Ingeniería y Ciencia

Influência dos parâmetros de processo em micro-perfuração com pulsos ultracurtos

En este trabajo se emplearon pulsos láser ultracortos (110 fs, 1 kHz; hasta 1.1 mJ/pulso) para el micro-perforado de acero. El procesado con estos pulsos permitió obtener agujeros circulares, con medidas precisas y sin alteración mecánica ni química apreciable de las zonas adyacentes. Los agujeros se realizaron utilizando el sistema de trepanado óptico (Helical Drilling Optics, HDO) de la empresa TGSW-Stuttgart, el cual permitió generar estructuras no sólo de gran profundidad sino además de diámetro variable, gracias a que se pudo variar hasta tres parámetros de proceso simultáneamente (velocidad de rotación del haz, inclinación y descentrado del haz respecto del eje óptico) mientras se ejecutaba el procesado. En el presente trabajo se estudió principalmente la influencia de la longitud de onda del láser, en la geometría de las micro-perforaciones. Para ello se realizó la micro-perforación con pulsos láser con la longitud de onda fundamental (λ = 790nm) y la del segundo armónico (λ = 395nm), se utilizó un conjunto específico de elementos ópticos para la HDO en cada caso y se compararon los resultados obtenidos lo cual arrojó que no hay ventajas notables al usar el segundo armónico. Se mencionan deficiencias en el dispositivo experimental que impidieron evaluar la influencia de la longitud de onda con total precisión.

Neste trabalho se empregou pulsos de laser ultracurtos (110 fs, 1 kHz; até 1,1 mJ/pulso) para a micro perfuração de aço. O processo com estes pulsos permitiu a obtenção de buracos circulares, com medidas precisas e sem alterações mecânicas ou químicas apreciáveis nas zonas adjacentes. Os buracos foram obtidos utilizando-se um sistema de trepanação óptico (Helical Drilling Optics, HDO) da empresa TGSW-Stuttgart, o qual permitiu gerar estruturas não somente de grande profundidade mas também de diâmetro variável, através da variação simultânea de três parâmetros de processamento: velocidade de rotação do feixe, inclinação e descentralização do feixe em relação ao eixo óptico. Neste trabalho foi estudada principalmente a influência do comprimento de onda do laser na geometria das micro-perfurações. Para isso as micro-perfurações foram feitas com comprimento de onda fundamental (790 nm) e também com o segundo harmônico (395 nm), utilizando um conjunto específico de elementos ópticos HDO em cada caso e os resultados obtidos foram comparados, demonstrando que não há vantagens consideráveis ao se usar o segundo harmônico. Ressaltamos que o aparato experimental apresentava deficiências que impediram uma avaliação precisa da influência do comprimento de onda no processo.

In this work, ultra short laser pulses (110 fs, 1 kHz; up to 1.1 mJ/pulse) were used for micromachining steel samples. Processing with ultra-short laser pulses allowed achieving circular micro holes, with precise measurements and no significant chemical or mechanical disruption of adjacent areas. The helical drilling optics system by TGSW-Stuttgart is used to generate the holes. This system allowed producing high aspect ratio and complex structures with variable diameter throughout the hole. To did this, up to three processing parameters may be changed at the same time (beam rotation speed, angle and of the beam) and during the processing. We study the influence of the laser wavelength on the holes geometry. Specific optics for both the fundamental (λ = 790nm) and second harmonic wavelength (λ = 395nm) were used to microstructure steel, comparing the results. From the study we can conclude that there aren´t advantage when using the second harmonic. Weaknesses in the experimental device had been detected, to find the solution at this topics allow precisely evaluate the influence of wavelength.

Produto e Quociente de Variáveis Independentes Gauss Hipergeométrica

In this article, we have derived the probability density functions of the product and the quotient of two independent random variables having Gauss hypergeometric distribution. These densities have been expressed in terms of Appell's first hypergeometric function F1. Further, Rényi and Shannon entropies have also been derived for the Gauss hypergeometric distribution.

Neste artigo, vamos derivar as funções de densidade de probabilidade do produto e o quociente de duas variáveis aleatórias independentes com distribuição hipergeométrica de Gauss. Estas densidades foram expressas em termos da primeira função hipergeométrica de Appell F1. Além disso, entropias de Rényi e Shannon também foram derivadas para a distribuição hipergeométrica de Gauss.

En este artículo, hemos derivado las funciones de densidad de probabilidad del producto y el cociente de dos variables aleatorias independientes que tienen una distribución hipergeométrica de Gauss. Estas densidades se hayan expresadas en términos de la primera función hipergeométrica de Appell F1. Además, entropías Rényi y Shannon también se han derivado de la distribución hipergeométrica de Gauss.

Propriedades ópticas de ldpe cobertura com aditivos diferentes mixtures

En este artículo se exponen los resultados del procesamiento de diferentes formulaciones de polietileno lineal de baja densidad (PEBD) mezclado con 5 tipos de aditivos diferentes, cuyo objetivo es analizar el efecto de los aditivos en las propiedades ópticas de películas de PEBD de protección de cultivo dirigida fundamentalmente para construcciones de invernaderos adecuados para el desempeño en medios tropicales. Los resultados de la transmisión de la región ultra violeta y visible muestran que la transmisión de luz de las película de referencia es mayor en la zona visible que en las películas fabricadas con mezclas de aditivos, debido al efecto difusivo de algunos elementos y a la acción sinérgica de los aditivos disminuyendo la transmisión de luz en la zona ultra violeta y visible.

Neste artigo sao expostos os resultados do processamento de diferentes formulações de polietileno linear de baixa densidade (PEBD) misturado com 5 diferentes tipos de aditivos, que visa analisar o efeito de aditivos sobre as propriedades ópticas de filmes de PEBD dirigido protecção das culturas, principalmente para a construção de estufas adequadas para o desempenho em tropical. Os resultados da transmissão de ultra-violeta e mostram região visível que a transmissão de luz a partir da película de referência é maior no visível do que os filmes feitos com misturas de aditivos, devido aos elementos efeito difusivo e da acção sinérgica aditivos diminuir a transmissão de luz no ultravioleta e visível.

This article presents the results of processing different formulations of linear low density polyethylene (LDPE) formulations, mixed it with five kind of different additives whose objective was analyzing the additives effects in the optical properties of LDPE films on greenhouse cover structure in protected cultivation for tropical environments. The results of ultra violet and visible region showed that the light transmission from the reference film was higher than additives films mixtures in the visible region, effect of some elements and synergistic action from additives contributing to decrease the light transmission in the ultra violet and visible region.

Influência da temperatura substrato sobre a microestrutura do TiN/TiC

Las bicapas de TiN/TiC se depositaron utilizando la técnica de deposición en fase vapor asistido por plasma (PAPVD)-Arco Pulsado, variando la temperatura del sustrato en un rango de 100-120 °C, con intervalos de 5 °C. Los recubrimientos se analizaron por medio de XPS y XRD. A partir del tratamiento de las señales de los espectros angostos de XPS y los patrones de XRD, se determino la formación de los compuestos TiN (Nitruro de Titanio), TiC (Carburo de Titanio) y TiCN (carbonitruro de titanio) en la fase cristalográfica fm-3m correspondiente a las fases FCC de estos compuestos sintetizados.

As bicamadas de TiN/TiC foram depositadas utilizando a técnica de deposição de vapor assistida por plasma (PAPVD) de pulso, variando a temperatura do substrato na faixa de 100-120 °C, com intervalos de 5 °C. Os revestimentos foram analisados por meio de XRD e XPS. A partir do processamento dos sinais dos espectros estreitos de XPS e dos padrões de DRX, determinou-se a formação dos compostos TiN (nitreto de titânio), TiC (carbeto de titânio) e TiCN (carbonitretos de titânio) em fase cristalográfica fm-3m, correspondente.

TiN/TiC bilayers were deposited using Plasma Assisted Physical Vapor Deposition technique PAPVD)-Pulsed Arc, varying the substrate temperature in a range of 100-120 °C, with intervals of 5 °C. Coatings were analyzed through XPS and XRD. From signal processing narrow spectrum of XPS and the XRD patterns, was determined the formation of TiN (Titanium Nitride), TiC (Titanium Carbide) and TiCN (Titanium Carbide Nitride) compounds in the crystallographic.

Estimativa das propriedades mecânicas da rocha usando a inteligência artificial

Este artículo presenta la forma como fueron combinadas dos técnicas de inteligencia artificial, redes neuronales y algoritmos genéticos, para el desarrollo de una herramienta computacional utilizada para la estimación de propiedades mecánicas tales como la resistencia a la tensión, la resistencia a la compresión uniaxial y la resistencia a la compresión triaxial en areniscas, a partir de propiedades petrofísicas utilizando datos de pruebas del Laboratorio de Mecánica de Rocas del Instituto Colombiano del Petróleo - Ecopetrol S.A. como datos de entrenamiento facilitando el diseño de ensayos no destructivos con cierto grado de confianza y dando lugar a una reducción de costos.

Este artigo discute como duas técnicas foram combinadas de inteligência artificial, redes neurais e algoritmos genéticos para o desenvolvimento de uma ferramenta computacional utilizada para o cálculo das propriedades mecânicas como resistência à tração, resistência à compressão uniaxial e resistência à compressão triaxial em arenitos de propriedades petrofísicas utilizando dados de testes do Laboratório de Mecânica das Rochas da Colômbia Petroleum Institute Ecopetrol SA como dados de treinamento para facilitar o desenho de ensaios não-destrutivos com algum grau de confiança, resultando em redução de custos.

This paper discusses how two artificial intelligence techniques were combined, neural networks and genetic algorithms for the development of a computational tool used for the estimation of mechanical properties such as tensile strength, uniaxial compressive strength and triaxial compressive strength in sandstones, from petrophysical properties using data from tests of Rock Mechanics Laboratory of the Colombian Petroleum Institute Ecopetrol SA as training data, to improve the design of non-destructive testing with some degree of confidence and resulting in cost reduction.

α-MoO₃ filmes finos preparados por atomização pirolítica

En este trabajo se prepararon películas delgadas de trióxido de molibdeno (MoO3) por la técnica de atomización pirolítica. Las películas fueron depositadas sobre sustratos de vidrio y obtenidas a partir de una solución precursora de Heptamolibdato de Amonio Tetrahidratado ((NH3)6Mo7O(24)4H2O) 0.1 M. La temperatura del sustrato se mantuvo constante en 400 °C y se varío el volumen de la solución precursora. Las muestras se caracterizaron por difracción de Rayos X (XRD), espectroscopía infrarroja, Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y eléctricamente a través de medidas de resistividad eléctrica en función de la temperatura. Las muestras crecen con estructura cristalina correspondiente a la fase alfa del MoO3 con dirección preferencial de crecimiento a lo largo de los planos (0k0). Al aumentar el volumen de la solución precursora la superficie de las muestras se vuelve porosa. La resistividad en estas muestras cambia en un orden de magnitud cuando son expuestas a la atmosfera de CO.

Neste trabalho se prepararam filmes finos de trióxido de molibdeno (MoO3) pela técnica de atomização pirolítica. Os filmes foram depositados sob substratos de vidro e obtidos a partir de uma solução precursora de Heptamolibdato de Amonio Tetrahidratado ((NH3)6Mo7O(24)4H2O) 0.1 M. A temperatura do substrato se manteve constante em 400 °C e mudamos o volume da soluçãoprecursora. As mostras se caracterizaram por difração de Raios X (XRD), espectroscopia infravermelha, microscopia eletronica de varredura (SEM) e eletronicamente através de medidas de resistividade elétrica, em função da temperatura. As amostras cresceram com estrutura cristalina correspondente à fase alfa do MoO3, com direção preferencial de crescimento ao longo dos planos (0k0). Ao acrescentar o volume da solução precursora, a superfície da amostra se torna porosa. A resistividade nestas amostras muda numa ordem de magnitude quando são expostas à atmosfera de CO.

MoO3 thin films have been deposited on clean glass slides using the spray pyrolysis technique. The samples were grown with different thicknesses by spraying on common glass substrates a solution of (ammoniummolybdatetetrahydrate) ((NH3)6Mo7O(24)4H2O). The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and electrically through electrical resistivity measurements as a function of temperature. It was found that samples present crystalline structure associated with the alpha phase of MoO3grown with preferential direction of growth along the planes (0k0). As result of increasing the volume of precursor solution sample surface becomes porous. The change in electrical resistance of MoO3 films by exposure to carbon monoxide (CO) at room temperature, makes the films obtained by this technique could be promising in its use in gas sensing devices at room temperature.

Estudo das propriedades térmicas de farinha de milho, produzido por tratamento térmico-alcalino

Se presenta el diseño de un sistema de cocción controlado (SCC) para la producción de harinas de maíz trillado. El sistema permite la reproducibilidad en la elaboración de las muestras a través del control de tiempo y temperatura. El tratamiento del maíz se realizó con un tiempo de cocción de 120 minutos a 92.5 °C, adicionando concentraciones de hidróxido de calcio (Ca(OH)2) entre 0 y 0.5 % con relación a la masa de maíz. El proceso de cocción fue monitoreado con medidas de humedad en el grano y pH de la solución. Las harinas fueron fabricadas adicionando operaciones de molienda húmeda, deshidratación, molienda seca y tamizado. Las muestras obtenidas fueron analizadas usando la técnica de calorimetría diferencial de barrido modulada (MDSC) y análisis termogravimétrico (TGA) para estudiar tanto la estabilidad térmica de la harina como sus variables físicas: intervalo de gelatinización (ΔT), entalpía de gelatinización (ΔH), cambio en la capacidad calorífica (ΔCp), temperatura de máxima rata de descomposición (Tmd) y residuo después de la descomposición (Rs). Los análisis TGA muestran que la adición de hidróxido de calcio mejora la estabilidad térmica de la harina, puesto que la temperatura de degradación se desplaza a mayores temperaturas a medida que la cantidad de hidróxido de calcio aumenta. MDSC y TGA permitieron observar que la adición Ca(OH)2 produce un desplazamiento de gelatinización y de la máxima rata de descomposición hacia mayores temperaturas. Los resultados fueron comparados con los mismos análisis realizados sobre maíz sin procesar. Con este estudio se propone un método experimental, incluyendo un sistema de cocción controlada para la producción de harinas enriquecidas con calcio, las cuales podrían tener un alto impacto en el campo de la nutrición.

Um projeto de um sistema de cozimento controlado (CCS) para a produção de farinhas de milho é apresentado. O sistema permite a reprodutibilidade na preparação de amostras com o controlo do tempo e da temperatura. O tratamento de milho foi realizada com um tempo de cozedura de 120 minutos a 92,5 °C, por adição de hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) na concentração de entre 0 e 0,5% em relação ao peso de milho. O processo de cozimento foi monitorizada através de medidas de humidade absorbida pelos grãos de milho e pH da solução. As amostras foram fabricados por etapas da operação, como moagem, desidratação, moagem a seco e peneiramento. As amostras foram analisadas usando as técnicas de calorimetria exploratória diferencial modulada (MDSC) e análise termogravimétrica (TGA). O análises foram conduzidas para estudar a estabilidade térmica e as variáveis físicas: faixa de gelatinização (ΔT), entalpia (ΔH), alteração da capacidade de calor (ΔCp), temperatura de decomposição, taxa de decomposição máxima (Tdm) e do residuo após a decomposição (Rs). A adição de Ca(OH)2 produz um deslocamento do pico de gelatinização ea velocidade de decomposição a temperaturas mais elevadas. A análise TGA mostrou que a adição de hidróxido de cálcio melhora a estabilidade térmica da farinha, uma vez que a temperatura de degradação desloca-se para temperaturas mais elevadas como aumenta a quantidade de hidróxido de cálcio. Os resultados foram comparados com a mesma análise realizada em milho cru. Este estudo propõe um método experimental, incluindo um sistema de cozimento controlada para a produção de farinha enriquecido com cálcio, o que poderia ter um grande impacto no campo da alimentação.

A design of a controlled cooking system (CCS) for corn flours production is presented. The system allows reproducibility in the samples preparation with control of the time and the temperature. The treatment of corn was performed with a cooking time of 120 minutes at 92.5 °C, by adding calcium hydroxide (Ca(OH)2) in concentration between 0 and 0.5% compared to the corn weight. The cooking process was monitored via measures of moisture absorbed by the corn kernels and pH of the solution. The samples were manufactured by operation steps like wet milling, dehydration, dry milling and sieving. The samples were analyzed using modulated differential scanning calorimetry (MDSC) and thermogravimetric analysis (TGA) techniques, which were focused in the thermal stability of the flours and their physical variables: gelatinization range (ΔT), enthalpy (ΔH), change in heat capacity (ΔCp), temperature decomposition of maximum decomposition rate (Tmd) and residue after decomposition (Rs). The adding of Ca(OH)2 moves the peak gelatinization and the maximum peak of decomposition towards higher temperature. The TGA analysis showed that the addition of calcium hydroxide improves the thermal stability of the flour, since the degradation temperature shifts to higher temperatures as the amount of calcium hydroxide increases. The results were compared with the same analysis performed on raw corn. This study proposes an experimental method, including a controlled cooking system for the production of flour enriched with calcium, which could have a major impact in the field of nutrition.