Avaliação do comportamento dielétrico dos materiais isolantes utilizados em transformadores de distribuição por meio de espectroscopia dielétrica

Orientador : Prof. Dr. Vitoldo Swinka FilhoDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciência e Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciencia dos Materiais. Defesa: Curitiba, 19/08/2013Inclui referênciasResumo: Nas redes de distribuição, entre os vários equipamentos instalados, destacase o transformador que é o dispositivo responsável por reduzir os níveis de média tensão para a baixa tensão (110 V ou 220 V). A vida dos transformadores tem sido associada à deterioração de seu sistema isolante. Estima-se que a vida de um transformador operando continuamente seja de aproximadamente 20 anos. Porém, a experiência tem mostrado que a vida dos transformadores de distribuição instalados em redes aéreas é bem menor que este valor, mesmo quando operam em temperaturas bem abaixo dos limites estabelecidos pelas normas técnicas. Segundo pesquisadores, muitos transformadores são danificados em decorrência da baixa qualidade nos materiais empregados, tais como: papel, óleo isolante, verniz isolante aplicado aos condutores do enrolamento primário, chapas de aço e buchas de alta e baixa tensão. A avaliação dos materiais que compõe o sistema isolante nos transformadores de distribuição é fundamental para se avançar no sentido de se obter transformadores de distribuição com uma vida útil maior. Com o objetivo de estudar componentes do isolamento (óleo, papel e papel impregnado em óleo), a fim de se obter uma caracterização dos materiais presentes no sistema isolante de um transformador de distribuição, bem como caracterizar e avaliar as respostas obtidas em função da variação de temperatura e da variação de umidade desenvolveu-se este trabalho. São apresentados os resultados obtidos através da aplicação de medidas de capacitância e impedância complexa no domínio da frequência em amostras de materiais isolantes presentes em transformadores de distribuição. São discutidos os possíveis processos que influenciam a resposta dielétrica das amostras dos materiais isolantes em função das medidas realizadas.Abstract: In the distribution networks among various equipments installed, the transformer is the device responsible for reducing the levels of medium voltage to low voltage (110 V or 220 V). The life of transformers has been associated with deterioration of your insulation system. It is estimated that the life of a transformer, operating continuously, is 20 years. However, the experience has shown that the life of distribution transformers installed in aerial is less than 20 years, even when operating at temperatures below the limits established in the technical standards. According to researchers, many transformers are damaged due to the low quality materials used, such as: paper, insulating oil, insulating varnish applied to the primary winding conductors, steel plates and dowels in the high and low voltage. The evaluation of the materials that compose the system insulation in distribution transformers is the key to advancing in order to obtain distribution transformers with a long service life. With the aim of studying the components of insulation systems (oil, and paper impregnated with oil) in order to obtain a characterization of the materials contained in the insulation system of a distribution transformer, to characterize and evaluate the responses due to changes in temperature and moisture variation developed this work. Shows the results obtained by applying measures of impedance in the complex frequency domain in samples of insulating materials presents in distribution transformers. Are discussed the possible processes that influence the dielectric response of the samples of insulating materials on the basis of measurements. You create

Morfologija kristala i rentgenografske osobitosti brazilijanita s različitih lokaliteta

Forty four brazilianite crystals from several localities in Brazil, Rwanda and Canada were measured on a two-circle goniometer to determine brazilianite morphology. Twenty forms were recorded; six of them have not been recorded before. All faces in the [001] zone are striated along crystallographic axis c. All striated forms in the [001] zone exhibit multiple signals. Two of the signals observed on the form {110} are always very clear. There is an exception on one crystal where just one face, (110), exhibits only one clear signal. Five groups of habits were recorded, two of them new to this mineral species. Eleven samples were examined by X-ray diffraction for calculation of the unit cell parameters yielding a=11.201(1)–11.255(2) Å, b=10.1415(5)–10.155(1) Å, c=7.0885(7)–7.119(2) Å and b=97.431(7)–97.34(1) °. All X-ray diffraction patterns show a peculiarity: some diffraction lines are widened or doubled with the appearance of additional diffraction lines systematically on lower °2Q. These diffraction lines have smaller intensities and cannot be indexed in accordance with brazilianite crystal structure.Četrdeset i četiri kristala brazilijanita s nekoliko lokaliteta iz Brazila, Ruande i Kanade je mjereno na dvokružnom refleksnom goniometru u svrhu određivanja morfologije. Zabilježeno je 20 formi, od kojih šest do sada nije opisano. Sve plohe u zoni [001] su prutane paralelno kristalografskoj osi c. Sve prutane forme u [001] zoni daju višestruke signale. Forma {110} daje višestruke signale od kojih su dva uvijek oštra. Postoji iznimka gdje na jednom kristalu samo jedna ploha, (110), daje samo jedan oštar signal. Zabilježeno je pet grupa habitusa od kojih dva nova za ovu mineralnu vrstu. Jedanaest uzoraka je snimljeno rentgenskom difrakcijom da bi se izračunali parametri jedinične ćelije: a=11.201(1)-11.255(2) Å, b=10.1415(5)-10.155(1) Å, c=7.0885(7)-7.119(2) Å i b=97.431(7)-97.34(1)°. Svi rentgenogrami pokazuju zanimljivost: neke difrakcijske linije su proširene ili podvostručene s pojavom dodatnih difrakcijskih linija sustavno na nižim °2Q. Ove difrakcijske linije su manjeg intenziteta te se ne mogu indicirati u skladu s kristalnom strukturom brazilijanita

Nanostructures in hydrogen peroxide sensing

In recent years, several devices have been developed for the direct measurement of hydrogen peroxide (H2O2 ), a key compound in biological processes and an important chemical reagent in industrial applications. Classical enzymatic biosensors for H2O2 have been recently outclassed by electrochemical sensors that take advantage of material properties in the nano range. Electrodes with metal nanoparticles (NPs) such as Pt, Au, Pd and Ag have been widely used, often in combination with organic and inorganic molecules to improve the sensing capabilities. In this review, we present an overview of nanomaterials, molecules, polymers, and transduction methods used in the optimization of electrochemical sensors for H2O2 sensing. The different devices are compared on the basis of the sensitivity values, the limit of detection (LOD) and the linear range of application reported in the literature. The review aims to provide an overview of the advantages associated with different nanostructures to assess which one best suits a target application.Fil: Trujillo, Ricardo Matias. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología. Departamento de Bioingeniería. Laboratorio de Medios e Interfases; ArgentinaFil: Barraza, Daniela Estefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología. Departamento de Bioingeniería. Laboratorio de Medios e Interfases; ArgentinaFil: Zamora, Martín Lucas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología. Departamento de Bioingeniería. Laboratorio de Medios e Interfases; ArgentinaFil: Cattani Scholz, Anna. Universitat Technical Zu Munich; AlemaniaFil: Madrid, Rossana Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología. Departamento de Bioingeniería. Laboratorio de Medios e Interfases; Argentin

Ore-waste and ore type classification using portable XRF: a case study of an iron mine from the Quadrilátero Ferrífero, Brazil

Grade control is a fundamental activity for Short-Term Mine Planning as it validates the ore-waste and ore type classification of mine faces. Geological mapping and quasi-mining sampling provide indispensable information for the Short-Term Mine Planning team to update block models and for grade control of the run-of-mine (ROM). However, laboratory turnaround can take too long and not be timely for operational needs, affecting mining efficiency. To propose a solution for this issue we tested the accuracy of portable X-Ray Fluorescence (XRF) for ore-waste and ore type classification according to iron and phosphorus grade. Thus, iron ore run-of-mine samples from the Quadrilátero Ferrífero were analyzed with the portable XRF as pressed pellets. As a result, the overall accuracy of ore-waste classification was above 92% for different cut-off grades. On the other hand, while ore type classification had a better accuracy without calibration factors for iron, the use of calibration factors significantly improved the accuracy of ore type classification for phosphorus. Therefore, despite the portable XRF presenting good accuracy for ore-waste and ore type classification, further developments are still necessary on automatic information processing systems and sample support validation so that this analytical tool can be used on a large scale by grade control teams. Finally, the combined use of portable XRF and other techniques, such as Hyperspectral Sensing or XRD, can be of great value for mine operations.O controle de qualidade é uma atividade fundamental para o Planejamento de Lavra de Curto Prazo, pois valida a classificação de minério-estéril e tipo de minério nas frentes de lavra. O mapeamento geológico e a amostragem de grande volume fornecem informações indispensáveis para a equipe de Planejamento de Mina de Curto Prazo atualizar os modelos de blocos e fazer o controle de qualidade do run-of-mine. No entanto, a resposta do laboratório pode levar muito tempo e não ser oportuna para as necessidades operacionais, afetando a eficiência da mineração. Para propor uma solução para esse problema, testamos a acurácia da espectrometria por Fluorescência de Raios X (FRX) portátil para classificação de minério-estéril e tipos de minério de acordo com o teor de ferro e fósforo. Assim, amostras de minério de ferro do Quadrilátero Ferrífero foram analisadas pela FRX portátil como pastilhas prensadas. Como resultado, a acurácia geral da classificação de minério-estéril foi superior a 92% para diferentes teores de corte. Por outro lado, enquanto a classificação dos diferentes tipos de minério teve uma melhor acurácia sem fatores de calibração para o ferro, o uso destes fatores melhorou significativamente a acurácia da classificação do tipo de minério em relação ao fósforo. Portanto, apesar da FRX portátil apresentar boa acurácia para o controle de qualidade, ainda são necessários mais avanços em relação a sistemas automatizados de processamento de informações e validação do suporte amostral para que esta ferramenta possa ser usada em larga escala pelas equipes de controle de qualidade. Finalmente, o uso combinado da FRX portátil e outras técnicas, como análise por Imagens Hiperespectrais ou Difratometria de Raios-X (DRX), pode ser de

Infrared and Raman spectroscopic characterization of the arsenate mineral ceruleite Cu2Al7(AsO4)4(OH)13 11.5(H2O).

The molecular structure of the arsenate mineral ceruleite has been assessed using a combination of Raman and infrared spectroscopy. The most intense band observed at 903 cm^-1 is assigned to the (AsO4)^3- symmetric stretching vibrational mode. The infrared spectrum shows intense bands at 787, 827 and 886 cm^-1, ascribed to the triply degenerate m3 antisymmetric stretching vibration. Raman bands observed at 373, 400, 417 and 430 cm^-1 are attributed to the m2 vibrational mode. Three broad bands for ceruleite found at 3056, 3198 and 3384 cm^-1 are assigned to water OH stretching bands. By using a Libowitzky empirical equation, hydrogen bond distances of 2.65 and 2.75 Å are calculated. Vibrational spectra enable the molecular structure of the ceruleite mineral to be determined and whilst similarities exist in the spectral patterns with the roselite mineral group, sufficient differences exist to be able to determine the identification of the minerals

Morfologija kristala i rentgenografske osobitosti brazilijanita s različitih lokaliteta

Forty four brazilianite crystals from several localities in Brazil, Rwanda and Canada were measured on a two-circle goniometer to determine brazilianite morphology. Twenty forms were recorded; six of them have not been recorded before. All faces in the [001] zone are striated along crystallographic axis c. All striated forms in the [001] zone exhibit multiple signals. Two of the signals observed on the form {110} are always very clear. There is an exception on one crystal where just one face, (110), exhibits only one clear signal. Five groups of habits were recorded, two of them new to this mineral species. Eleven samples were examined by X-ray diffraction for calculation of the unit cell parameters yielding a=11.201(1)–11.255(2) Å, b=10.1415(5)–10.155(1) Å, c=7.0885(7)–7.119(2) Å and b=97.431(7)–97.34(1) °. All X-ray diffraction patterns show a peculiarity: some diffraction lines are widened or doubled with the appearance of additional diffraction lines systematically on lower °2Q. These diffraction lines have smaller intensities and cannot be indexed in accordance with brazilianite crystal structure.Četrdeset i četiri kristala brazilijanita s nekoliko lokaliteta iz Brazila, Ruande i Kanade je mjereno na dvokružnom refleksnom goniometru u svrhu određivanja morfologije. Zabilježeno je 20 formi, od kojih šest do sada nije opisano. Sve plohe u zoni [001] su prutane paralelno kristalografskoj osi c. Sve prutane forme u [001] zoni daju višestruke signale. Forma {110} daje višestruke signale od kojih su dva uvijek oštra. Postoji iznimka gdje na jednom kristalu samo jedna ploha, (110), daje samo jedan oštar signal. Zabilježeno je pet grupa habitusa od kojih dva nova za ovu mineralnu vrstu. Jedanaest uzoraka je snimljeno rentgenskom difrakcijom da bi se izračunali parametri jedinične ćelije: a=11.201(1)-11.255(2) Å, b=10.1415(5)-10.155(1) Å, c=7.0885(7)-7.119(2) Å i b=97.431(7)-97.34(1)°. Svi rentgenogrami pokazuju zanimljivost: neke difrakcijske linije su proširene ili podvostručene s pojavom dodatnih difrakcijskih linija sustavno na nižim °2Q. Ove difrakcijske linije su manjeg intenziteta te se ne mogu indicirati u skladu s kristalnom strukturom brazilijanita

ASSEMBLÉIAS E PARAGÊNESES MINERAIS SINGULARES NOS PEGMATITOS DA REGIÃO DE GALILÉIA (MINAS GERAIS).

The Galiléia region is famous worldwide due to the periodic discovery of rare minerals and/or mineral for collectors. Such minerals are related to pegmatitic bodies that have been originated from granitic intrusions of Brasiliano age (550-500 My). Regional rocks in which these granites intrude are micaschists and gneisses of uncertain age. Three geographic areas were recognized, where the mineralized pegmatites occur: Sapucaia do Norte, Fazenda Boa Vista e Serra do Urucum. In these areas, the main deposits are studied emphasizing their mineral assemblages and paragenesis. Thus, pegmatites are classified into five different types, related to the phosphatic mineral phases, that are: (1) Li-rich pegmatites, with primary montebrasite, (2) Li-rich pegmatites, with primary triphylite, (3) pegmatites with primary and secondary apatite, (4) pegmatites without primary phosphates, with paragenesis from the montebrasite alteration, and (5) pegmatites without primary phosphates, with paragenesis from the triphylite alteration. Based on such mineral assemblages, some non-phosphatic rare and very rare minerals (eg., stokesite, helvite, lindbergite, coutinhoite, etc.) that occur in this region are also characterized.A região de Galiléia é conhecida mundialmente pelo encontro periódico de minerais raros e/ou de coleção, originados de corpos pegmatíticos que se relacionam geneticamente a cúpulas graníticas brasilianas (550-500 Ma), intrusivas em rochas xistosas e gnáissicas de idades ainda não determinadas. Três áreas geograficamente características foram identificadas, onde se agrupam os depósitos pegmatíticos mais importantes: Sapucaia do Norte, Fazenda Boa Vista e Serra do Urucum. Nessas áreas, os principais corpos foram detalhados e estudados quanto às suas assembléias e paragêneses minerais. Por conseguinte, reconheceram-se pegmatitos de cinco grupos diferentes tomando-se como base espécies minerais fosfáticas diagnósticas, a saber: (1) pegmatitos ricos em lítio, com montebrasita primária, (2) pegmatitos ricos em lítio, com trifilita primária, (3) pegmatitos com apatitas primária e secundária, (4) pegmatitos sem fosfatos primários, possuindo paragêneses de alteração da montebrasita e (5) pegmatitos sem fosfatos primários, possuindo paragêneses de alteração da trifilita. Em função de tais assembléias minerais, são também contextualizados alguns minerais não fosfáticos raros e muito raros (p. ex., stokesita, helvita, coutinhoíta, lindbergita) que ocorrem na região

A vibrational spectroscopic study of the copper bearing silicate mineral luddenite.

The molecular structure of the copper?lead silicate mineral luddenite has been analysed using vibrational spectroscopy. The mineral is only one of many silicate minerals containing copper. The intense Raman band at 978 cm 1 is assigned to the m1 (A1g) symmetric stretching vibration of Si5O14 units. Raman bands at 1122, 1148 and 1160 cm 1 are attributed to the m3 SiO4 antisymmetric stretching vibrations. The bands in the 678?799 cm 1 are assigned to OSiO bending modes of the (SiO3)n chains. Raman bands at 3317 and 3329 cm 1 are attributed to water stretching bands. Bands at 3595 and 3629 cm 1 are associated with the stretching vibrations of hydroxyl units suggesting that hydroxyl units exist in the structure of luddenite

Raman spectroscopy of the arsenate minerals maxwellite and in comparison with tilasite.

Maxwellite NaFe3+(AsO4)F is an arsenate mineral containing fluoride and forms a continuous series with tilasite CaMg(AsO4)F. Both maxwellite and tilasite form a continuous series with durangite NaAl3+(AsO4)- F. We have used the combination of scanning electron microscopy with EDS and vibrational spectroscopy to chemically analyse the mineral maxwellite and make an assessment of the molecular structure. Chemical analysis shows that maxwellite is composed of Fe, Na and Ca with minor amounts of Mn and Al. Raman bands for tilasite at 851 and 831 cm_1 are assigned to the Raman active m1 symmetric stretching vibration (A1) and the Raman active triply degenerate m3 antisymmetric stretching vibration (F2). The Raman band of maxwellite at 871 cm_1 is assigned to the m1 symmetric stretching vibration and the Raman band at 812 cm_1 is assigned to the m3 antisymmetric stretching vibration. The intense Raman band of tilasite at 467 cm_1 is assigned to the Raman active triply degenerate m4 bending vibration (F2). Raman band at 331 cm_1 for tilasite is assigned to the Raman active doubly degenerate m2 symmetric bending vibration (E). Both Raman and infrared spectroscopy do not identify any bands in the hydroxyl stretching region as is expected

PROSPECÇÃO GEOQUÍMICA DE BERILO VARIEDADE ESMERALDA nNA REGIÃO DA FAZENDA BONFIM (LAJES, RN)

A recente descoberta de uma nova ocorrência de esmeralda no Brasil, no Rio Grande do Norte, levou à condução de trabalhos de mapeamento geológico associados à prospecção por geoquímica de solos, visando a melhor definição do depósito. As principais estruturas geológicas e as rochas com potencial de mineralização em esmeralda apresentam-se orientadas segundo a direção geral NNE-SSW, correspondendo à direção de cisalhamentos regionais associados aos grandes lineamentos E-W do nordeste brasileiro. Amostragem e respectiva análise química de 1.351 amostras de solo residual foram utilizadas para a elaboração de mapas geoquímicos de isoteores para os elementos principais berílio, cromo, potássio e lítio, bem como para magnésio, sódio, niquel e vanádio. Tendo em vista que a esmeralda é um berilo rico em cromo, esses mapas possibilitaram a delimitação das zonas primariamente mineralizadas ou com maior potencial de mineralização, relacionadas a pegmatitos sin-tectônicos. As áreas anômalas em cromo apresentaram valores acima de 500 ppm, com valor máximo de 1794 ppm. Para o berílio, foram considerados valores anômalos aqueles acima de 2,0 ppm, com valor máximo de 9,5 ppm. Anomalias de potássio (>1%) e lítio (>70 ppm), bem como outras (Mg, Na, Ni e V), também auxiliaram na localização das zonas de ocorrência de intrusões pegmatíticas. Pesquisas adicionais estão sendo conduzidas para a determinação das reservas e teores da mineralização. Palavras-chave: esmeralda, berílio, geoquímica, prospecção mineral, pegmatito