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Na presente tese estuda-se a aceleração de partículas por ondas eletrostáticas e pulsos eletromagnéticos lentamente modulados e de alta frequência. Os efeitos da Reação de Radiação foram considerados no estudo da dinâmica das partículas submetidas à ação das ondas eletrostáticas. Desenvolve-se um formalismo hamiltoniano médio capaz de descrever as particularidades da dinâmica correspondente, tanto para as ondas eletrostáticas considerando a reação de radiação quanto para os pulsos eletromagnéticos. Se pode prever satisfatoriamente medidas importantes da dinâmica, como o tempo de contato entre a onda e a partícula, o que é decisivo para a importância da consideração dos efeitos radiativos-dissipativos, bem como condições necessárias e suficientes para a aceleração eficiente. In the present thesis, we study the acceleration of particles by electrostatic waves and electromagnetic pulses spatially localized and of high frequency. The effects of the Radiation Reaction were considered in the study of the dynamics of particles under the action of electrostatic waves. A mean Hamiltonian formalism is developed capable of describing the particularities of the corresponding dynamics, both for electrostatic waves considering the radiation reaction and for the electromagnetic pulses. One can satisfactorily predict important dynamics measures, such as the contact time between the wave and the particle, which is decisive for the importance of considering radiative-dissipative effects, as well as necessary and sufficient conditions for efficient acceleration.

Esta pesquisa tem como objetivo analisar a contribuição das incubadoras e aceleradoras mineiras, em uma perspectiva comparativa e relacional, ao desenvolvimento de empreendimentos de base tecnológica, por meio do oferecimento de recursos. As incubadoras e aceleradoras de empresas, integrantes dos chamados ecossistemas de inovação, vem tendo papel importante no desenvolvimento de novas tecnologias. Entretanto, a literatura aponta que ainda não existe uma delimitação clara da função de cada um desses ambientes, dos recursos que cada um deles oferece, bem como do nível de maturidade ideal dos empreendimentos a serem apoiados. A perspectiva teórica utilizada neste estudo é a Visão Baseada em Recursos, que considera os recursos e capacidades de uma empresa como fontes de vantagem competitiva sustentável. Portanto, buscou-se descrever e analisar comparativamente os recursos oferecidos pelas incubadoras e aceleradoras mineiras sob a ótica da Visão Baseada em Recursos, como também identificar possíveis interações, sobreposições e complementaridades entre os papéis desempenhados pelas incubadoras e aceleradoras mineiras. O estudo classifica-se como exploratório-descritivo, de caráter qualitativo. Por meio do emprego do método do estudo de caso único e integrado, selecionou-se o ecossistema de inovação do estado de Minas Gerais como objeto de estudo, e as incubadoras e aceleradoras mineiras como unidades integradas de análise. Foram conduzidas entrevistas semiestruturadas com sete gestores de incubadoras, três gestores de aceleradoras e oito sócios de empresas vinculadas a esses ambientes. Como principais resultados, evidenciou-se que dentre as incubadoras mineiras, os recursos com maior potencial de vantagem competitiva para os empreendimentos incubados são a proximidade com as Universidades, o acesso a laboratórios e equipamentos modernos e o apoio à captação de editais de fomento. Dentre as aceleradoras mineiras, são as mentorias e as metodologias de aceleração. Há indícios de que as incubadoras mineiras estão buscando oferecer recursos típicos de aceleradoras como forma de se atualizarem perante as necessidades dos empreendedores. Verificou-se, ainda, que existe sobreposição na atuação das incubadoras e aceleradoras mineiras, sendo essa questão vista de maneira negativa pelas primeiras e positiva pelas últimas. A complementaridade entre incubadoras e aceleradoras é vista como natural e desejável, em que pese a necessidade de um melhor entendimento dos papéis desses ambientes por parte dos atores do ecossistema de inovação mineiro. This research aims to analyze the contribution of incubators and accelerators from Minas Gerais, from a comparative and relational perspective, to the development of technology - based ventures through the provision of resources. Business incubators and accelerators, members of so-called innovation ecosystems, have been playing an important role in the development of new technologies. However, the literature points out that there is still no clear delineation of the function of each of these environments, of the resources that each of them offers, as well as of the level of ideal maturity of the enterprises. The theoretical perspective used in this study is the Resource Based View, which considers the resources and capabilities of a company as sources of sustainable competitive advantage. Therefore, this study sought to describe and analyze comparatively the resources offered by the Minas Gerais’ incubators and accelerators from the perspective of the Resource Based View, as well as to identify possible interactions, overlaps and complementarities between the roles played by the incubators and accelerators. The study is classified as exploratory-descriptive, of a qualitative nature. Through the use of the single and integrated case study method, the innovation ecosystem of the state of Minas Gerais was selected as the object of study, and the incubators and accelerators as integrated units of analysis. Semi-structured interviews were conducted with seven incubator managers, three accelerator managers and eight founders of companies linked to these environments. As main results, it was evidenced that among the incubators, the resources with the greatest potential of competitive advantage for the incubated enterprises are the proximity to the Universities, the access to modern laboratories and equipment, and the support to the capture of fomentation resources. Among the accelerators are the mentoring and acceleration methodologies. There are indications that the Minas Gerais incubators are seeking to offer typical resources of accelerators, as a way of updating themselves to the needs of the entrepreneurs. It was also verified that there is overlap in the performance of the incubators and accelerators of Minas Gerais, being this issue viewed in a negative way by the former and positive by the latter. The complementarity between incubators and accelerators is seen as natural and desirable, in spite of the need for a better understanding of the roles of these environments by the actors of the Minas Gerais innovation ecosystem.

A presente dissertação consiste na aplicação do formalismo hamiltoniano para estudar uma partícula relativística interagindo com um Wiggler modulado e um campo de laser de amplitude constante. A partícula é injetada com uma velocidade lenta e distante da região de máximo potencial. Após um regime ponderomotivo, que pré-acelera a partícula e a coloca em ressonância com a onda portadora, a partí- cula é capturada e acelerada para valores de velocidades próximos a velocidade da luz. A escolha de um sistema de free-eletron-laser inverso, formado pelos campos laser e Wiggler, que fornece a força de aceleração longitudinal de maneira mais est ável que a de um plasma. Enquanto a velocidade da partícula permanece menor que a velocidade de fase da onda, é feita uma aproximação da sua dinâmica média usando uma abordagem analítica do regime ponderomotivo. Para validar aproxima- ção, utilizamos simulações numéricas, bem como para explorar várias características do aprisionamento e aceleração ressonante. The present dissertation consists in the application of Hamiltonian formalism to study the relativistic particle interacting with a modulated Wiggler and a constant amplitude laser eld. The particle is injected with a slowly velocity far away from the maximum of potential. After a ponderomotive regime, which pre-accelerates the particle and put it resonant with the carrier wave, the particle is captured and acelerated towards speed of light. The choice of a system as inverse free-electron laser setting, formed by the laser and Wiggler elds provide the longitudinal acceleration force in a way more stable and robust that of a plasma. While the particles velocity remains less than the carriers phase velocity, our analysis was made through an analytical approach of ponderomotive regime. In order to validate this approach we used numerical simulations as well as to explore various features of the resonant trapping and acceleration.

A confiabilidade de dispositivos de Processamentos de Alto Desempenho (PAD) é uma das principais preocupações dos supercomputadores hoje e para a próxima geração. De fato, o alto número de dispositivos em grandes centros de dados faz com que a probabilidade de ter pelo menos um dispositivo corrompido seja muito alta. Neste trabalho, primeiro avaliamos o problema realizando experimentos de radiação. Os dados dos experimentos nos dão uma taxa de erro realista de dispositivos PAD. Além disso, avaliamos um conjunto representativo de algoritmos que derivam entendimentos gerais de algoritmos paralelos e a confiabilidade de abordagens de programação. Para entender melhor o problema, propomos uma nova metodologia para ir além da quantificação do problema. Qualificamos o erro avaliando a importância de cada execução corrompida por meio de um conjunto dedicado de métricas. Mostramos que em relação a computação imprecisa, a simples detecção de incompatibilidade não é suficiente para avaliar e comparar a sensibilidade à radiação de dispositivos e algoritmos PAD. Nossa análise quantifica e qualifica os efeitos da radiação na saída das aplicações, correlacionando o número de elementos corrompidos com sua localidade espacial. Também fornecemos o erro relativo médio (em nível do conjunto de dados) para avaliar a magnitude do erro induzido pela radiação. Além disso, desenvolvemos um injetor de falhas, CAROL-FI, para entender melhor o problema coletando informações usando campanhas de injeção de falhas, o que não é possível através de experimentos de radiação. Injetamos diferentes modelos de falha para analisar a sensitividade de determinadas aplicações. Mostramos que partes de aplicações podem ser classificadas com diferentes criticalidades. As técnicas de mitigação podem então ser relaxadas ou enrobustecidas com base na criticalidade de partes específicas da aplicação. Este trabalho também avalia a confiabilidade de seis arquiteturas diferentes, variando de dispositivos PAD a embarcados, com o objetivo de isolar comportamentos dependentes de código e arquitetura. Para esta avaliação, apresentamos e discutimos experimentos de radiação que abrangem um total de mais de 352.000 anos de exposição natural e análise de injeção de falhas com base em um total de mais de 120.000 injeções. Por fim, as estratégias de ECC, ABFT e de duplicação com comparação são apresentadas e avaliadas em dispositivos PAD por meio de experimentos de radiação. Apresentamos e comparamos a melhoria da confiabilidade e a sobrecarga imposta das soluções de enrobustecimento selecionadas. Em seguida, propomos e analisamos o impacto do enrobustecimento seletivo para algoritmos de PAD. Realizamos campanhas de injeção de falhas para identificar as variáveis de código-fonte mais críticas e apresentamos como selecionar os melhores candidatos para maximizar a relação confiabilidade/sobrecarga. HPC device’s reliability is one of the major concerns for supercomputers today and for the next generation. In fact, the high number of devices in large data centers makes the probability of having at least a device corrupted to be very high. In this work, we first evaluate the problem by performing radiation experiments. The data from the experiments give us realistic error rate of HPC devices. Moreover, we evaluate a representative set of algorithms deriving general insights of parallel algorithms and programming approaches reliability. To understand better the problem, we propose a novel methodology to go beyond the quantification of the problem. We qualify the error by evaluating the criticality of each corrupted execution through a dedicated set of metrics. We show that, as long as imprecise computing is concerned, the simple mismatch detection is not sufficient to evaluate and compare the radiation sensitivity of HPC devices and algorithms. Our analysis quantifies and qualifies radiation effects on applications’ output correlating the number of corrupted elements with their spatial locality. We also provide the mean relative error (dataset-wise) to evaluate radiation-induced error magnitude. Furthermore, we designed a homemade fault-injector, CAROL-FI, to understand further the problem by collecting information using fault injection campaigns that is not possible through radiation experiments. We inject different fault models to analyze the sensitivity of given applications. We show that portions of applications can be graded by different criticalities. Mitigation techniques can then be relaxed or hardened based on the criticality of the particular portions. This work also evaluates the reliability behaviors of six different architectures, ranging from HPC devices to embedded ones, with the aim to isolate code- and architecturedependent behaviors. For this evaluation, we present and discuss radiation experiments that cover a total of more than 352,000 years of natural exposure and fault-injection analysis based on a total of more than 120,000 injections. Finally, Error-Correcting Code, Algorithm-Based Fault Tolerance, and Duplication With Comparison hardening strategies are presented and evaluated on HPC devices through radiation experiments. We present and compare both the reliability improvement and imposed overhead of the selected hardening solutions. Then, we propose and analyze the impact of selective hardening for HPC algorithms. We perform fault-injection campaigns to identify the most critical source code variables and present how to select the best candidates to maximize the reliability/overhead ratio.

A irradiação de alimentos é um meio de preservação de alimentos onde se utiliza uma técnica de processamento que expõe os alimentos a uma radiação ionizante controlada de alta energia. O tratamento realizado com o uso das radiações ionizantes em alimentos tem muitas aplicações tecnologicamente e tecnicamente viáveis incluindo a capacidade de melhorar a segurança microbiológica, reduzir os níveis de bactérias patogénicas, inibir a germinação de tubérculos, aplicação fitossanitária, conservar alimentos armazenados ou a estabilidade de armazenamento e também é utilizada para aumentar a vida de prateleira de determinados produtos devido à redução da contaminação por microrganismos. Em função do aumento do comércio internacional de alimentos e das crescentes exigências regulatórias dos mercados consumidores, cada vez mais países importadores e exportadores têm demonstrando interesse na irradiação de alimentos e desenvolvido pesquisas na aplicação prática desta tecnologia e de métodos de detecção do tratamento. Inúmeras pesquisas foram realizadas mundialmente, resultando em eficientes protocolos para identificar quais alimentos foram ou não irradiados. Até então, o \"mito\" que alimentos irradiados não poderiam ser detectados e que não eram formados quaisquer produtos únicos da radiação foi substituído pelo conhecimento que muitas mudanças podem ocorrer nos alimentos irradiados e essas mudanças poderiam ser utilizadas como ferramentas para identificar essa tecnologia. O processamento por radiação resulta em formações de padrões característicos de hidrocarbonetos saturados, aldeídos, metil e etil ésteres e 2-alcilciclobutanonas, dependendo da composição do ácido graxo do lipídio que compõe o alimento. Com isso a proposta do trabalho foi levantar dados para comparar os efeitos das diferentes doses de radiação gama e de elétrons em alimentos que possuem gordura para verificar as possíveis alterações decorrentes do uso da irradiação, como a presença de 2-Alcilciclobutanonas e também, mostrar os principais equipamentos utilizados para a irradiação de alimentos e suas categorias, com o objetivo de informar o publico em geral. Food irradiation is a means of preserving food which uses a processing technique that exposes the foods at a controlled high energy ionizing radiation. The treatment with the use of ionizing radiation in foods has many applications technologically and technically feasible, including the ability to improve the microbiological safety and reducing levels of pathogenic bacteria, inhibiting the germination of tubers plant application, preserving stored foods or the stability of storage and is also used to increase the shelf life of certain products due to the reduction of contamination by microorganisms. Due to the increase of international trade in food and the growing regulatory requirements of consumer markets increasingly importing and exporting countries have shown interest in food irradiation and conducted research in the practical application of this technology and detection methods of treatment. Numerous surveys were conducted worldwide, resulting in efficient protocols to identify which foods were irradiated or not. Until then, the \"myth\" that irradiated food could not be detected and they were not formed any single radiation products has been replaced by the knowledge that many changes can occur in irradiated foods and these changes could be used as tools to identify this technology. The radiation processing resulting in characteristic patterns formations of saturated hydrocarbons, aldehydes, methyl and ethyl esters and 2-alcilciclobutanonas, depending on the fatty acid composition of the lipid that composes the food. Thus the purpose of this study was to collect data to compare the effects of different doses of gamma radiation and electron in foods that have fat to determine possible changes resulting from the use of irradiation, as the presence of 2-Alcilciclobutanonas and also show main equipment used for food irradiation and its categories, with the aim of informing the general public.

O ZNIBU, acelerador de caráter lento foi avaliado neste trabalho em composições de polibutadieno. Este acelerador foi sintetizado com o objetivo de substituir, ou reduzir, o uso de alguns aceleradores comerciais muito utilizados em composições elastoméricas mas que, por serem formadores de nitrosaminas, podem ser prejudiciais à saúde. A fim de corrigir o caráter de acelerador lento do ZNIBU, este composto foi utilizado em conjunto com o acelerador comercial CBS (N-ciclohexil-2-benzotiazol-2-sulfenamida). Foi observado que pequenas quantidades dos dois aceleradores não são efetivas na aceleração da vulcanização nas composições do tipo goma pura. No entanto a presença de negro de fumo exerce um efeito positivo sobre a velocidade. As propriedades mecânicas estudadas mostram que o ZNIBU aumenta a resistência à tração da goma pura (35%), em comparação com a composição similar vulcanizada com CBS e, na presença do negro de fumo, este aumento é ainda mais expressivo (175%). Quanto à resistência ao rasgamento, a vulcanização com o ZNIBU forneceu o mais baixo valor da propriedade para a goma pura, enquanto que a composição com negro de fumo apresentou o mais alto valor. ZNIBU, a slow accelerator, was evaluated in polybutadiene compositions. This accelerator was synthesized intending to replace or reduce the use of some very used commercial accelerators in rubber compositions which, due to their nitrosamine-forming potential, can be harmful to health. In order to correct for the slow accelerating character ZNIBU was used in combination with the commercial accelerator CBS (N-cyclohexyl-2-benzothiazole-2-sulfenamide). It was observed that small amounts of the accelerators are not effective in the vulcanization accelerating process of gum type compositions. Nevertheless, the presence of carbon black exerts a positive effect on the reaction rate. The investigated mechanical properties show that ZNIBU improves stress strength of the pure gum (35%), when compared with a similar composition vulcanized with CBS and, in the presence of carbon black, the increase is even more expressive (175%). As for the tear strength, the ZNIBU vulcanization provided the lowest value for the pure gum composition while the carbon black-filled composition presented the highest value for this property.

Neste trabalho a substância ZNIBU [bis(4-metilfenilditiocarbimato)zincato(II) de tetrabutilamônio] foi usada em formulações de borracha natural (NR) e o seu efeito como acelerador de vulcanização foi investigado. As composições, vulcanizadas com a substância em questão, foram submetidas a testes mecânicos e os resultados comparados com os de outras composições vulcanizadas com os aceleradores comerciais CBS (N-ciclohexil-2-benzotiazol-2-sulfenamida), TMTD (dissulfeto de tetrametiltiuram) e MBTS (dissulfeto de benzotiazol). Propriedades como dureza, resiliência e densidade foram avaliadas em presença ou não da carga negro de fumo. The acceleration potential of ZNIBU [tetrabutyl ammonium bis(4-methylphenyldithiocarbimatozincate(II))] in the vulcanization process of natural rubber compounds was investigated. The vulcanized compounds were tested for hardness, resilience and density and compared with those vulcanized with commercial accelerators such as CBS (N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulphenamide), TMTD (tetramethyl thiuram disulphide) and MBTS (dibenzothiazole disulphide). The new accelerator tested was found to be too slow for a commercial application, but its properties were similar to those of other accelerators.

As borrachas, para serem convertidas em materiais úteis do ponto de vista de aplicações, precisam ser misturadas a alguns ingredientes, os quais vão lhes dar as características desejadas para, então, serem vulcanizadas. Neste artigo, os aspectos históricos da vulcanização são abordados bem como a evolução dos aditivos essenciais à maioria das formulações. Rubbers, to be turned into useful materials from the commercial applications point of view, need the addition of a few other ingredients which, upon vulcanization, will impart the desired characteristics to the material. In this paper, historical aspects of vulcanization are revised as well as the evolution of the additives used in most of the formulations.