Desenvolvimento da técnica LTM-BSizer para a caracterização de bolhas e a avaliação de parâmetro no processo de flotação

Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de uma nova técnica para determinação do tamanho médio e da distribuição de tamanho de bolhas de ar em meio aquoso. A nova técnica, denominada de LTM-BSizer, uma vez otimizada, foi aplicada na caracterização das bolhas geradas por diversos métodos utilizados tanto na flotação para tratamento de efluentes líquidos quanto na flotação de partículas minerais e, principalmente, na investigação de parâmetros operacionais e do efeito do tamanho de bolhas na flotação de partículas minerais (quartzo como modelo) finas (40-10 µm) e ultrafinas (<10 µm). A técnica LTM-BSizer é baseada no conceito da captura, ou seja, ao contrário das técnicas fotográficas até agora propostas, onde as imagens (fotos ou vídeos) das bolhas em movimento foram obtidas com visores verticais, este método obteve as imagens das bolhas estabilizadas em um visor disposto na horizontal. Entre as vantagens em relação aos métodos fotográficos existentes destacam-se a melhor qualidade das imagens e a capacidade de medir distribuições de tamanho de bolha com grande amplitude, desde microbolhas (<100 µm) até bolhas maiores (~ 1 a 3 mm). Os métodos de geração de bolhas pesquisados foram: microbolhas geradas por despressurização de água saturada com ar em um vaso saturador (processo de flotação por ar dissolvido-FAD) ou por uma bomba centrífuga multifase (novo equipamento para geração de microbolhas), injeção de mistura ar-líquido através de um constritor tipo venturi (destaque na flotação não convencional), injeção de ar em cilindro inox poroso (comumente aplicado para dispersão de gás) e bolhas geradas em uma célula de flotação por ar induzido (FAI), convencional de bancada Para todos os métodos citados, exceto o último, a distribuição de tamanho de bolha foi avaliada numa coluna em acrílico com 200 cm de altura e 72 mm de diâmetro, onde através de um ponto de amostragem parte do fluxo foi conduzida até o visor. Os resultados obtidos com esta técnica foram, para os diâmetros médios de bolha: 30 a 70 µm para FAD, 65 a 130 µm para bomba multifase, 200 a 1400 µm para venturi, 500 a 1300 µm para FAI e 500 a 1000 µm para o cilindro poroso. A influência de alguns parâmetros operacionais na formação das bolhas foi estudada em detalhe e os resultados obtidos mostraram uma boa correspondência com os valores encontrados na literatura e em outros casos, elucidaram efeitos considerados contraditórios na literatura técnica. Este trabalho demonstrou que, o tamanho médio e a distribuição de tamanho das microbolhas, não são influenciados pela pressão de saturação no intervalo de 294 a 588 kPa, mas sim pela quantidade de bolhas e pelo tempo de retenção Também foi constatado que a diminuição da tensão superficial da água (adição de 30 mg/L de oleato de sódio) aumenta consideravelmente (3 a 8 vezes) o número de microbolhas na FAD a baixas pressões de saturação (196 e 294 kPa). O tamanho e a distribuição de tamanho de bolhas geradas em constrições de fluxo tipo venturi variam em função dos parâmetros concentração de tensoativo, velocidade superficial de líquido (UL) e razão gás/líquido (Qr). Uma pequena diminuição da tensão superficial, de 73 para 68 mN/m, provocada pela adição de 20 mg/L do tensoativo DF 250, foi suficiente para diminuir consideravelmente o tamanho das bolhas geradas, permanecendo constante para concentrações maiores, sugerindo que esta seja a concentração crítica de coalescência (CCC) para este sistema. Um aumento de UL (mantendo Qr constante) e diminuição de Qr (com UL constante) levaram a distribuições com menor amplitude e diâmetro médio. No caso das microbolhas geradas através da bomba multifase, o tamanho de bolhas diminuiu com a pressão até atingir o limite de solubilidade teórico ar/líquido. O tamanho das bolhas gerados através de placa porosa e FAI apresentaram boa correspondência com os reportados na literatura e em ambas as técnicas foi, de novo, encontrada, para DF 250, a mesma CCC igual a 20 mg/L. O sistema de flotação de partículas finas e ultrafinas, foi estudado via recuperação de finos de quartzo (50% < 10µm) em coluna de laboratório. As variáveis estudadas foram; a distribuição de tamanho de bolhas e a concentração de coletor (amina). Os resultados obtidos mostraram que a recuperação das frações mais finas aumenta com a diminuição do tamanho de bolhas de acordo com os modelos existentes de flotação. Entretanto, foi encontrado, na captura de partículas ultrafinas pelas bolhas, um valor ótimo de tamanho de partícula. Assim, a captura diminui com o tamanho de partícula até 5-7 µm e aumenta, de novo, nas frações menores. Esses resultados são discutidos em termos de um mecanismo de difusão como fenômeno predominante nos mecanismos de adesão bolha-partícula.

Biodegradação de antraceno estimulada por ferro

O antraceno pertence ao grupo dos hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAP) que apresentam elevado potencial poluente e de risco a saúde, e tem sido utilizado como modelo para o estudo da degradação dos HAP, devido à sua menor toxicidade. Para a eliminação dos HAP do ambiente, tem sido proposta a utilização de microrganismos heterotróficos, que apresentam complexos enzimáticos que necessitam do ferro como componente estrutural. A dinâmica do ferro no solo, influenciada por formas e concentrações, pode interferir na biodisponibilidade deste elemento, afetando o potencial de degradação dos HAP no ambiente. Para testar essa hipótese, os objetivos deste trabalho foram: a) isolar microrganismos com potencial de degradação de antraceno; b) caracterizar as condições ótimas para o crescimento; c) avaliar o efeito de fontes e de concentrações de ferro na degradação do antraceno in vitro e no solo. Foram isoladas 26 bactérias com potencial de crescimento em meio contendo antraceno e destas foram selecionadas três, pelo melhor desempenho. Os isolados selecionados apresentaram maior crescimento a pH 7,0, à temperatura de 30ºC e em concentrações de até 2.000 mg L-1 de antraceno Todas as fontes de ferro testadas aumentaram o número de microrganismos crescendo em meio contendo 250 mg L-1 de antraceno, à excessão do Fe2O3. O estímulo ao crescimento dos isolados ocorreu em até 0,2 mM de Fe(NO3)3. A adição de 0,1 mM desta fonte de ferro estimulou um dos isolados para a degradação de até 72% do antraceno e esta degradação foi relacionada, em parte, à diminuição da tensão superficial do meio pelo isolado até 26,2 dinas cm-1. O efeito mais pronunciado do ferro na degradação do antraceno no solo foi maior na presença dos isolados (bioaumentação) e de nutrientes (bioestimulação). Os resultados demonstraram que o ferro estimula a degradação de antraceno, podendo este elemento ser utilizado nas estratégias de biorremediação dos HAP no ambiente.

Solubilizacao e interacao de pigmentos com solventes organicos e agentes tenso-ativos

A Mg e Mn-Ftalocianina (Mg e Mn-Pc) foram solubilizados à 25°C em dimetilsulfóxido (DMSO); N, N-dimetilacetamida (DMA); N,N-dimetilformamida (DMF); N-metil-formamida, formamida, piridina, o-diclorobenzeno, monoclorobenzeno, tolueno, metanol, etanol, propanol-1, propanol-2, butanol-1 e octanol-1. Alguns valores representativos obtidos para o logarítimo da absortividade molar (E) da Mn-Pc, são os seguintes: o-diclorobenzeno (E = 4,94); DMSO (E = 4,39); octanol-1 (E = 3,90). Valores correspondentes para Mg-Pc são: o-diclarobenzeno (E = 4,93); DMSO (E = 5,22) e Octanol-1 ( E = 5,06). Em função de interação com solventes, pode-se classificar a Mg-Pc como um indicador básico e a Mn-Pc como indicador ácido. Os pigmentos Mg e Mn-Pc foram também solubillzados em soluções aquosas contendo vários surfatantes à 25°C. A Mg-Pc apresentou solubilidade significativa em água contendo brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB), Brij-35, cloreto de cetilpiridinio (CPC1), brometo de cetilpiridínio (CPBr,) Triton X-100, cloreto de metildodecilbenziltrimetilamônio, brometo de cetildimetiletilamõnio e brometo de laurilisoquinolínio. A Mn-Pc foi solúvel em soluções aquosas de Brij-35 e Triton X-100. Em função de sua interação com surfatantes a Mg-Pc é classificada como corante catiônico e a Mn-Pc como corante aniônico. O corante comercial quinóide Oil Blue A [1,4-di(isopropilarnina)-antraquinona - 9,10 foi solubilizado à 25°C em DMF, DMSO, DMA, monoclorobenzeno, benzeno, tolueno, piridina, metanol, etanol, propanol-1, propanol-2, butanol-1 e octanol-1. Foi também solubilizado em soluções aquosas de surfatantes, tais como sódio lauril-sulfato (NaLS), cloreto de cetiltrimetilamônio (CTAB), brometo de cetildimetiletilamônio, Triton X-100, cloreto de cetilpiridínio (CPCl), Brij-35, cloreto de rnetildodecilbenziltrimetilamônio e brometo de laurilisoquinolínio. Em função de suas interações com os solventes o corante é um indicador ácido-básico pouco sensível e em função de sua interação com surfatantes é um corante catiônico. 0s resultados experimentais apresentam importância teórica e prática considerando sistemas que envolvem armazenamento e transferência de energia, compostos porfirínicos, fotossíntese, fotocondutores, coletores solares, semi-condutores e processos de embelezamento e proteção de superficies de vários materiais.

Um modelo elasto-viscoplástico para análise de peças de concreto estrutural, submetidas a estados planos de tensão, através do método dos elementos finitos

O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo computacional, baseado no método dos elementos finitos, para o estudo de peças de concreto armado e protendido submetidas a estados planos de tensão. O estudo abrange situações de carga de curta e longa duração, onde consideram-se fluência e retração do concreto e relaxação do aço. São utilizados modelos constitutivos elasto-viscoplásticos para descrever o comportamento dos materiais. Implementou-se um modelo de camadas superpostas para melhor representar o comportamento do concreto, onde o material é composto de diversas camadas que sofrem a mesma deformação. Cada camada possui diferentes características materiais e a tensão total é obtida pela soma das diferentes contribuições de cada camada. Para a fissuração da concreto, utilizou-se um modelo de fissuras distribuídas, que leva em conta a contribuição do concreto entre fissuras. Tanto a amadura passiva como a de pratensão são introduzidas no modelo como uma linha de material mais rígido dentro do elemento de concreto. Os deslocamentos ao longo da armadura são referenciados aos deslocamentos nodais do elemento de concreto. Deste modo, obtém-se uma matriz de rigidez para a armadura com as mesmas dimensões que a matriz de rigidez do elemento de concreto, A matriz de rigidez do elemento concreto-aço é a soma das duas matrizes. Considera-se aderência perfeita entre o concreto e o aço. Os resultados obtidos com esse programa computacionai são comparados com valores experimentais disponíveis.

Efeitos hidrostáticos e da posição do indivíduo na tensão arterial e freqüência cardíaca

O objetivo deste estudo foi investigar as alterações de freqüência cardíaca ( FC) e tensão arterial ( TA) em terra(TER) e na água, com a face emersa (AFE) e submersa (AFS), em diferentes posições. Participaram deste estudo dez homens (idade média de 22,6 anos; d.p. = 2,67) e dez mulheres, com média de idade de 21,1 anos (d.p. = 1,97). A TA foi medida por auscultação com um esfigmomanômetro adaptado e a FC por auscultação, com contagem dos batimentos num período de 30s. As medidas em terra foram realizadas nas posições supina (SUP), sentada (SENT) e ortostática (ORTOS) com dois minutos de intervalo entre as posições, sendo o mesmo procedimento repetido com os sujeitos na AFE AFS. O nível de significância em todos os casos foi de 5%. Em terra, comparando-se a FC nas diferentes posições constatou-se uma diminuição significativa da posição ORTO para SENT e da ORTO para SUP em ambos sexos, e também da SENT para SUP para as mulheres. Na AFE, comparando-se a FC em diferentes posições, constatou-se uma diminuição significativa da ORTO para a SUP em ambos os sexos e da SENT para SUP para as mulheres. Na AFS, constatou-se uma diminuição significativa da ORTO para SENT e ORTO para SUP para os homens e da SENT para SUP entre mulheres. Comparando-se a FC mantendo-se a posição e variando-se o meio constatou-se o seguinte. Na posição ORTO houve diminuição significativa da TER para AFE e AFS, para ambos os sexos e de AFE para AFS nos homens Na posição SENT, houve diminuição da TER para AFE e AFS, somente para as mulheres. Na SUP, houve diminuição da TER para AFE e desta para AFS, somente para as mulheres. Na TAM, mantendo-se a posição ORTO e variando-se o meio houve uma diminuição significativa da TER para AFE e AFS em ambos os sexos. Mantendo-se a posição SENT e a SUP, houve diminuição significativa entre TER e AFE, AFS apenas para os homens. Nos resultados a TAM, mantendo-se o meio e variando-se as posições não houve diferença significativa.

Aplicação do método dos elementos finitos para a análise elasto-viscoplástica de peças de concreto armado e protendido, submetidas a estados planos de tensão

O objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento de um modelo computacional, baseado no método dos elementos finitos, para o estudo de estruturas de concreto armado e protendido, sob estados planos de tensão. O modelo computacional utiliza dois procedimentos distintos, baseados em um modelo elasto-viscoplástico. No primeiro, determina-se a resposta da estrutura ao longo do tempo. Considera-se, nesta etapa, que o material possui comportamento viscoelástico. No segundo, busca-se a resposta da estrutura para um carregamento instantâneo, considerando-se o material com um comportamento elastoplástico. Um modelo de camadas superpostas é adotado para melhor representar o comportamento viscoelástico do concreto e da armadura protendida, onde estes materiais são compostos de diversas camadas que sofrem a mesma deformação. Cada camada possui diferentes propriedades mecânicas e a tensão total é obtida pela soma das diferentes contribuições de cada camada. Para representar o concreto fissurado, utiliza-se um modelo de fissuras distribuídas, que leva em conta a contribuição do concreto entre fissuras. Tanto a armadura passiva quanto a armadura de protensão são introduzidas no modelo como uma linha de material mais rígido dentro do elemento de concreto. Considera-se aderência perfeita entre o concreto e o aço. Os deslocamentos ao longo das barras de aço são determinados a partir dos deslocamentos nodais dos elementos de concreto. Desta forma, as matrizes de rigidez das armaduras têm as mesmas dimensões das matrizes de rigidez dos elementos de concreto e ambas são somadas para a obtenção das matrizes de rigidez totais. Para verificar a precisão do modelo computacional, compararam-se resultados numéricos com valores experimentais disponíveis.

Avaliação genotóxica pelo teste Salmonella/Microssoma e determinação de contaminantes químicos de amostras de água superficial da bacia do Guaíba

A avaliação do potencial genotóxico é um importante índice da ação do homem sobre os corpos d’água, complementando os critérios legalmente exigidos na avaliação da qualidade de águas. A bacia do Lago Guaíba é a mais importante do Rio Grande do Sul em termos sócio- econômicos, concentrando em suas margens mais da metade da população e 86% da produção do estado. Esse estudo avaliou o potencial mutagênico de amostras não concentradas das águas superficiais dos rios que compõem a bacia hidrográfica do Guaíba, e do próprio Lago Guaíba, pelo ensaio Salmonella/Microssoma. Paralelamente foi analisada a presença de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (criseno e benzo[a]pireno), de pesticidas (pentaclorofenol, organofosforados e carbamatos), e de elementos inorgânicos, buscando uma possível correlação desses com os efeitos mutagênicos encontrados. As amostras apresentaram fraca atividade mutagênica, sendo detectado um único resultado positivo frente a linhagem TA98, na presença de ativação metabólica em águas coletadas no lago Guaíba próximo a um local de liberação de efluente urbano Foram ainda observados cinco indícios de mutagenicidade, indicando a provável presença de compostos de ação indireta sobre o DNA, que causam mutações do tipo substituição nos pares de bases (detectado pela TA100). Os efeitos tóxicos encontrados foram igualmente pouco intensos, podendo estarem relacionados à presença de elementos inorgânicos detectados acima dos limites permitidos pela resolução número 20 do CONAMA. Além disso, observou-se influência sazonal sobre a resposta mutagênica das amostras de água da bacia do Lago Guaíba. Os resultados nos levam a concluir que os rios que formam a Bacia do Guaíba contribuem com uma parte muito pequena da atividade genotóxica das águas do Lago Guaíba, sendo o grande problema a contaminação por esgoto urbano.

Estudo experimental de trincheiras de infiltração no controle da geração do escoamento superficial

A crescente urbanização observada nas últimas décadas tem sido acompanhada por problemas relacionados a quase todos aspectos da infra-estrutura urbana. No que se refere à drenagem pluvial, a situação não é diferente. A impermeabilização gerada pelo processo de urbanização faz com que os hidrogramas se tornem progressivamente mais críticos, com maiores volumes escoados, maiores vazões de pico e menores tempos de escoamento. Agravando esta situação, o sistema tradicional de drenagem, baseado na máxima “pegar e largar depressa”, busca a eliminação da água, o mais rápido possível, através de galerias, condutos enterrados e canalizações, significando, muitas vezes, a simples transferência da cheia para as seções de jusante. A solução clássica para o problema das cheias baseiase na ampliação do sistema e/ou aumento da eficiência das redes, com custos geralmente elevados. Este trabalho apresenta um estudo experimental efetuado em trincheiras de infiltração, dentro de uma filosofia compensatória dos efeitos da urbanização. Esses dispositivos se inserem dentro de um conceito ambiental da drenagem urbana, onde se busca não mais a eliminação da água o mais rapidamente possível, mas sua valorização dentro do espaço urbano, através de dispositivos bem integrados e, preferencialmente, multifuncionais. Duas trincheiras de infiltração foram instaladas e monitoradas em uma área do IPH-UFRGS. A implantação das trincheiras baseou-se na adaptação, para as condições brasileiras, de técnicas descritas na literatura, principalmente no que se refere aos métodos construtivos e materiais utilizados, assim como aos métodos e critérios de utilização e dimensionamento. Durante o período de monitoramento e análise de dados, foram avaliados e discutidos aspectos relacionados a: condições de funcionamento, tais como magnitude do evento pluviométrico e condições antecedentes de umidade do solo; eficiência dos dispositivos; ocorrência de escoamento preferencial; custos; limitações de aplicação. Aspectos relacionados ao funcionamento do dispositivo ao longo do período de monitoramento são também discutidos, buscando avaliar seu desempenho a longo prazo, apesar do curto período de observação. Adicionalmente, um modelo numérico de simulação do funcionamento quantitativo de dispositivos de infiltração foi testado (modelo de Bouwer), sendo sugeridas modificações para torná-lo mais abrangente. As duas trincheiras mostraram-se eficientes, controlando 100% do volume escoado, mesmo para eventos de período de retorno superiores aos de projeto. Verificou-se que a metodologia de projeto gera super-dimensionamento das estruturas e que as condições iniciais de umidade do solo e as características dos eventos são fatores determinantes para seu funcionamento. Durante os 33 meses de observação da trincheira I e os 6 meses da trincheira II, não houve alterações significativas do funcionamento. Os eventos monitorados na trincheira I indicam a ocorrência de escoamento preferencial. Um ensaio destrutivo reforçou esta hipótese, além de mostrar acentuado grau de colmatação da primeira camada, em função do excessivo aporte de material em suspensão. Recomendações para utilização deste tipo de solução são apresentadas, visando estimular seu uso.

Tratamento superficial DUPLEX com TiN e CrN de aços ferramenta da classe AISI H13 para matrizes de injeção de ligas de alumínio

Este trabalho apresenta um estudo de camada “duplex” em aços para trabalho à quente da classe AISI H13, com enfoque em matrizes de injeção de ligas de alumínio, visando otimizar a vida das matrizes atuando tanto sobre os mecanismos de ataque superficial da matriz pelo alumínio como sobre a formação de trincas por fadiga térmica. O tratamento duplex consistiu em nitretação à plasma, com gás contendo 5% de nitrogênio e diferentes parâmetros de tempos e temperaturas, sendo as amostras posteriormente revestidas com nitreto de titânio (TiN) ou nitreto de cromo (CrN). As camadas nitretadas foram avaliadas através de análises metalográficas, perfis de dureza e difração de raios X, buscando caracterizar e qualificar a camada nitretada. Tendo sido observado na difração de raios X a presença de camada de compostos (nitretos de ferro ε e γ’) mesmo com a utilização de gás pobre em nitrogênio, foram também avaliados substratos nitretados sem a remoção mecânica dos nitretos e com um polimento para remoção destes antes da deposição. A rugosidade dos substratos nitretados com e sem a realização do polimento mecânico também foram determinados, buscando relação deste parâmetro com os resultados obtidos. O conjunto camada nitretada e depósitos (TiN ou CrN) com e sem o polimento mecânico após-nitretação foram avaliados em termos de adesão com ensaios de indentação Rockwell C com análise em microscopia eletrônica de varredura (qualitativamente) e com o teste do risco (quantitativamente) avaliando tanto as cargas críticas para a falha do filme como o modo de falha também em microscopia eletrônica de varredura. Além disso, foram realizados testes de fadiga térmica em banho de alumínio para simulação e avaliação do desempenho da camada “duplex” em condições de trabalho, bem como foram testadas duas condições de nitretação com TiN ou CrN em regime industrial. Os resultados mostram ganhos de adesão crescentes com o aumento dos tempos e das temperaturas de nitretação, além de maiores ganhos com a remoção mecânica (polimento) do substrato nitretado antes da deposição dos filmes. O comportamento, frente às condições de trabalho também foi superior para condições de nitretação com maiores tempos e temperaturas, tanto nos ensaios de laboratório com nos testes em regime industrial.

Avaliação ecotoxicológica do Arroio Sapucaia, RS, com a utilização de diferentes metodologias em água superficial e sedimento

O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade do Arroio Sapucaia, RS, através da comparação de diferentes metodologias de coleta de sedimento (draga de Eckman e corer hand), de diferentes organismos-teste (Hyalella azteca e Ceriodaphnia dubia) e de diferentes compartimentos aquáticos (água superficial e sedimento). A avaliação foi realizada no período de março de 2000 a janeiro de 2001, com a utilização de testes de toxicidade baseados em metodologias padronizadas, e os resultados demonstraram que não foi observada diferença estatisticamente significativa na avaliação ecotoxicológica do sedimento do Arroio Sapucaia, RS, coletado com diferentes amostradores e exposto a diferentes organismos-teste, bem como na avaliação dos compartimentos aquáticos. Os dados deste estudo indicam que é possível obter o mesmo resultado no monitoramento ecotoxicológico do Arroio Sapucaia quando forem utilizados organismos bentônicos (H. azteca) e planctônicos (C. dubia). Também, quando utilizados testes de toxicidade crônica, com C. dubia, não se observou diferenças na toxicidade das amostras de água superficial e de sedimento. E, para amostras de sedimento, observou-se a mesma toxicidade quando coletados com draga de Eckman e com "corer hand". Os resultados desta avaliação demonstraram um aumento na contaminação das quatro estações amostrais, para ambos compartimentos: água e sedimento.

Estudo experimental de microrreservatórios para controle do escoamento superficial

O crescimento desordenado das cidades tem gerado muitos problemas de infraestrutura e impactos ao meio ambiente. No que se refere aos recursos hídricos, problemas de abastecimento, poluição e enchentes são cada vez mais constantes. À medida que a cidade se urbaniza e se impermeabiliza, vários são os impactos que vão atuar no sentido de provocar ou agravar as enchentes urbanas. No caso da drenagem urbana é preciso repensar o que vem sendo feito, buscando soluções alternativas às atualmente apresentadas, uma vez que estas não têm se mostrado eficientes. Uma possível solução para estes problemas é a aplicação de medidas de controle do escoamento na fonte, dentre elas o microrreservatório de detenção. Baseando-se na busca de soluções para os problemas citados, este trabalho tem o objetivo geral de verificar experimentalmente o funcionamento de microrreservatórios de detenção no controle da geração do escoamento superficial. Para isso foi construído um módulo experimental nas dependências do IPH, composto por um microrreservatório de 1m3, monitorado através de linígrafos que registram as vazões de entrada e saída, recebendo contribuição de uma área de 337,5m2. O período de monitoramento iniciou em agosto de 2000 e se estendeu até janeiro de 2001. De posse dos dados coletados foi possível fazer uma análise da eficiência deste dispositivo no controle do escoamento superficial, bem como estudar a real necessidade de manutenção da estrutura. Também foi feita uma análise do impacto da presença de sedimentos (folhagens) na água de escoamento nas estruturas de descarga. O trabalho também deixa uma contribuição no que se refere a critérios de projeto e dimensionamento de estruturas desta natureza. Finalmente foi possível concluir que o sistema é eficiente no controle da vazão de pico, porém o reservatório não permitiu um aumento no tempo de resposta da bacia.

Otimização topológica de estruturas bidimensionais contínuas submetidas a restrições de flexibilidade e tensão

Neste trabalho é resolvido o problema da minimização do volume de estruturas bidimensionais contínuas submetidas a restrições sobre a flexibilidade (trabalho das forças externas) e sobre as tensões, utilizando a técnica chamada otimização topológica, que visa encontrar a melhor distribuição de material dentro de um domínio de projeto pré-estabelecido. As equações de equilíbrio são resolvidas através do método dos elementos finitos, discretizando a geometria e aproximando o campo de deslocamentos. Dessa forma, essas equações diferenciais são transformadas em um sistema de equações lineares, obtendo como resposta os deslocamentos nodais de cada elemento. A distribuição de material é discretizada como uma densidade fictícia constante por elemento finito. Esta densidade define um material isotrópico poroso de uma seqüência pré-estabelecida (SIMP). A otimização é feita através da Programação Linear Seqüencial. Para tal, a função objetivo e as restrições são sucessivamente linearizadas por expansão em Série de Taylor. A análise de sensibilidade para a restrição de flexibilidade é resolvida utilizando o cálculo da sensibilidade analítico adaptado para elementos finitos de elasticidade plana. Quando as restrições consideradas são as tensões, o problema torna-se mais complexo. Diferente da flexibilidade, que é uma restrição global, cada elemento finito deve ter sua tensão controlada. A tensão de Von Mises é o critério de falha considerado, cuja sensibilidade foi calculada de acordo com a metodologia empregada por Duysinx e Bendsøe [Duysinx e Bendsøe, 1998] Problemas como a instabilidade de tabuleiro e dependência da malha sempre aparecem na otimização topológica de estruturas contínuas. A fim de minimizar seus efeitos, um filtro de vizinhança foi implementado, restringindo a variação da densidade entre elementos adjacentes. Restrições sobre as tensões causam um problema adicional, conhecido como singularidade das tensões, fazendo com que os algoritmos não convirjam para o mínimo global. Para contornar essa situação, é empregada uma técnica matemática de perturbação visando modificar o espaço onde se encontra a solução, de forma que o mínimo global possa ser encontrado. Esse método desenvolvido por Cheng e Guo [Cheng e Guo, 1997] é conhecido por relaxação-ε e foi implementado nesse trabalho.

Gestão democrática na rede municipal de educação de Porto Alegre de 1989 a 2000 : a tensão entre reforma e mudança

Esta dissertação de mestrado tem como objetivo a análise da gestão democrática da educação na rede municipal de Porto Alegre, no período de 1989 a 2000, enfocando nesse movimento os aspectos de reforma – introdução de inovações que garantem a continuidade de determinadas práticas sociais – e mudança – estabelecimento de rupturas geradoras de práticas sociais inéditas, considerando os diferentes agentes sociais envolvidos, dentre eles o Estado e suas políticas públicas. Trata-se de uma investigação qualitativa, a partir da análise de material escrito (legislação instituinte dos instrumentos de gestão democrática, textos de enunciado político produzidos pela Secretaria Municipal de Educação e outros agente sociais e documentos das escolas) e oral (depoimentos de atores envolvidos no processo: assessores da Secretaria Municipal de Educação; membros de Conselhos Escolares das escolas municipais, representantes dos segmentos pais, alunos, professores e funcionários; presidente do Conselho Municipal de Educação; diretor de escola; dirigente da Associação de Trabalhadores em Educação). A pesquisa focalizou questões sobre as práticas e as relações (regulatórias e emancipatórias) dos diferentes agentes sociais presentes nesse cenário, incluindo, para além dos movimentos sociais, o Estado como um importante e singular promotor nesse processo; sobre os discursos produzidos por estes diferentes agentes nos distintos tempos e espaços; e sobre a constituição de projetos e instrumentos de gestão democrática e os efeitos de sentido produzidos a partir deles em nível local (escola) A construção das referências teóricas para a análise foi realizada através da revisão bibliográfica sobre como figuraram historicamente os elementos constitutivos da gestão democrática (democratização do acesso, da permanência na escola e do saber; e democratização da gestão) no contexto da educação, no bojo do debate mais amplo da questão democrática na sociedade; e da trama dos conceitos: reforma, mudança, democracia, gestão, gestão democrática, participação, poder e Estado, a partir de Popkewitz e outros autores, bem como inspirada na análise do discurso proposta por Pêcheux. O conceito de gestão democrática proposto nesta dissertação está associado ao estabelecimento de mecanismos institucionais e à organização de ações que desencadeiem processos de participação social: na formulação de políticas educacionais; na determinação de objetivos e fins da educação; no planejamento; nas tomadas de decisão; na definição sobre alocação de recursos e necessidades de investimento; na execução de deliberações; nos momentos de avaliação Este conceito se opõe às proposições ligadas a concepções empresariais em educação, cuja finalidade é a obtenção de mais resultados com um mínimo de investimentos, interpelando os agentes sociais à mera execução de planejamentos centralizados e captação de recursos, bem como aquelas que concebem a educação como um campo científico especializado e neutro, que deve ser dirigido por especialistas e agentes do Estado, no qual a participação da população deve ser restrita ao planejamento e execução de tarefas de apoio ao processo pedagógico. À primeira concepção está ligado o conceito de mudança e à segunda o conceito de reforma.A gestão democrática deve ser produtora de uma nova qualidade social na educação, que atenda às aspirações dos agentes envolvidos e contribua no desenvolvimento da sociedade mais ampla, no sentido de estabelecer relações mais justas e igualitárias. Os mecanismos de gestão democrática necessitam, portanto, garantir a plena participação dos sujeitos envolvidos em nível de deliberação dos planos de gestão educacional, bem como na escolha dos seus dirigentes e representantes, além do acompanhamento, execução e avaliação de planejamentos e ações. A eleição direta para diretores, a presença de conselhos escolares como órgão máximo no nível da escola, compostos por representantes de todos os segmentos escolares (pais, professores, alunos e funcionários) articulados com suas bases, a descentralização de recursos financeiros, garantindo condições de funcionamento às escolas, são instrumentos apontados como os mais indicados na democratização da gestão, dentre os construídos na experiência educacional brasileira. Juntamente com estes mecanismos, práticas dialógicas e participativas no cotidiano do espaço escolar, desde os espaços micro (salas de aula) ao espaço mais amplo, são constituintes da gestão democrática Na experiência analisada, qual seja, a experiência de gestão democrática na rede municipal de educação de Porto Alegre de 1989 a 2000, foi possível observar: a instituição dos instrumentos de gestão democrática descritos anteriormente (eleição direta de diretor, conselhos escolares e descentralização de recursos); a ação propositiva de diferentes agentes sociais – trabalhadores em educação, vereadores, militantes políticos, estudantes, lideranças comunitárias, pais de alunos - na constituição e consolidação destes instrumentos; a elaboração de projetos pelo Estado, visando produzir a democratização da gestão no espaço escolar e na elaboração de diretrizes educacionais em nível de rede escolar, bem como a utilização de mecanismos regulatórios a fim de manter a direção deste processo; a diversidade de experiências e temporalidades a partir do encontro entre a política pública global e os processos singulares em cada escola. Dentre as singularidades do processo analisado, destaca-se: a confluência de diferentes forças na constituição da gestão democrática (a atuação da Associação dos Trabalhadores em Educação, de vereadores da Câmara Municipal, dos movimentos sociais, das escolas e do próprio Estado); a presença do Partido dos Trabalhadores em todos estes espaços, através de seus militantes, buscando legitimar as propostas de gestão democrática produzidas no pensamento pedagógico progressista, inseridas no projeto global de democratização do Estado no âmbito da administração municipal; a força da tradição, movimentada por professores que atuam para manter sua posição de domínio na gestão escolar, e pela incorporação dos mecanismos de democracia representativa em detrimento da democracia participativa; o dilema do Estado, que embora proponha a gestão democrática como política pública, muitas vezes aciona seu poder regulador para efetivar suas propostas de reorganização curricular; a diversidade de cenários entre as escolas, com a produção de singularidades locais inseridas nessa experiência de rede municipal. O contexto facilitador da cidade, ensejado por quatro administrações consecutivas do Partido dos Trabalhadores, em conjunção com o movimento dos diferentes agentes sociais, está produzindo movimentos significativos de mudança, construindo em nível local uma transformação no significado do conceito de democracia, tornando-a, em nível de gestão educacional, mais democrática e participativa.

Comportamento de misturas solo-cimento-fibra sob compressão confinada com medição de tensão lateral

Nesta dissertação desenvolve-se um equipamento de compressão confinada com medição de tensão lateral e avalia-se o comportamento, sobre a trajetória de tensões Ko, de um solo e de misturas de solo-fibra e solo-cimento, considerando a influência da adição de fibras de diferentes comprimentos e de cimento em variadas quantidades ao solo estudado bem como o efeito da tensão de cura e índice de vazios de cura na trajetória de tensões Ko, na tensão lateral, nas deformações verticais e nos valores de Ko. O solo utilizado no estudo é uma areia fina de granulometria uniforme extraída de uma jazida localizada no município de Osório – RS. O trabalho de pesquisa realizado com esses solos tem seu enfoque dividido em duas partes principais: (1) projeto, construção, validação e calibração do equipamento; (2) ensaios de compressão confinada com medição de tensão lateral em amostras de solocimento- fibra com dois comprimentos de fibras (6mm e 12 mm), três teores de cimento (1%, 3% e 7%) e em três diferentes condições de cura (cura sob tensão vertical de 0 kPa, cura sob tensão vertical de 0 kPa com índice de vazios modificado pela aplicação anterior à cura de uma tensão vertical de 500 kPa e cura sob tensão vertical de 500 kPa). Os níveis de tensões aplicados neste trabalho chegam a 3000 kPa. Os resultados mostram que o equipamento de compressão confinada com medição de tensões laterais funciona satisfatoriamente, apresentando dados coerentes e confiáveis A inclusão de fibras, bem como o aumento do comprimento das mesmas, diminui os valores de tensão lateral e de Ko em relação ao material sem reforço. A presença de cimento reduz a tensão lateral e gera uma tensão lateral residual, a qual aumenta com o teor de cimento. Da mesma forma, um acréscimo na rigidez ocorre com o aumento da quantidade de cimento. O efeito da cimentação diminui os valores de Ko e os tornam não mais constantes no carregamento. A alteração das condições de cura não causa mudanças significativas no que diz respeito às tensões, mas a rigidez inicial é aumentada com a mudança do índice de vazios e da tensão de cura dos materiais cimentados, sendo o acréscimo maior para a segunda.