamente as curvas de isotermas de PCT Sievert dinâmico e microestruturas liga La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 do tipo de AB5, no estado bruto de fusão e tratada termicamente a 750, 850 e 1000°C por 16 horas e resfriada dentro do forno. Os resultados de DR-X, utilizando o método refinamento de Rietveld mostraram que houve uma sequencia de alterações das fases presentes na microestrutura estrutura da liga, modificadas pelo efeito dos tratamentos térmicos aplicados em todas as amostras, foi identificada a estrutura hexagonal do tipo CaCu5. Tendo a microestrutura da liga no estado bruto de fusão as fases LaNi5, MgNi2 e LaMg2Ni9 presentes na estrutura. Após a liga ter sido tratada termicamente as fases foram modificadas foram identificadas pelo refinamento utilizando o método de Rietveld, com o aparecimento da fase Al6Mn e LaCo13 e o total desaparecimento da fase LaMg2Ni9 e diminuição da fase MgNi2 alterando as suas estruturas cristalinas para de romboédrica para ortorrômbica e hexagonal para cubica respectivamente, nos tratamentos térmicos de 750° e 850°C por 16 horas promoveram melhor capacidade de descarga nas propriedades eletroquímicas da liga. As analises de isotermas de PCT da liga no estado bruto de fusão é comparada após ser tratada termicamente, onde a relação hidrogênio liga H/M diminui, e também para uma diminuição da pressão de formação platô. Essas alterações promovidas pelos tratamentos térmicos influenciaram nos resultados obtidos no desempenho eletroquímico, mostrando que a liga La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 tratada a 850°C por 16 horas obteve 420 mA.h que foi melhor capacidade máxima de descarga (Cmax.) e sua capacidade de estabilidade cíclica (Sn) se manteve em 90%.

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  • IPEN-DOC 29432

    BASTOS, V.M. ; LIERMANN, C.; DALMAZO, R.; LARA, J.A. ; JESUS, E.R.; MUCSI, C.S. ; ROSSI, J.L. . The clinching and spot welding of advanced high strengths dual-phase steel. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: In lightweight construction, the lowest use of raw materials is a reality. In the automotive sector, the objective is the production of vehicle bodies following the concept of light construction and at the same time suitably rigid and resistant to collisions. In addition, the assumptions of reducing fuel consumption and the volume of vehicle emissions must be met. The materials for the automotive sector, the use of advanced dual-phase steel of 1.3 GPa of mechanical strengths, whose ferrite/martensite microstructure gives ultra-high tensile strength, can be spot welded by resistance and/or joined by clinching. The application of this steel, up to 1.50 mm thick, proves to be attractive to replace components obtained by hot stamping in the automotive sector, reducing the cost of industrializing components such as side protection bars, floor reinforcements and other relevant components in the system of vehicle collision management. The present work aimed to correlate aspects of clinching and resistance spot welding joints, regarding tensile strength. Changes in the clinching anchor region and in the heat-affected zone in the spot weld were evaluated in microstructural and microhardness terms. The loads observed during the peeling tests with clinching with complete neck rupture were higher than when the mechanical union uncoupling took place. As for spot welding, despite the drop in microhardness in the heat-affected zone and the shear in this region in the peeling test, the mechanical strength was still about twice as high as in clinching. Even though, the results allow one to conclude that, under the experimental conditions of the present work, clinching is feasible for ultra-high strength materials.

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  • IPEN-DOC 29431

    MARCELO, L.A. ; LARA, J.C. ; ROSSI, J.L. ; MUCSI, C.S. . Estudo das propriedades microestruturais da união entre PHS e CR4 pela técnica MIG Brazing. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: A busca em fabricar veículos cada vez mais sustentáveis e seguros, por conta da crise dos recursos naturais e a preocupação com a segurança veicular, fez crescer a utilização de novos matérias e métodos de conformação de chapas de aço. O Press Hardening Steel (PHS) é um aço estampado a quente, que demonstra resultados positivos em barras de impacto lateral de carrocerias automotivas, porém a soldagem e principalmente o reparo deste material é complexo. Assim, o objetivo do presente trabalho é realizar a caracterização visual da união entre o PHS e Cr4, pela técnica MIG Brazing com adição do arame Cu-Si, utilizando duas recomendações de designs: furos e oblongo. Os materiais utilizados neste experimento, foram amostras de aço de composição química 22MnB5 revestidas por AlSi e chapas de Cr4 revestidas por Zn, similar as utilizadas pela indústria automobilística. A união foi realizada com um único parâmetro, porém com designs diferentes de corpo de prova, sendo eles nomeados de furo (P1) e oblongo (P2). O ensaio realizado foi o metalográfico (micro e macro), conforme a norma AWS A5. 18-93, para avaliar as características da união solda brasada. Analisado os resultados da microestrutura de ambos, notouse que realmente não houve fusão considerável do material de base e observa-se que há regiões de crescimento de grão próximo à zona fundida o que caracteriza a zona termicamente afetada pelo calor (ZTA). De acordo com os ensaios realizados em P1 e P2, foi possível concluir que há uma melhora significativa na união de P1, pois o design de furo possuí uma maior área soldada que o oblongo.

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  • IPEN-DOC 29430

    SILVA, M.L.; FERNANDES, R.d.; MAGALHAES, D.R.; GARCIA, R.H. ; COUTO, A.A. . Influência da composição química e do tratamento térmico de austêmpera na microestrutura e nas propriedades mecânicas do ferro fundido nodular. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: O ferro fundido nodular é amplamente utilizado devido ao seu custo relativamente baixo se comparado aos aços fundidos com características semelhantes e por apresentar maior ductilidade do que outros ferros fundidos. Este fator está associado à disposição e morfologia da grafita dispersa na matriz metálica. O ferro fundido nodular adquire novas características quanto à sua microestrutura e às propriedades mecânicas quando submetido ao tratamento térmico de austêmpera, sendo a partir de então classificado como ferro fundido nodular austemperado (Austempered Ductile Iron - ADI). O objetivo do trabalho foi analisar o comportamento mecânico do ferro fundido nodular nas condições de processo estudadas e obter correlações entre a microestrutura e as propriedades mecânicas. Para esse desenvolvimento foram realizadas três corridas de ferro fundido nodular com variações de composição química, considerando como base a Liga FE 70002. O teor de cromo no ferro fundido será mantido em 0,5% nas três composições e variações de níquel de 0 % a 2,0 %. As temperaturas de tratamento térmico utilizadas foram 900 °C para austenitização e 310 °C, 290 °C e 260°C para austêmpera, de acordo com os procedimentos industriais aplicados na produção em larga escala. A análise das amostras obtidas nas três corridas apresentou composição química compatível com a matriz metálica desejada, com microestrutura composta basicamente por nódulos de grafita, perlita e carbonetos. As análises apontam um aumento gradual significativo dos valores de dureza com o aumento do teor de níquel, associados as variações de temperatura dos ciclos térmicos de austêmpera. Esse aumento gradual foi decorrente da formação de carbonetos em áreas de segregação intercelular dispersos na matriz metálica das amostras com 2% Ni antes e após a austêmpera, não apresentados nas amostras sem níquel e com 1% Ni no estado bruto de fusão. Os valores correspondentes a tenacidade e a resistência à tração permaneceram ligeiramente superiores nas amostras com 1% Ni se comparado aos corpos de prova sem adição de níquel e com 2% Ni. Contudo, os corpos de prova com 2% Ni apresentaram resistência mecânica ao impacto superior às demais quando analisadas individualmente, em função dos ciclos térmicos aplicados. Outro aspecto relevante é a sanidade dos nódulos de grafita quanto ao seu tamanho, formato e quantidade. O ferro fundido com 2% Ni apresentou maior degeneração dos nódulos de grafita e menor nodularidade, desta maneira contribuindo para perda de propriedades mecânicas.

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  • IPEN-DOC 29429

    CASINI, J.S.; FARIA, R.N. ; COSTA, I. . Study graphene-based coating 3D printing process in magnetic remanence and corrosion of NdFeB magnets. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: This study belongs to the sector of new types of coatings. More particularly, this work refers to a 3D printing process (Fused Deposition Modeling) using thermoplastic polylactic acid (PLA) filament to create a rigid and plastic, non-conductive and anti-corrosion layer. Possibility of 3D printing a plastic layer using explored fused deposition modeling methods. With the use of additive manufacturing such a commercial magnet geometry N35 8x NdFeB can be devised to produce an efficient shielding film. Different 3D printed settings such as material type and layer thickness were printed. Types of 3D coatings were tested, articulated iron-impregnated polylactic acid (PLA-Fe) and graphene-impregnated polylactic acid (PLA-G). As the coating layer thickness increases, the remanence decreases from 1.193 mVs to 1.062 mVs for the PLA coating, from 1.209 mVs to 1.083 mVs for the PLA-Fe coating, and from 1.187 mVs to 1.070 mVs for the PLA-G coating. Visual tests of all aqueous NaCl solution coatings (0.5M and 1M) were performed, there were no evidence of corrosion tests for all coatings.

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  • IPEN-DOC 29428

    FARIA, M.E. ; MEIRA, M.A. ; TAKIISHI, H. ; MARTINEZ, L.G. . Influence of Nb addition and cooling rate on properties of PrFeB alloys produced by melt spinning. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Abstract PrFeB permanent magnets are relevant materials in technological applications, like electric motors, power generators, transductors and wave guides. In order to optimize their properties some alloy elements, as Nb, are being investigated to improve their microstructures and magnetic properties by grain size controlling. Furthermore, the rapid cooling by melt spinning can also improve their microstructures, depending of process parameters. For understand the role of Nb additions to the starting alloy on the microstructure and magnetic properties of sintered magnets a study was made varying the Nb content from 0.1% to 0.5% (at.). The influence of melt spinning parameters was made varying the velocity and leakage pressure. The cell parameters, presence of free Fe, crystallite sizes and microstrains were investigated by X-ray diffraction employing the Rietveld Method for the refinement of data. However, it’s necessary to understand why Nb improves the magnetic properties, were studied different alloys, which Nb varies from 0 to 0.5% and were made by melt spinning. Being that, the alloy with 0,1 of Nb showed better intrinsic coercivity of 157 kA m-1 and crystallite size of 54 nm using the Scherrer method, it was also noticed that there’s no free iron in this alloy.

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  • IPEN-DOC 29427

    SILVA, L.S.; CASINI, J.C.; GALEGO, E. ; FARIA, R.N. . Fast aging spectroscopy impedance analyses of carbon electrodes supercapacitors with organic electrolyte at 3.8V and 100°C. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Carbon-based electrochemical supercapacitors are tight to a rigidly specification of maximum operating potential and temperature (label nominal ratings). Due the high conductivity, common electrolytes in these cells are tetraethylammonium tetrafluoroborate salt (NEt4BF4) in acetonitrile (ACN) or propylene carbonate (PC). Nevertheless, these highly volatile liquids are very sensitive to exciding nominal specifications of potential and temperature. The supercapacitor damage is caused by electrolyte decomposition at higher potentials and cell expansion with elevated temperature. Electrolyte decomposition products are very active and are most prone to react to the carbon electrode. This further causes aging of the electrochemical supercapacitor. In this investigation, the equivalent series resistances (ESR) of activated carbon-based electrodes of supercapacitors produced with organic electrolyte have been investigated using electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Commercial supercapacitors have been submitted to a maximum potential of 3.8 V during cyclic voltammetry tests. Internal series resistances of the supercapacitors were measured using EIS at room temperature and at 100°C. Even with short period of time during cyclic voltammetry tests, the internal resistance increase substantially with operating temperature and also with a potential above the nominal ratings (2.75V). It has also been shown that the specific capacitance decreased in these extreme conditions causing fast aging even on short time interval.

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  • IPEN-DOC 29426

    MEIRA, M.A. ; FARIA, M.E. ; JANASI, S.R. ; MARTINEZ, L.G. ; TAKIISHI, H. ; SILVA FILHO, J.C.. Influência do tratamento térmico nas propriedades magnéticas da liga Pr14FebalCo16B6Nb0,1 obtida por melt spinning para o processamento de ímãs permanentes sinterizados. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Os materiais do tipo terras-raras (TR)-Fe-B nano-estruturados obtidos por melt spinning (MS) são utilizados em várias aplicações nas indústrias eletrônica, automotiva e de sensores. O processo MS produz fitas e flocos compostos pela fase (TR)2Fe14B metaestável em nano-escala utilizados na obtenção de ímãs permanentes isotrópicos aglomerados e anisotrópicos densos conformados a quente. Neste trabalho foi investigada a influência do tratamento térmico (TT) nas propriedades magnéticas da liga Pr14FebalCo16B6Nb0,1 (% at.) obtida por MS utilizada no processamento de ímãs permanentes sinterizados produzidos por decrepitação por hidrogênio (HD) e rota da metalurgia do pó (MP), respectivamente. A liga Pr14FebalCo16B6Nb0,1 bruta de fusão foi processada por MS com velocidade da superfície da roda em 15 m s-1 e pressão de vazamento da amostra em 25,3 kPa e submetida a TT de 1h, 2,5h e 5h, taxa de aquecimento de 5 °C min-1 e patamar de 1100 °C. A liga obtida por MS sem TT apresentou remanência (Jr) = 0,29 T e coercividade intrínseca (iHc) = 157 kA m-1, enquanto que a liga obtida por MS com TT de 1h, 2,5h e 5h apresentou Jr = 0,27, 0,22 e 0,20 T e iHc = 125, 99 e 77 kA m-1, respectivamente. As propriedades magnéticas da liga Pr14FebalCo16B6Nb0,1 obtida por MS foram influenciadas diretamente pelo TT que diminuíram com o aumento do tempo de TT e foram inferiores à liga MS sem TT. O ímã permanente sinterizado processado com a liga MS sem TT apresentou Jr = 0,85 T e iHc = 302 kA m-1.

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  • IPEN-DOC 29425

    PEREIRA, L.T. ; ROSSI, J.L. ; FASANO, A.C.; MUCSI, C.S. ; BEHMER, W.; LUIZ, L.; FLORENTINO, E. . Use of selective laser fusion in Zircaloy and tungsten alloy for employ in end-caps for nuclear fuel element rods and shielding. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: This study shows that it is possible to obtain parts of zirconium alloy called Zircaloy-4 (Zry-4) through selective laser melting (SLM), using metal chips as raw material. Additive manufacturing technology is emerging in Brazil, whose principle is the manufacture of a piece layer by layer from a metallic powder. Zirconium alloys are widely used in nuclear reactors, mainly in fuel element cladding and grids. The closing of the ends of the rods is done by end-caps, which is machined and generates large amounts of chips, which are a valuable source for the reuse of zirconium, having the advantage of being hafnium-free. After hydriding the Zircaloy it becomes zirconium hydride (ZrH2) and can be ground, obtaining the alloy in powder form to be used in SLM. A tungsten alloy with SLM technology was also studied due to its high melting temperature, high density and high mechanical strength, which can be used in shielding against radiation. In this study, a thin layer of alloys was cast on a substrate, which were evaluated for chemical composition, microstructure, hardness and roughness, whose results indicated values compatible with the stipulated requirements.

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  • IPEN-DOC 29424

    REIS, L.A. ; MORAIS, N.W. ; BETINI, E.G. ; PEREIRA, L.T. ; POLITANO, R. ; BARBOSA, L.P. ; MARTINEZ, L.G. ; MUCSI, C.S. ; ROSSI, J.L. . Processing of zirconium sponge and zirconium alloys in an electric arc furnace. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Zirconium and its alloys, as well as titanium and its alloys, are mostly used in the nuclear and aeronautical industries, respectively. A nuclear-grade zirconium sponge is the main component for obtaining nuclear fuel element cladding for nuclear power plants and other components, such as grids and springs. The zirconium sponge is also an important raw material in obtaining various alloys for nuclear fuels from small and medium power reactors, such as U-Zr-Nb. Thus, this project has relevance, since the clean melting of zirconium sponge will provide part of the domain of nuclear fuel technology. In this work, high entropy alloys (Ti-Zr-Nb-Ta-Fe-Cr) were produced in order to evaluate the evolution of the microstructure and modulus of elasticity as a function of temperature and heat treatment. A high entropy alloy with a composition different from those found in the literature is proposed. The materials were separated and melted in an electric arc furnace under a non-consumable electrode vacuum. These alloys were consolidated in the form of bars 220 mm long and thicknesses ranging from 8 to 12 mm. After melting, annealing was carried out at 1100 °C for 24 hours to homogenize the material obtained. The initial microstructural analyzes showed two very distinct phases with defined grain boundaries, the chemical etching to reveal the microstructure was a solution of 100 ml deionized H2O + 10 ml HNO3 + 2 ml HF. The samples are being quenched in oil and X-ray diffraction tests will be carried out in a hot chamber and the results will be presented at this congress.

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  • IPEN-DOC 29423

    FABRIM, Z.E. ; SANTOS, G.T.; TIMM, M.d.; ROSSI, J.L. ; FICHTNER, P.F.. Study of ODS formation by ion-beam implantation of Al+ and O+ on the AISI 316L steel and this influence in the He bubble grown. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: A class of materials namely oxide dispersion strengthened (ODS) steels has been studied as structural materials for IV generation fission reactors and fusion reactors. The ODS shown to be effective in changing mechanical, thermal properties and resistance to swelling at high temperatures due to the greater thermal stability of the oxides combined with the insertion of new interfaces that serve as a vacancy trap and displacement fixation points. In this work the ion-beam implantation of Al+ and O+ was applied by the ion-beam synthesis to synthesize ODS in AISI316L austenite steel that is an important structural material for the fusion and fission reactors considering the corrosion resistance at high temperatures. Also is present a preliminary study of nucleation and growth of He bubbles in the way to simulate the swelling process and this behavior under the presence of the oxide dispersions. The samples were characterized by TEM, SAED and STEM-EDX techniques. SAED and EDX measurements show that the precipitates formed in samples implanted only with O and in samples implanted with Al and O are chromium oxide. Furthermore, STEM-EDX analyses show that no Al signal was observed neither in the precipitates nor in the matrix. The oxide precipitates are formed during the implantation procedure, with no need to undergo thermal activation processes. The Al implantation participates in second phase precipitation, acting in the production of vacancies during implantation and consequently enhancing the nucleation rate of the ODS. Temperature effects were also assessed in this study. At 550 ºC the influence of temperature in the thermodynamics of the system is few prominent, with precipitates and He bubbles’ sizes remaining quite stable. In other way, at 700 ºC is observed a drastic change in the geometry of the precipitates that become faceted in coherent interfaces whit the austenitic matrix. Regarding the He bubble system, it was observed lower tendency of growth in the samples containing the ODS. So, the oxide particles produced by ion-beam synthesis are an efficient way to hinder the growth of the inert gas bubbles, indicating a possible way for the study of the swelling process in the AISI316L.

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  • IPEN-DOC 29422

    MORAIS, N.W. ; SCHON, C.G.; ROSSI, J.L. ; FABRIM, Z.E. ; MUCSI, C.S. . Microstructural characterization of U-7,5Nb-2,5Zr alloy after ageing and constrained fatigue. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: U-7,5Nb-2,5Zr cladded in zircaloy-4 is one of the most studied fuel prototypes. The Nb and Zr are added to the U to stabilize the BCC gamma phase and grant mechanical and swelling resistance. The U-7,5Nb-2,5Zr undergoes the gamma to alpha" phase transformation, generating compressive stresses due to the volume reduction. The alpha" phase also can transform to a combination of alpha+gamma2 phase (equilibrium phases), which are known to be hard and brittle. This work has the objective to test the effect of ageing the gamma to alpha" phase in thermal cycling of a U- 7,5Nb-2,5Zr cladded in zircaloy-4 piece. A co-limited specimen was aged and thermally cycled in a dilatometry experiment. The samples were characterized through X-ray diffraction and metallography. The results show that the gamma to alpha" phase transformations occur at the beginning of the initial ageing, followed by stress relief. During the cycling, the sample demonstrated non-equal thermal strains and presented fractures along with the U matrix.

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  • IPEN-DOC 29421

    GUIMARAES, R.F. ; ROSSI, J.L. . Proposta de cask para transporte de radionuclídeos usados em radiotraçadores. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: O transporte de radionuclídeos como o Mo-99 enfrenta problemas que podem afetar tanto o indivíduo ocupacional quanto o indivíduo público que ocupa regiões por onde o veículo passa. A exposição à radiação sofrida tem limites para ambos e, se expostos sem nenhuma proteção por todo o tempo do transporte, os indivíduos ocupacionalmente expostos os ultrapassarão. Dentro das medidas de mitigação dos efeitos, estão o menor tempo de exposição, maior distância à fonte e, para os casos nos quais essas não podem ser aplicadas de modo que sejam suficientes para a proteção, deve-se usar blindagens, como no caso do transporte do Mo-99. O problema enfrentado é a falta de embalados para compra. O Brasil comprou alguns embalados para fazer esse transporte, tanto em território nacional quanto internacional. Contudo, sua validação de certificado já não é possível de ser feita junto aos seus produtores e não há mais opções para comprar ou alugar. Assim, nasceu a necessidade de produzir o próprio embalado (cask). Este trabalho traz uma proposta de blindagem no qual será inserido o radionuclídeo para fins de transporte e manipulação no estoque. Como resultado, conseguiu-se chegar a valores próximos de parede blindada em relação aos embalados já utilizados. Para chegar a esses valores, foi utilizado o software XCOM e a documentação disponível, possibilitando modelar o produto a ser desenvolvido no país.

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  • IPEN-DOC 29420

    PEREIRA, L.d. ; DONATO, G.H.; MATTAR NETO, M. . Assessment of the von Mises stresses and stress triaxiality in notches using modified tensile specimens. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Stress triaxiality is important in fracture mechanics to check the safety of several structures. Stress triaxiality is one of the main factors that influence the fracture process of high toughness steels. For example, a ductile fracture tends to be more predominant for a low constrain geometry with less plastic restriction. The configuration and loading of the structural components are different from those of the mechanical test specimens used to obtain the materials fracture properties. So, understanding the local stress triaxiality is essential to ensure structural safety. Combination of tests with numerical simulations is a way to assess this effect. Modifying the standard tensile test geometry (ASTM E8) with a notch causes a change in the stress triaxiality. Based on the literature information, two notches were chosen: 1 and 2 mm. These geometries were tested, and the results were numerically reproduced using a non-linear model with the GTN damage model in the software Abaqus/Explicit 2020. The properties (elastic and plastic) were obtained from the standard specimen. An axisymmetric finite element model was developed considering the symmetry in the specimen longitudinal direction, and a mesh with the smallest element having the dimensions of 0.2x0.4 mm. First, a test speed of 0.015 mm/s was applied in the specimen longitudinal direction and convergence problems occurred. Thus, the speed was increased to 100 mm/s to solve these problems. Finally, the nine GTN damage parameters were calibrated to describe numerically the experimental curve. The stresses were obtained for the centroid of the elements. All the analyses were done for two points, i.e.,. first is the plastic instability point for a standard specimen, and second is the maximum force of the load vs. displacement curve. The numerical results analysis allowed the assessment of the stress field and stress triaxiality near the notch to compare with the standard specimen. The notch influences the stress locally, but, after a short distance, approximately 45 mm in these specimens, the tendency was the same for three geometries. The evaluation of the triaxiality considered the stress in the specimen longitudinal direction and the hydrostatic stress. Before the point of plastic instability (first point), the stress triaxiality is low, practically an uniaxial stress state. To the second point, the stress state is no longer uniaxial. The notch increases the stress triaxiality across the cross-section, and the biggest value occurred in the center of the specimen. These specimens results can help to identify the region affected by the notches in structural components.

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  • IPEN-DOC 29419

    CIUCCIO, R.L.; LUIZ, N.E.; NEVES, M.D. . Desenvolvimento de tecnologia de tratamento térmico de peças de aço inoxidável de dimensões reduzidas através da incidência de laser, para consolidação de instrumentos cirúrgicos e médicos. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: No ramo odontológico, o segmento da implantodontia é um dos que teve crescimento mais acentuado nos últimos anos. As melhorias agregadas à qualidade de vida das pessoas nos tempos atuais possibilitaram maiores acessos a tratamentos odontológicos que antes eram inacessíveis para a maioria da população. Isso tudo possui raízes também nos incrementos tecnológicos incorporados pelas empresas produtoras de equipamentos, utensílios, instrumentos e de ferramentas, que conseguiram obter ganhos de escala que tornaram seus produtos e/ou processos mais adequados à aquisição por uma faixa mais ampla da nossa sociedade. O desenvolvimento de um processo de tratamento térmico via laser para aplicação em peças de aço inoxidável martensítico de pequenas dimensões atende aos apelos inerentes ao processo natural do desenvolvimento tecnológico que tem sido observado no setor odonto-médico-hospitalar onde a tecnologia existente e a aplicação prática têm encontrado um vasto e fértil campo, propício para um desenvolvimento desta natureza. Propõe-se neste projeto estudar a influência dos parâmetros de processo utilizados no equipamento a laser empregando a tratamento térmico para os aços inoxidáveis martensítico (conforme ASTM F899). Comparar as propriedades mecânicas e avaliar a microestrutura de amostras padronizadas fabricadas a partir corpos de prova (blanks de broca). O desenvolvimento do presente projeto foi realizado em diversas etapas mencionadas na sequência de forma resumida: fabricação dos blanks de fresa (corpos de prova), caracterização destes materiais antes o tratamento térmico, obtenção de blanks de fresas (corpos de prova) tratados termicamente via processo convencional (têmpera a vácuo), análise das propriedades físicas e químicas dos blanks de fresa após tratamento térmico convencional, consolidação de amostras por tratamento térmico via laser em diferentes parâmetros de fabricação, avaliação de propriedades mecânicas e micro estruturais das amostras tratadas termicamente via laser. A proposta tem por finalidade de otimizar o processo de tratamento térmico via laser visando adquirir propriedades superiores e obter maior eficiência de fabricação em relação ao tratamento térmico a vácuo. Portanto, amostras consolidadas nestas condições, isto é, que apresentem melhores propriedades devem ser fabricadas para posterior estudo de validação e atendendo os requisitos normativos de instrumentos cirúrgicos e médicos. Os resultados deste projeto contam com a otimização do processo de tratamento térmico utilizando o processo de laser, a qual pode possibilitar maior eficiência e desenvolvimento de uma tecnologia incipiente no mercado nacional.

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  • IPEN-DOC 29418

    BUGARIN, A.F. ; VIVEIROS, B.G. ; TERADA, M.; SILVA, L.S.; GUILHERME, L.H.; NEVES, M.D. ; COSTA, I. . Corrosion resistance of lean duplex stainless steel 2101 welded by the gas tungsten arc welding double fusion (GTAW-DF) process for use in the citrus juice industry. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Tanks for storage of products in the food industry are usually made of stainless steel, as they must present hygiene and safety standards to ensure product quality. These stainless steels are finding increasing demand due to their good combination of mechanical properties, weldability and corrosion resistance. However, they are susceptible to localized corrosion when exposed to high temperatures, as during the welding process. In this study, welding of the 2101 lean duplex stainless steel (LDSS) was carried out by gas tungsten arc welding double fusion (GTAW-DF) process using ER 2209 weld consumable. This work aims to investigate the influence of optimized welding parameters on the corrosion performance of the 2101LDSS. The correlation between microstructure and electrochemical behavior of the fusion line (FL) and heat-affected zone (HAZ) has been investigated. In the study, six welded samples were manufactured with various welding parameters, specifically the welding current, travel speed and heat input. The microstructure of the welding zone was characterized by scanning electron microscopy (SEM) and its mechanical properties were evaluated by microhardness test. A mini-cell and Syringe Cell were used to characterize the electrochemical behavior of the different welded zones by means of the double loop electrochemical potentiokinetic reactivation test (DL-EPR) and potentiodynamic polarization tests. The results showed that the welding parameters tested in this study significantly affected the corrosion resistance of the 2101LDSS. The heat-affected zone (HAZ) was the zone most susceptible to localized corrosion and the specific region most affected by corrosion process was that of the 2101LDSS adjacent to the FL. The steel used as filler alloy (ER 2209) is significantly more resistant to corrosion than the 2101LDSS, and the galvanic coupling between the 2101 LDSS and the ER 2209 promoted galvanic corrosion in the 2101 adjacent to the ER 2209.

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  • IPEN-DOC 29417

    VIVEIROS, B.G. ; BUGARIN, A.F. ; GUILHERME, L.H.; NEVES, M.D. ; COSTA, I. . Caracterização da microestrutura e resistência à corrosão de aços inoxidáveis duplex e lean duplex soldados pelo método GTAW-DF. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Os aços inoxidáveis duplex são amplamente utilizados em indústrias alimentícias devido à sua alta resistência à corrosão. No caso das indústrias suco cítricas, é necessário avaliar os melhores materiais devido a necessidade de armazenamento em tanques que devem resistir a meios ácidos, bem como à presença de sais corrosivos. Neste estudo serão investigados aços inoxidáveis dissimilares, sendo eles um aço duplex e um lean duplex, com o objetivo de diminuição dos custos desses tanques. O objetivo do trabalho é a avaliar a resistência à corrosão dos aços duplex 2205 e 2304, sendo duplex e lean duplex respectivamente, soldados pelo método GTAW-DF. O processo de soldagem de dupla fusão dos aços resulta em mudanças em suas microestruturas com a formação de precipitados deletérios os quais diminuem sua resistência à corrosão. Durante o processo GTAW-DF de soldagem há necessidade da adição de um eletrodo para a fusão dos demais materiais. O aço de adição apresenta composição química distintas em relação aos aços 2205 e 2304. A união de aços diversos resulta em possível acoplamento galvânico entre eles, diminuindo a resistência à corrosão destes. O principal objetivo deste trabalho é avaliar a resistência à corrosão desses dois aços inoxidáveis após o processo de soldagem GTAW-DF. Como o processo de soldagem acarreta em mudanças microestruturais resultando nas zonas, zona termicamente afetada (ZTA), zona de fusão (ZF) e metal base (MB). A resistência à corrosão localizada nos aços deste estudo soldados foi avaliada ensaios de polarização do loop duplo. A análise dos resultados mostrou que a região de menor resistência à corrosão corresponde ao aço 2304, que apresentou suscetibilidade à corrosão intergranular, principalmente quando acoplado ao eletrodo de soldagem. O aço 2205 não mostrou suscetibilidade ao ataque localizado nem apresentou mudanças significativas em relação à sua resistência à corrosão.

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  • IPEN-DOC 29416

    LEBRAO, S.M.; LARA, J.C. ; COLOSIO, M.A.; SCALA, G.; SERIACOPI, V.. Avaliação da sensitização de juntas soldadas em aço inoxidável ferritico AISI 409 e AISI 439 por Reativação Eletroquímica Potenciodinâmica (DL–EPR) para sistema de exaustão veicular. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Sabe-se que oitenta por cento das falhas que ocorrem no sistema de exaustão veicular são devidas a processos de corrosão. Nesse trabalho, avaliou-se a suscetibilidade quanto à corrosão intergranular na zona termicamente afetada das juntas soldadas de aço AISI 409 soldado com arame solido 308 LSI e AISI 439 soldado com arame sólido 430 Ti LSi, ambos com flange de aço ASTM A36, aplicadas na fabricação de sistemas de exaustão veicular. As juntas foram confeccionadas utilizando o mesmo processo de fabricação do coletor de escape. Após soldagem, as amostras foram tratadas termicamente a 650 ºC e 750 ºC por 50 e 100h. A sensitização da zona afetada pelo calor foi avaliada a partir dos ensaios de Reativação Potenciodinâmica de Duplo Loop (DL-EPR) com solução 0,5M de H2SO4 a velocidade de 1,67 mV/s em um Potenciostato Autolab. Observou-se maior grau de sensitização no aço AISI 409 quando comparado ao AISI 439. Além de notar que houve redução na sensitização de ambos materiais após o aumento do tempo e temperatura de tratamento térmico.

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  • IPEN-DOC 29415

    BOLSANELLO, M.F. ; PEREZ, J.I.; SILVA, R.M. ; SOUTO, R.M.; ROSSI, J.L. . A new methodology in scanning electrochemical microscopy: cross section analysis in the investigation of corrosive processes of steels with metallic coating. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Among the electrochemical tests under development, scanning electrochemical microscopy (SECM) stands out for allowing the investigation of corrosive processes in situ, since it is capable of providing information with high spatial resolution on a small scale, in addition to allowing the direct identification of electrochemical species involved in the ongoing corrosive processes. In the study of automotive steel sheets coated with metallic alloys, a crucial region under the action of corrosive agents is the cross-sectional area. In this work, a new methodology for measures in spatial resolution at the SECM is presented. The applicability of this technique was demonstrated considering the corrosion behavior of a steel sheet coated with zinc, aluminum and magnesium alloy. Samples of this material were prepared according to this new methodology. Maps of pH variation, hydrogen evolution and oxygen distribution were obtained in the cross section area, in different electrolytes. With the acquisition of these results, it was possible to certify the applicability of this method in the study of coated metallic materials, as well as its potential to generate valuable contributions regarding the influence of the coating / substrate ratio on the electrochemical response of these materials.

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  • IPEN-DOC 29414

    FREITAS, L.F. de ; CRUZ, C.P. ; SOUSA, T.d. ; LUGAO, A.B. . Efeito de radiossensibilização em células tumorais de mama em presença de nanopartículas de ouro sintetizadas por métodos verdes. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: O câncer é uma condição patológica de grande incidência, causa de uma significativa porcentagem de óbitos por ano no mundo inteiro. Pesquisas buscando novas formas de tratamento mais eficazes e menos invasivas para o câncer têm se intensificado nas últimas décadas, e a nanotecnologia traz uma contribuição significativa neste aspecto. A utilização de nanopartículas para intensificar os efeitos da radioterapia tem ganhado crescente atenção, pelo fato de que os efeitos colaterais desta modalidade terapêutica causados pela radiação em curto e longo prazo são consideravelmente diminuídos. Este trabalho visou à síntese de nanopartículas de ouro via redução por epigalocatequina-galato - um composto natural encontrado em folhas de chá - ou por via radiolítica, bem como sua caracterização e utilização em modelos de tumores de mama in vitro. As taxas de apoptose e necrose nas células tratadas com as nanopartículas e irradiadas com raios-X foram inferidas de acordo com a quantidade de fragmentos de DNA encontrada no meio de cultura (devido à desestruturação de membrana em decorrência de necrose) ou no interior celular (há fragmentação do DNA, porém sem extravasamento do conteúdo intracelular em caso de necrose). No caso das células de tumor mamário da linhagem MCF-7, observou-se que a apoptose ocorreu mais intensamente nas células irradiadas contendo nanopartículas de ouro em comparação às células somente irradiadas, enquanto que a necrose foi mais exacerbada nas células contendo nanopartículas de ouro irradiadas com todas as doses exceto 20 Gy de raios-X. Isso demonstra o efeito de radiossensibilização que pode ser atingido mediante o uso de nanopartículas de ouro, tanto revestidas por albumina quanto por EGCG. Perfil semelhante foi observado para as células de tumor mamário da linhagem MDA-MB-231, nas quais o efeito de radiossensibilização já é evidente desde as menores doses. As nanopartículas de ouro se mostraram muito eficientes na ablação destas células, sendo a necrose mais frequente nas menores doses e a apoptose mais intensa na maior dose. Por fim, nas células não tumorais da linhagem HUVEC, aparentemente a presença de nanopartículas de ouro tornou as células mais resistentes à ação dos raios-X, visto que o nível de necrose se manteve menor do que em células irradiadas sem a presença de nanopartículas em todas as doses testadas, e os níveis de apoptose somente foram maiores nas células contendo nanopartículas nas menores doses. Apesar de ainda não conseguirmos explicar tal fenômeno e da necessidade de repetir este ensaio, este resultado pode corroborar para uma futura utilização destes nanomateriais no tratamento de tumores, visto que em linhagens tumorais favoreceu a radiossensibilização e o contrário ocorreu em células saudáveis, principalmente em doses maiores ou iguais a 10 Gy.

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  • IPEN-DOC 29413

    LIMA, C.S. ; HERMIDA, M.R.; VARCA, G.C. ; FREITAS, L.F. ; LORENZO, C.A.; LUGAO, A.B. . Géis mucoadesivos para o tratamento do câncer de bexiga superficial. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: A mucoadesividade tem sido estudada na área farmacêutica há mais de 50 anos e é uma propriedade explorada para aumentar o tempo de residência de um fármaco, bem como para melhorar a especificidade da entrega do ativo ao local desejado. Um sistema mucoadesivo que permite a absorção direta do fármaco e uma diminuição da taxa de excreção, consequentemente, tem-se uma maior biodisponibilidade do ativo associada à administração de doses menores, com menor frequência (Yan et al., 2017). O câncer de bexiga (CB) é uma das principais doenças que atacam o trato urinário e se dá pela proliferação anormal das células do tecido da parede interna da bexiga conhecida como urotélio (INCA, 2021). Sabe-se que o tratamento por quimioterapia intravesical do CB apresenta algumas limitações como a permeação do ativo no urotélio e o tempo de residência desse fármaco que é muito limitado devido ao efeito de diluição e lavagem da urina que acaba eliminando-o completamente. Dessa forma, o desenvolvimento de novos veículos mucoadesivos para o carreamento da quimioterapia pode ser uma opção de tratamento avançado (Kolawole et al., 2017). Neste trabalho, buscou-se preparar géis mucoadesivos a partir da goma gelana (0,1% m/v) e de uma blenda de carboximetilcelulose (2% m/v) e polivinil álcool (0,2% m/v), contendo um adjuvante para aumento de permeação (papaína), como potenciais alternativas para a quimioterapia intravesical. Foram realizados ensaios de reologia (frequency sweep para avaliação dos módulos de perda (G’’) e de armazenamento (G’)); força de adesão para estudo da capacidade de mucoadesão das formulações e, por fim, de citotoxidade em duas linhagens celulares, HUVEC (endotelial humana) e V79-4 (fibroblastos) . Os ensaios reológicos dos géis apresentam resultados característicos de comportamentos pseudoplásticos, isto é, com maior fluidez a altas frequências, e, portanto, com potencial para aplicação por seringa e cateter. Os ensaios de mucoadesão confirmaram que os polímeros escolhidos apresentam capacidade de interação com a mucina presente no urotélio, representando alternativas interessantes para o aumento do tempo de residência e da biodisponibilidade da terapia. Por fim, as formulações apresentaram pouca ou nenhuma toxicidade, mostrando potencial para aplicação biomédica.

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  • IPEN-DOC 29412

    COTINHO, S.P. ; CORREA, O.V. ; PILLIS, M.F. . Síntese e caracterização de filmes nanoestruturados de ZnO para aplicação em fotocatálise. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Os recursos naturais de águas têm sido contaminados por efluentes provenientes tanto do setor industrial quanto do setor doméstico. E ainda, grande parcela da água tratada é consumida em processos químicos em vários setores industriais, dentre estes os têxteis, de papel e de couro. Aproximadamente 70% dos corantes utilizados em larga escala nos vários processos correspondem a azo-corantes, sendo os principais o alaranjado de metila e o amaranto. Uma alternativa para a remoção de poluentes orgânicos se dá pela degradação fotocatalítica que tem se mostrado um método verde eficiente para eliminação de corantes orgânicos em águas residuais. Entre os semicondutores mais empregados, os óxidos TiO2, WO3 e ZnO têm se destacado. Algumas das características do ZnO que têm tornado esse material atrativo na área de fotocatálise são: boa estabilidade física e química, alta capacidade oxidativa, energia de band gap na região do UV ou do visível do espectro eletromagnético da luz, baixo custo e baixa toxicidade. Este trabalho de pesquisa objetivou a síntese e a caracterização de filmes nanoestruturados de óxido de zinco para obtenção de um fotocatalisador ativado por luz ultravioleta, capaz de degradar compostos orgânicos. Os filmes foram obtidos pelo método sol-gel dissolvendo-se 3,10g de acetato de zinco, 15ml álcool etílico e em seguida adicionando-se 0,86g de monoetanolamina (MEA). A solução obtida apresentou caráter básico (pH 8) e foi depositada por spray a frio em substratos de vidro borossilicato previamente preparados. As amostras foram tratadas termicamente nas temperaturas de 350°C, 400°C e 450°C nos tempos de 30, 40 e 60 minutos. A eficiência dos filmes foi determinada pela degradação do corante alaranjado de metila sob luz ultravioleta. A temperatura e o tempo de tratamento térmico influenciaram a atividade fotocatalítica, visto que a degradação do corante ocorre nas condições a partir de 400°C, sendo que após tratamento térmico a 450°C por 45 minutos foi observado o melhor desempenho.

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  • IPEN-DOC 29411

    SILVA, P.R. ; ROSSI, J.L. ; COLOSIO, M.; ORLANDO, M.T.. Al-Si automotive components hard coating implementation by electrochemical process. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: The anodization processes related to the formation of protective (Al2O3) layers were first used on 1854. Ever since, new aluminum alloys were developed and this electrochemical process is widely used for most surface protection applications. The intake and exhaust ducts’ surfaces of internal combustion engines are prone to chemical agents and significant temperature variation. In order to extend the working life of these components it is necessary to implement covering protective layers all over the internal duct's surface. The present research work encompasses both, the required development phases for both, the mechanical and corrosion resistances improvement. The process was undertaken to allow the anodization of a small internal surface of a much larger part, which is the internal exhaustion duct of a cast aluminum-silicon cylinder head. The anodizing was obtained using H2SO4 solution 10% in volume and a DC current starting with 20 V. The Al2O3 layer attained, inside the cylinder head´s ducts, had an average thickness of 120 μm in accordance with the proposal of providing a suitable surface protection during the component´s lifecycle.

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  • IPEN-DOC 29410

    MUCSI, C.S. ; ROSSI, A. ; CAREZZATO, G. ; JESUS, E.R.; ROSSI, J.L. . Characterization of the spot welding of water quenched 22MnB5 steel using tensile tests and Digital Image Correlation (DIC). In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: In recent years we identify the utilization of ultra high strength steels in the body in white stage of automobile manufacturing for the enhancement of passengers safety. During the body in white stage of manufacturing the automobile frame is joined together usually by means of welding and the major part of them are electric spot welds. This paper presents a study of the evolution of the strain field on the surface of tensile test specimens previously subjected to spot welding. A set of non standard tensile specimens out of 22MnB5 steel consisting of a longer blade specimen main body and a smaller short plate backing plate. All parts were water quenched after heating to 950 ºC. The backing plates were spot welded to the center of the main body blades. The specimens surfaces were prepared for digital image correlation analysis and the specimens were tensile tested on a Instron universal testing machine. Results clearly show that a high strain annular region develop around the spot-welded region exactly on the heat affected zone. The specimen cracking started in that annular zone and than expanded diagonally to the borders of the main blade. The authors concluded that the control of the size of the heat affected zone around the spot weld may be a key factor for the design of the automobile body in white manufacturing process.

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  • IPEN-DOC 29409

    PEREIRA, F.M.; COUTO, A.A. ; MASSI, M.; GONCALVES, R.L.. Avaliação estrutural de filmes de TiN dopados com Cu depositados pela técnica Magnetron Sputtering. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Desde os primeiros estudos acerca de revestimentos superduros, os filmes finos de TiN têm recebido maior atenção por apresentarem características mecânicas aprimoradas e ao mesmo tempo serem economicamente viáveis. Com efeito, filmes finos superduros de TiN possuem dureza entre 40 e 80 GPa, porém com a adição de elementos de liga como Cu, Cu e Co tais revestimentos adquirem também considerável flexibilidade. Assim, no bojo deste estudo, uma série de filmes finos de TiN/Cu, com variações no teor de Cu entre 0% e 20%, foram sintetizados pela técnica dual magnetron sputtering a fim de verificar uma a.t.% ideal de Cu para a liga. Para a formação da referida liga, foi usado um alvo de Ti 99,99%, depositado através de uma fonte DC, e, simultaneamente, um alvo de Cu 99,99%, depositado através de uma fonte HiPIMS. Analisou-se, então, a microestrutura, tensões residuais formadas na deposição, dureza e tenacidade à fratura dos filmes de TiN/Cu. Os resultados esperados apontam uma microestrutura de TiN envolto de uma fase de Cu. Quando o teor de Cu está por volta de 8% a 11%, a dureza H do filme é aumentada, já a elasticidade E se mantém constante até um teor de Cu de 12% quando ela passa a diminuir. Conclui-se que essas características associadas permitem uma boa relação entre dureza e elasticidade e colocam os filmes de TiN/Cu em uma classe diferente de revestimentos conhecida como filmes flexíveis, que apresentam as seguintes características: dureza, tenacidade e resistência à fratura.

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  • IPEN-DOC 29408

    COUTO, A.A. ; MARCHIOLI, C.A.. Influência da velocidade e do comprimento das fases de injeção nas propriedades mecânicas e na microestrutura da liga de alumínio SAE 380 fundidas sob pressão. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: No processo de fundição sob pressão, as ligas mais utilizadas são as ligas de Al-Si por apresentarem baixo ponto de fusão, boa resistência mecânica à tração, dureza e alongamento. No processo de fundição sob pressão é aplicada uma elevada pressão hidráulica e grande velocidade de injeção no metal líquido, gerando assim diversos tipos de defeitos de fundição, como por exemplo: porosidade, junta fria e falha de enchimento, resultando em diminuição das propriedades mecânicas do produto fundido. Visando a melhoria da qualidade dos produtos fundidos sob pressão, esse artigo tem como objetivo analisar a influência dos parâmetros do processo velocidade e comprimento das fases de injeção nas propriedades mecânicas da liga de alumínio A380. O procedimento experimental consistiu da injeção de corpos de prova utilizando o processo de fundição sob pressão em máquina injetora de câmara fria de 400 t de força de fechamento. As variações de velocidade de injeção foram feitas da seguinte maneira: 3 variações de velocidade na primeira fase de injeção com 0,10 m/s, 0,25 m/s e 0,50 m/s e 3 variações de velocidade na segunda fase de injeção com 0,6 m/s, 1,5 m/s e 3,0 m/s. A determinação das propriedades mecânicas foi realizada por meio de ensaios de tração e medidas de dureza. A caracterização microestrutural da liga de alumínio injetada foi realizada por microscopia óptica para todas as variações de velocidade e comprimento de fases. Os resultados das propriedades mecânicas indicaram que a variação da velocidade da primeira fase de injeção não afetou significativamente o limite de resistência, a dureza e o alongamento da liga de alumínio. Contudo, a menor velocidade da primeira fase de injeção (0,10 m/s) acarretou um valor de limite de escoamento significativamente maior do que o obtido em velocidades maiores. Essa diferença se deu pelo aumento da microporosidade ocasionada pela turbulência na câmara de injeção com o aumento da velocidade da primeira fase de injeção. O aumento da velocidade da primeira fase de injeção também ocasionou uma diminuição no tamanho de grão. Com relação à segunda fase de injeção, o aumento da velocidade favoreceu também uma diminuição do tamanho de grão e um aumento de microporosidade. Contudo, a menor velocidade de injeção da segunda fase favoreceu a formação de junta fria causada pelo encontro de fluxos de metal líquido que não se fundem completamente, conduzindo a um menor valor de alongamento. ocasionado pela baixa velocidade de injeção para a segunda fase. Na velocidade maior de injeção da segunda fase as microporosidades formadas estão mais bem distribuídas e compactas na matriz, melhorando o limite de escoamento da liga de alumínio.

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  • IPEN-DOC 29407

    CANAZZA, S.A. ; POLITANO, R. ; PEREIRA, L.T. ; ROSSI, J.L. ; MUCSI, C.S. . Preliminary results on the design and construction of a split Hopkinson pressure bar (SHPB) testing device. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Preliminary results on the design and construction of a split Hopkinson pressure bar (SHPB) testing device The data obtained during high strain rate testing of materials, metals, is necessary to fulfill the requirements of information for design and development of parts and components which are submitted to high strain, e.g. shock subjected parts. In recent years we identify the need for the testing of ultra high strength steels used in the automotive industry as a resource for the enhancement of passengers safety. The aim of this work is to present the preliminary results on the design and construction of a split Hopkinson pressure bar testing device. Compressive tests are usually performed in a quasi-static condition using a compressive strain rate up to units/s. The Hopkinson’s pressure bar applies strain rates of hundreds/s to even thousands/s. To achieve such high strain rates the split Hopkinson pressure bar uses longitudinal trapezoidal mechanical waves traveling along a bar and striking the sample at the speed of sound of the bar material. The shape of the wave front dictates the strain rate imposed to the specimen. A split Hopkinson pressure bar testing device was built, using a pneumatic cannon to drive a striker and generate the trapezoidal wave. It was instrumented in order to experimentally determine the striker speed and special strain gauges used to record the local and instantaneous strain on the bar at a high sample rate. To allow the planning of experiments and control the energy delivered by the striker, a map of the pressure in the pneumatic cannon against striker speeds. After that the signals recorded from the strain gauges were processed and are presented. The results were promising yielding strain rates in the order of 102/s.

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  • IPEN-DOC 29406

    BETINI, E.G. ; TERUI, C.; REIS, L.A. ; MUCSI, C.S. ; LUZ, T.d.; ORLANDO, M.T.; ROSSI, J.L. . Effect of shielding gas on thermal properties of thin plates of duplex stainless steel welded by pulsed GTAW process. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: In this work, UNS32304 duplex stainless steel welds were evaluated by observing the influence of the pulsed GTAW welding process on thermal properties of this material. 1.8 mm duplex stainless steel sheets were welded by the GTAW process varying the shielding gases between pure Ar and Ar + 2%N2 without filler metal. The thermal welding cycles were studied by a type K and S thermocouple system fixed close to the welding line. The temperature distribution along the welding line was determined by reaching values within the phase transformation range of this material. Through a quantitative and semiquantitative evaluation of elements the Creq/Nieq ratio was calculated for the ferrite, austenite and secondary austenite grains of the solidified zone, ZAC and base metal. The addition of 2% N2 in the shielding gas caused an increase of the austenite formation in the solidified zone if compared to welding without N2 addition, being the most suitable atmosphere for welding in duplex stainless steels. The thermophysical properties were studied by laser flash method (MFL) used to determine the thermal diffusivity of the material in the thickness direction. The specific heat and Curie temperature of the solidified zone of welds was obtained by the thermal analysis by differential exploratory calorimetry (DSC). Measurements of porosities and specific mass of the solidified zone were obtained and compared with the base metal and metal as received. With this information it was possible to evaluate the thermal conductivity of the material after welding process. Increased thermal conductivity was found for both welded samples and suggest correlation with increased ferritic phase and decreased porosity also observed for solidified zone.

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  • IPEN-DOC 29405

    JESUS, E.R.; ROSSI, J.L. ; MUCSI, C.S. ; LARA, J.C. ; NOGUEIRA, E.J. ; FURLANETTO, V.. Characterization of PHS 22MnB5 steel spot welded in single operation and with additional pre and post heating steps. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: The hot pressing hardened steel known as “Press Hardened Steel – PHS”, is a steel of extreme importance for the automotive industry. The application of this type of steel in the structure of vehicles promotes the improvement of safety, mass reduction and lower fuel consumption. The increase in the use of this type of steel, culminated in the need to deepen knowledge about the joining processes, more specifically about the electrical resistance welding process known as “Resistance Spot Weld – RSW”, which is one of the most used processes in automotive structural construction. The objective of the present work is to evaluate the spot welding of PHS 22MnB5 steel hardened through heat treatment in the laboratory, simulating the hot pressing process commonly applied in automotive industrial practice. A study is carried out on spot welding of similar materials, that is, the welding of 22MnB5 steel with itself, an autogenous weld. Welding was carried out under two different conditions, the first of which considers a single step of joining the sheets and the second with the application of additional steps of pre and post heating. The characterization of the welds was done through mechanical tests and microstructural analysis. The mechanical strength was evaluated based on the effectively resistant area, considering the effective dimensions of the spor welds obtained in the ultrasound measurement, already discounting the area values of possible flaws/voids existing inside the spot welds that have been detected in the ultrasound. The results showed that the welds performed in the single step condition generally presented higher values of mechanical strength in relation to those in which additional pre and post-heating steps were applied. These results suggest that the additional steps of pre and post heating act to promote annealing or tempering of the weld material and adjacent regions, increasing the region affected by heat, modifying the microstructure, reducing the hardness and consequently the mechanical strength in these regions.

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  • IPEN-DOC 29404

    VITOR, E.; ALMEIDA, G.F. ; COUTO, A.A.; VATAVUK, J.. Caracterização e avaliação do comportamento mecânico em flexão do ferro fundido cinzento e nodular após tratamentos térmicos e termoquímico. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: O ferro fundido cinzento e nodular é utilizado na indústria automotiva na fabricação de blocos de motor a diesel, discos e tambores de freios e diversas engrenagens. Em função da variedade de aplicações possíveis com propriedades mecânicas diversas, o objetivo deste trabalho é avaliar o comportamento mecânico do ferro fundido cinzento FC 300 e ferro fundido nodular FE 45012. Para isso foram executados diversos tratamentos térmicos nesses ferros fundidos visando um melhor entendimento da influência desses tratamentos na microestrutura e nas propriedades mecânicas em flexão e dureza. Os tratamentos térmicos executados nos ferros fundidos foram: normalização a 885 °C por 2 horas e resfriamento ao ar; têmpera após permanência a 880°C/2 h com resfriamento em óleo e revenimento a 500°C/3 h; martêmpera após permanência a 860°C/2 h; nitretação em banho de sais a 590°C/2 h. Para os ensaios de flexão, medidas de dureza e caracterização microestrutural, corpos de prova e amostras foram retiradas e usinadas de barras de 76 mm de diâmetro de ferro fundido cinzento e nodular em regiões, para investigação da microestrutura foram retiradas amostras das regiões central, intermediária e externa. Foi realizada a análise da composição química, ensaio de dureza, microscopia óptica e de varredura para verificação da forma, tamanho e quantidade de grafita, cálculo das porcentagens de nodularização, de ferrita, perlita e martensita, e análise das superfícies das fraturas. A resistência à flexão de ambos os ferros fundidos, cinzento FC 300 e nodular FC 45012, aumentou significativamente em decorrência dos tratamentos térmicos de normalização e de têmpera e revenimento em relação ao material bruto de fusão. A deformação obtida nos ensaios de flexão foi significativamente maior no ferro fundido nodular em comparação com o cinzento, em todas as condições de tratamentos térmicos. O aumento da fração de perlita e a redução do número de nódulos de grafita após o tratamento de têmpera e revenimento conduziu a um aumento na resistência à flexão e dureza do ferro fundido nodular. O ferro fundido cinzento apresentou uma grafita em forma lamelar e uma fratura frágil após ensaios de flexão. A superfície de fratura dos corpos de prova do ferro fundido nodular ensaiados em flexão apresentou grafita de aspecto esférico e regiões com presença de microcavidades com destacamento dos nódulos, característicos de fratura dúctil. A nitretação acarretou camadas superficiais da ordem de 100 μm, sendo que as propriedades mecânicas obtidas em ensaios de flexão para ambos os ferros fundidos não diferenciaram significativamente em comparação com os outros tratamentos térmicos.

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  • IPEN-DOC 29403

    ALMEIDA, G.F. ; ARBEX, A.A.; SILVA OLIVEIRA, H.V. da; DOMINGUES JUNIOR, N.I.; VATAVUK, J.; REIS, D.A.; MASSI, M.; COUTO, A.A.. Influência da oxidação térmica no comportamento em fluência da liga Ti-6Al-4V. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: A liga Ti-6Al-4V é um material muito utilizado em aplicações de biomateriais e na indústria aeronáutica. A formação de uma camada de óxido estável e aderente pode melhorar a resistência mecânica e à corrosão deste material. Esse trabalho estuda o comportamento da fluência da liga Ti-6Al-4V após duas condições diferentes de oxidação térmica forçada. As amostras foram oxidadas a 650ºC por 12h e 800ºC por 2h em atmosfera normal, a fim de estudar as diferentes formas que o óxido se forma e influência no comportamento mecânico da peça. A caracterização da camada de óxido formada foi realizada por Microscopia Óptica (MO), Microscopia eletrônica de varredura (MEV) com Espectroscopia por energia dispersiva (EDS), e difratometria de raios X (DRX). O ensaio de fluência foi realizado a carga constante em corpos de prova como recebido e nas duas condições de oxidação, em uma temperatura de 550 °C e tensão variando entre 125 e 319 MPa. Após a fratura dos corpos de prova, suas superfícies foram analisadas em um microscópio eletrônico de varredura (MEV). As camadas de óxido formadas mediram aproximadamente 3 ?m a 650 °C e 10 ?m a 800 °C. No DRX das amostras oxidadas foi possível observar a formação de rutilo (TiO2) e um deslocamento para direita dos picos em relação a amostra como recebida provavelmente causada pela dissolução de oxigênio na zona subsuperficial. A análise por EDS permitiu verificar a presença de uma camada mista de óxido composta de rutilo e alumina. Os ensaios de fluência mostraram uma vida mais longa em fluência do material oxidado a 800°C por 2h com tensão aplicada de 125 e 319 MPa e um aumento menos significativo no material oxidado a 650°C por 12h. Porém com tensão aplicada de 250 MPa o material oxidado em ambas as condições teve vida útil semelhantes menores do que o material como recebido.

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  • IPEN-DOC 29402

    OLIVEIRA, R.R. ; XAVIER, G.d.; CASTRO, R.S.; PORTO, J.B.; SANTOS, L.U.; TERADA, M.; COUTO, A.A. . Identificação e quantificação de fases de Ti6Al4V produzido por fusão em leito de pó a laser. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: O processo de manufatura aditiva por fusão em leito de pó consiste na incidencia de um laser de alta potência sobre o material que promove a fusão e posteriormente a solidificação camada sobre camada criando o 3D a partir de um modelo computacional. A principal vantagem deste processo é a fabricação de objetos com geometrias complexas. As ligas de titânio, como a Ti6Al4V são amplamente utilizadas como material estrutural em diversos setores, e também como biomateriais. Neste contexto a caracterização microestrutural do material é de suma importâcia, uma vez que a microestrututra influencia diretamente nas propriedades mecânicas. As altas temperaturas podem ocasionar as mudanças de fase, em que parte da fase alfa (Hexagonal Compacta) se transforma em fase beta (Cúbico de Corpo Centrado), afetando as propriedades mecânicas. A proposta deste trabalho consiste na caracterização cristalográfica por difração de raios X do de Ti6Al4V em forma de pó e após a manufatura aditiva por fusão em leito de pó. O pó utilizado no processo foi atomizado a plasma, apresentando diâmetro médio de partícula de 50 micrometros e composição química de acordo com a ASTM F2924. As peças foram manufaturadas utilizando o laser de Yb (comprimento de onda de 1060nm) com velocidade de varredura de 100 mm/s e potência variando de 61 W a 244 W. O pó foi caracterizado por MEV para análise morfológica e por difração de raios X para identificação e quantificação de fases. As amostras manufaturadas foram caracterizadas por MEV e MO, para a observação da microestrutura, e por difração de raios X para identificação e quantificação das fases presentes. Após processo de manufatura aditiva, pôde ser observada a formação da fase de Widmanstätten, e a presença da fase beta (CCC).

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  • IPEN-DOC 29401

    SANTOS, B.S. ; OLIVEIRA, R.R. ; COUTO, A.A. . Avaliação da distribuição da tensão residual em profundidade do alumínio 7050 após jateamento com granalhas de aço. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Neste trabalho foram avaliadas a distribuição da tensão residual ao longo da espessura do alumínio 7050 com e sem pré tensionamento e seu efeito na camada deformada plasticamente pelo shot peening, jateamento de granalhas de aço S230, S550 e 1/8”. Os parâmetros no processo foram a variação do tamanho das granalhas e o pré tensionamento das amostras em chapas, mantendo constante o regime de pressão do jateamento. A técnica utilizada na avaliação do perfil de tensão de residual foi a difração de raios X pelo método de sen2 ?. O pré tensionamento da amostra tem por objetivo obter um ganho em tensão residual compressiva em meio ao alongamento dos grãos das camadas superficiais em sua componente plástica conjugada à atuação da componente elástica do material após alívio do tensionamento. Com a aplicação das granalhas S550 e 1/8”, foi notada uma perda de compressibilidade nas camadas iniciais do alumínio geradas pela deformação plástica, o que proporciona a redução da resistência à fadiga dos componentes tratados.

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  • IPEN-DOC 29400

    SAHADE, R.F.; COUTO, A.A. ; LIMA, C.R.; LEAL, P.R.; LIMA, S.S.; SILVA, P.S.. Desplacamento de revestimento cerâmico: caracterização dos materiais cerâmicos por meio de ensaios laboratoriais. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Na década de 1990, 50% dos edifícios residenciais e 40% dos edifícios comerciais, em São Paulo, empregavam revestimentos cerâmicos nas fachadas. As construções do projeto nacional Minha Casa, Minha Vida, a partir de 2010, adotaram, como principal revestimento para as áreas internas, as placas cerâmicas em pisos e paredes. Entretanto, o problema de descolamento dos revestimentos cerâmicos tem sido objeto de avaliação e estudo, pois a frequente ocorrência de manifestações patológicas neste tipo de revestimento passou a ser uma grande preocupação para as construtoras e a sociedade e tema recorrente de pesquisa, discutido em congressos nacionais e internacionais. Estudos apontam uma tendência de diminuição de seu uso em fachadas de edifícios de São Paulo. Em 2019, um estudo encabeçado pelo setor da Construção Civil destacou que, em todas as regiões do país, o problema do descolamento dos revestimentos cerâmicos internos não era só setorial, mas um dos mais graves problemas técnicos enfrentados pelo setor nos últimos anos: em 157 obras espalhadas por todo o país, 49 empresas colheram o ônus do “desplacamento”, totalizando mais de 2,6 milhões de metros quadrados. O objetivo principal do trabalho realizado foi a caracterização química, termogravimétrica, mineralógica dos materiais e, além disso, análises microscópicas e determinações físicas das amostras de cerâmica amostradas com indicação de desplacamento do revestimento. Com relação à resistência ao gretamento, as amostras apresentaram gretamento. Na análise mineralógica qualitativa por difração de raios-X (DRX), em todas as amostras, verifica-se quartzo, óxido de ferro (hematita, goetita), feldspato (plagioclásio e alcalino) e material amorfo. Não foi detectada presença de mulita. A microestrutura de todas as amostras de cerâmica analisadas pode ser compartimentada em três elementos: fragmentos de filossilicatos com foliação totalmente e parcialmente preservadas, massa porosa arranjando-se como matriz e torrões de massa vítrea em abundância, porém isolados pela matriz de massa porosa. Verifica-se que as amostras das placas aplicadas possuem uma massa mais porosa e maior quantidade de núcleos de massa vítrea com bordas destacadas (heterogeneidade).

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  • IPEN-DOC 29399

    GUARDIOLA, P.C.; JUNIOR, W.d.; OLIVEIRA, R.R. . Caracterização mecânica da liga Ti6Al4V utilizando corpos de prova para ensaio de fadiga em próteses personalizadas. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Em um número total de falhas sabe-se que a falha por fadiga está na ordem de 50% a 90%, sendo que na maioria das vezes ela ocorre de forma inesperada, repentinamente, ou seja, muito perigosas. A falha por fadiga é uma redução gradual da capacidade de carga do material por consequência de um esforço cíclico a ponto do sistema deixar de cumprir seu requisito funcional por consequência do avanço de fissuras formadas em seu interior. O processo de fabricação por manufatura aditiva trás diversas vantagens em relação aos processos convencionais de usinagem, mas em contrapartida as propriedades mecânicas acabam sendo influenciadas. Alguns defeitos de fabricação como a porosidade influenciam diretamente na resistência a fadiga. A manufatura aditiva por ser um processo de fabricação realizado de camada em camada ocasiona uma anisotropia na peça. Sabe-se que após um ciclo de 1% da vida de fadiga, as bandas de deslizamento já estão plenamente formadas na superfície do material e dependendo do sentido do esforço possivelmente teremos resultados diferentes devido a anisotropia do material. A porosidade inerente ao processo pode ser um agravante na resistência a fadiga e propagação de trincas. O presente estudo visa avaliar o comportamento da liga Ti6Al4V fabricada pelo processo de EBM (electron beam melting) em um ensaio de fadiga, e a influencia das bandas de deslizamento coplanares ao sentido de construção da peça e concomitantemente será avaliada a influência da porosidade na propagação da trinca.

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  • IPEN-DOC 29398

    XAVIER, G.d. ; CASTRO, R.S.; PORTO, J.B.; SILVA, L.S.; SANTOS, R.G. dos; SANTOS, L.U.; TERADA, M.; COUTO, A.A. . Caracterização de peças de Ti6Al4V produzidas por fusão em leito de pó e modificação superficial usando laser de nanosegundo. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: As ligas de Ti são amplamente utilizadas em ambientes de corrosão severa onde a resistência à corrosão é necessária, como na indústria biomédica. Neste setor, existe a necessidade de produzir superfícies que facilitem a osseointegração, principalmente em implantes. Atualmente, essa superfície funcional é feita revestindo o implante metálico com materiais cerâmicos, como a hidroxiapatita, ou com materiais poliméricos. No entanto, essas camadas geralmente podem sofrer desplacamento, tensões residuais e trincas durante o processo, favorecendo a corrosão do implante metálico. Há diversos relatos sobre utilização desta liga em processos de manufatura aditiva, que consiste na união de materiais, para que seja obtido um objeto 3D, em que geralmente a união acontece camada a camada, utilizando a matéria prima em forma de pó. Este processo de manufatura permite a obtenção de peças com geometria complexa, redução de peso, e produtos customizados além de atender o setor odontológico e biomédico, podendo atender ainda os setores automotivo e aeroespacial. Apesar de estarem bem descritos na literatura, os parâmetros de impressão como condições da câmara, temperatura da base de impressão, concentração de oxigênio sob pressão; potência do laser, varredura de velocidade do laser e distribuição da camada de pó na superfície de construção, não podem ser considerados bem estabelecidos, pois dependem não apenas das características do LASER, mas também das características do pó. A texturização a laser é um processo de estruturação de superfícies que, a partir de pulsos de laser, permite a criação de padrões periódicos (texturas) nas superfícies dos materiais, para modificá-los (funcionalmente e/ou esteticamente) de forma precisa e direta, permitindo parametrização, versatilidade e repetibilidade. Assim, combinar manufatura aditiva metálica com texturização a laser seria uma alternativa para se obter peças com superfícies hidrofílicas funcionais, o que melhora a osseointegração. Este estudo visa a produção de peças de Ti6Al4V por fusão em leito de pó a laser variando a velocidade de varredura de 100 a 500 mm/s e potência de 61 W a 244 W utilizando um Laser de Yb com potência máxima de 500 W. Para a texturização a laser da superfície, foi utilizado um laser de fibra óptica de Yb, com comprimento de onda de 1064 nm (infravermelho), potência nominal de 50 Watts, duração de pulso de 150 ns, frequência de 2 kHz, distância focal de 254 mm e diâmetro teórico da viga na ordem de 70 ?m. A superfícies das peças produzidas por fusão em leito de pó a laser foram caracterizadas por MEV, e a molhabilidade foi determinada pelo método de gota séssil, antes e após a texturização. Os resultados mostraram a superfície mais homogênea obtida para as amostras produzidas em média potência e menor velocidade do LASER. Além disso, combinando manufatura aditiva com textura a laser foi possível obter superfícies hidrofílicas.

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  • IPEN-DOC 29397

    NEVES, M.D. ; BONANI, E.G.; FASANO, A.C.; SILVA, L.C. . Avaliação de propriedades de consolidados fabricados por manufatura aditiva usando a fusão seletiva a laser em pós aço inoxidável AISI 316L. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Neste estudo foi utilizado como material partida o pó de aço inoxidável AISI 316L para fabricação de consolidados em dimensões padronizadas, usando do processo de Fusão Seletiva a Laser (FSL), que é uma técnica de fabricação por manufatura aditiva (MA). Foram variados diversos parâmetros de processo tais como, potência e velocidade do feixe, distância entre os passes do feixe laser (hachura), estratégia de varredura e sentido de fabricação, visando estudar o efeito na: porosidade aberta, densidades geométrica e hidrostática, rugosidade e microestrutura. Verificou-se que o uso da relação potência do laser e velocidade de movimentação do laser com intervalos diferentes de distância entre os passes foi acertado na fabricação de amostras consolidadas com baixa porosidade aberta, elevada densidade geométrica e hidrostática (acima de 98% da densidade teórica) e baixa rugosidade. A microestrutura observada apresentou uma morfologia refinada, do tipo celular e dendrítica dentro dos grãos proveniente da alta velocidade de resfriamento, elevado gradiente de temperatura e variações de concentração de elementos de liga . A região de fratura indicou características com morfologia dúctil, com a presença de poros isolados e pequenas micro cavidades (“dimples”).

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  • IPEN-DOC 29396

    PIERETTI, E.F. ; CORREA, O.V. ; NEVES, M.D. ; ANTUNES, R.A.; PILLIS, M.F. ; OLIVEIRA, M.C.. Caracterização superficial de alumina anódica nanoporosa aplicada a revestimentos biomédicos. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: As superfícies dos biomateriais utilizados como dispositivos médicos implantáveis e no ferramental cirúrgico devem ser adequadas à função que exercem; por este motivo a importância do estudo do acabamento superficial aumenta à medida que crescem as exigências do projeto, no que se refere ao regime de aderência entre o implante e o tecido humano adjacente e, requisitos de geometria e precisão nos implantes e nos utensílios cirúrgicos. Estes biomateriais, quando em contato com o tecido humano, estão sujeitos a falhas como desgaste, fadiga, micro movimentos, desprendimento de partículas e degradação, podendo causar hipersensibilidade, ou a necessidade de uma nova cirurgia para remoção e substituição. Consequentemente aumentam as despesas para os pacientes, convênios médicos e as instituições públicas de saúde. Óxido de alumínio anódico (OAA) tem atraído muito interesse devido ao arranjo regular de nanoporos, facilidade de controle do diâmetro dos nanoporos, grande área de superfície específica, baixo custo, boa estabilidade térmica, ausência de toxicidade e biocompatibilidade. Devido a essas características, as estruturas OAA têm sido utilizadas em aplicações como processos de filtração, biossenssores, sensores de oxigênio, catálise e fotocatálise. Além disso, o arranjo geométrico dos nanoporos torna possível utilizar a alumina como molde para a síntese de várias nanoestruturas, como nanoporos, nanotubos, nanobastões e nanofios que apresentam muitas vantagens em áreas de aplicação avançadas devido a suas propriedades químicas, físicas, mecânicas e ópticas únicas. Por isso, tornase necessário o constante avanço nas pesquisas sobre a utilização de revestimentos de alumina anódica nanoporosa sobre as superfícies dos biomateriais.

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  • IPEN-DOC 29395

    PIERETTI, E.F. ; CORREA, O.V. ; PILLIS, M.F. ; ANTUNES, R.A.; NEVES, M.D. das . Avaliação da resistência à degradação do aço inoxidável AISI 316L revestido por filmes finos de TiO2. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Os materiais metálicos utilizados na área de engenharia de biomateriais são geralmente materiais passivos e, dessa forma, estão sujeitos à corrosão localizada principalmente pela ação dos íons cloreto. Um dos tipos mais comuns de corrosão observados nestes materiais é a geração de pites. Os processos de produção envolvidos na fabricação de equipamentos para uso biomédico também afetam sua resistência à corrosão, especificamente aqueles que influenciam no acabamento de superfície. O aprimoramento de propriedades de superfície é uma exigência para os componentes metálicos utilizados em implantes e próteses. O objetivo deste trabalho foi investigar a influência películas finas de TiO2, de tamanho nanométrico, na resistência à corrosão do aço inoxidável austenítico AISI 316L, em uma solução de Ringer, que simula os fluidos corpóreos, a 25 °C . Os filmes foram depositados por CVD (deposição química em fase vapor). A resistência à corrosão foi avaliada utilizando-se métodos eletroquímicos como: monitoramento de potencial de circuito aberto (PCA), medições de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e polarização potenciodinâmica cíclica. A porosidade dos diferentes filmes também foi determinada utilizando-se um método eletroquímico. Análises de superfície e secções transversais foram realizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os ensaios de corrosão mostraram que as amostras revestidas eram menos susceptíveis à corrosão do que as amostras sem recobrimento. Os revestimentos de TiO2 são finos, aderentes e conduzem a um comportamento mais capacitivo do filme passivo. Estes resultados sugerem que os filmes finos obtidos por este método podem ser empregados para a proteção contra a degradação deste aço inoxidável em ambientes agressivos.

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  • IPEN-DOC 29394

    RIBEIRO, E.P. ; COUTO, A.A. ; OLIVEIRA, R.R. ; VICENTE, J.G.. Tensões residuais induzidas no aço inoxidável austenítico F138 após tratamento superficial de shot peening e nitretação a plasma. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: O tratamento mecânico superficial de shot peening, comumente utilizado para aprimorar propriedades mecânicas de superfície em materiais, como aumentar a resistência a fadiga e ao desgaste, induz deformações na rede cristalina do material, caracterizadas pela presença de tensões. Adicionalmente, a nitretação a plasma outro tratamento superficial utilizado para minimizar falhas em aços inoxidáveis austeníticos, pode produzir camadas superficiais resistentes, compostas pelo alojamento de átomos intersticiais na estrutura austenítica, elevando a dureza da camada. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo estudar a tensão residual e a camada formada na superfície do aço inoxidável austenítico F138, após diferentes condições de tratamento. Foram abordadas diferenças relacionadas à aplicação de nitretação a plasma após tratamento mecânico de shot peening. Para a verificação da tensão residual foi utilizada difração de raios-x usando método senˆ2(psi). Com intuito de analisar a morfologia da superfície e da camada formada, as amostras foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-x. O tratamento de shot peening prévio à nitretação a plasma promove formação de camada menos homogênea com presença de microtrincas e aumento da tensão residual induzida. A nitretação a plasma ocasionou a formação de nitretos de ferro e austenita expandida. Com a efetiva indução de tensão residual na superfície, os tratamentos de shot peening e nitretação a plasma são métodos eficientes para aprimoramento das propriedades do material.

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  • IPEN-DOC 29393

    PIERETTI, E.F. ; NEVES, M.D. ; CORREA, O.V. ; ANTUNES, R.A.. Análise de falhas em implante de Ti6Al4V de aplicação ortopédica. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Fraturas resultantes de processos de desgaste e de fadiga foram identificadas como as principais causas de falhas em biomateriais, especialmente em implantes que atuam no local do osso ou outros tecidos duros, pois estão sujeitos a condições que envolvem elevadas cargas cíclicas. Analisar a fratura induzida por fadiga - corrosão de um implante ortopédico para substituição total de joelho produzido com o aço inoxidável austenítico AISI 316L. A morfologia, composições das interfaces e posterior comportamento corrosivo foram caracterizados por estereoscopia, microscopia óptica e eletrônica de varredura (MEV) acoplada à espectrometria de energia dispersiva (EDS). A análise química foi obtida pela técnica de fluorescência de raios X (FRX). Elevados teores de carbono, concentração de tensões e inclusões foram os principais motivos de falha, uma vez que nestas regiões foram encontrados trincas e pites de corrosão que se iniciam e se propagam de forma auto catalítica, conduzindo à fratura por fadiga associada à corrosão.

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  • IPEN-DOC 29392

    SANTOS, T.F. dos ; BENTO, R.T. ; CORREA, O.V. ; PILLIS, M.F. . Síntese e caracterização de filmes nanocompósitos de TiO2/C depositados sobre o aço inoxidável AISI 304. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Filmes de TiO2 e TiO2/C foram preparados pelo método sol-gel e aplicados sobre a superfície do aço inoxidável AISI 304 por spray a frio. Inicialmente, grafite natural foi submetido ao processo de esfoliação em fase líquida, onde se obteve grafite expandido. Para tanto, uma suspensão de grafite em solução aquosa contendo isopropanol e acetona foi irradiada por 2h em luz UVC. Foi preparada uma solução de isopropóxido de titânio e isopropanol para a obtenção do sol. O grafite esfoliado, após secagem, foi então adicionado à solução em concentrações entre 2,5 e 10%, razão massa/volume. Os filmes foram secos em estufa a 100ºC e tratados termicamente a temperaturas entre 400 e 500 ºC em forno tubular, sob atmosfera de argônio. Técnicas de difração de raios X, espectroscopia Raman, espectroscopia UV-visível (UV-vis), microscopia de força atômica e microscopia eletrônica de varredura foram utilizadas na caracterização. Os resultados obtidos confirmam a esfoliação do carbono e a formação da fase anatase em todos os filmes. Resultados de AFM sugerem que a formação da heterojunção semicondutor-carbono, confirmada por espectroscopia Raman, promoveu modificações morfológicas nos filmes, e influenciam o comportamento frente à corrosão do aço revestido, o qual foi avaliado por técnicas de impedância eletroquímica e polarização linear em uma solução aquosa 3,5% NaCl à temperatura ambiente.

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  • IPEN-DOC 29391

    OLIVEIRA, L.F. ; ORTEGA, F.D.; MAGNABOSCO, R.; NEVES, M.D. . AISI 310 stainless steel matrix composite formed by gelcasting. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Gelcasting (GC) is a fluid forming technique that allows the use of a wide variety of powders in its preparation, including ceramic and metallic particles. Additionally, as it is based on the preparation of a powder suspension, excellent powder dispersion can be attained with the help of adequate surfactants and stirring procedure. These characteristics are suitable for the fabrication of composite materials consisting of a continuous phase (matrix) reinforced by a discontinuous phase (reinforcement), which are usually obtained by powder metallurgy techniques. Nonetheless, the use of gelcasting technique to produce metal matrix composites (MMCs) is still scarce. This work describes the fabrication of a metal matrix composite consisting of HK-30 (AISI 310) stainless steel reinforced with additions of 1, 3 and 5 wt.% of nanosized alumina particles by means of the gelcasting process. Prior to specimen preparation, special attention was given to the powder suspensions and to the interaction between metallic and ceramic particles, which is one of the central aspects of this study. HK-30 and alumina average particle sizes are 8 μm and 600 nm, respectively. A previous thermal analysis was held in order to define the sintering temperature and assure that any issues regarding to densification would be avoided. Images obtained by scanning electron microscope and optical microscope were taken and X-ray diffraction analysis of slices of a sintered sample was done to evaluate the dispersion of alumina particles in sintered stainless steel matrix composite samples. Compression tests were performed at room temperature and at 800°C, in addition to microstructural characterization of sintered parts, which were compared with previously obtained results. The effect of particles settling was assessed by measuring density and yield strength of specimens taken from random position of the sintered part, and the dispersion of results along the vertical axis was negligible, even though the density results were lower than the theoretical results. The maximum yield strength achieved by this study was 195 MPa for room temperature and 95 MPa for 800°C, both for specimens with alumina addition of 3 wt.% overcoming the results that were previously obtained.The gelcasting process showed to be feasible for obtaining metal matrix composite parts, with good mechanical properties and low manufacturing cost.

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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.


2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.

O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.

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