10 resultados para Adsorção Modelos matemáticos
em Instituto Politécnico do Porto, Portugal
Resumo:
O principal objectivo de desenvolvimento desta tese a anlise da adsorção de benzeno em solos residuais granticos. A contaminao dos solos por combustveis derivados do petrleo uma problemtica bastante actual, sendo que a remediao dos solos contaminados necessita de um vasto conjunto de conhecimentos relativos ao comportamento dos solos e dos contaminantes. Uma das grandes questes que se levanta a incerteza sobre o efeito das caractersticas mineralgicas do solo na distribuio e na disponibilidade dos contaminantes o que condiciona a eficincia da remediao dos solos e dificulta a escolha da tecnologia de remediao mais adequada. Nesta tese a contaminao do solo por benzeno foi realizada com diferentes nveis de contaminao e em seguida, foi determinada a concentrao na fase gasosa. Definiram-se nveis de contaminao entre 0,5 mg e 439 mg de benzeno por quilograma de solo hmido, sendo que o intervalo entre cada adio foi determinado pela condio de equilbrio, ou seja, quando a concentrao de benzeno na fase gasosa se mantivesse aproximadamente constante em dois dias consecutivos de modo a analisar a distribuio do benzeno pelas diferentes fases do solo. Para tal foram construdas isotrmicas de adsorção, com posterior ajuste de modelos matemáticos, sendo utilizados os modelos de Langmuir, Freundlich e Polinomial de 3 Grau A preparao do solo residual grantico foi realizada previamente. Numa primeira fase os solos foram peneirados e secos de modo a obter uma granulometria controlada e um teor em gua semelhante e aproximadamente nulo. De seguida, cada amostra foi preparada de acordo com dois objectivos: os ensaios destinados ao estudo da influncia do teor em gua apresentassem o mesmo solo com diferentes teores em gua e que os ensaios destinados ao estudo da influncia dos minerais de argila apresentassem composies mineralgicas diferentes para o mesmo teor em gua, substituindo parte da fraco argilosa por quartzo. A quantificao das concentraes de benzeno na fase gasosa, realizou-se por cromatografia GC-FID, sendo que foram obtidas as reas do pico dos cromatogramas, para posterior transformao em concentraes aplicando a curva de calibrao. Posteriormente foram calculadas as concentraes de benzeno nas restantes fases dos solos, de modo a analisar a distribuio do benzeno nas diferentes fases.
Resumo:
O solo um recurso multifuncional e vital para a humanidade, apresentando funes ecolgicas, tcnico-industriais, socioeconmicas e culturais, estabelecendo um vasto capital natural insubstituvel. Face sua taxa de degradao potencialmente rpida que, devido ao crescente desenvolvimento econmico e incremento da populao mundial, tem vindo a aumentar nas ltimas dcadas, o solo , atualmente, um recurso finito e limitado. Devido a esta problemtica, o presente documento visa abordar a progressiva preocupao sobre as questes geoambientais e toda a investigao que as envolvem, avaliando o modo como os contaminantes se dispersam pelo solo nas diferentes fases do mesmo (fases slida, lquida e gasosa). A parte experimental centrou-se na anlise da adsorção do benzeno, a partir da determinao das isotrmicas de adsorção. Para tal, foram previamente preparados reatores com calcrio, sendo alguns deles previamente contaminados com um biocombustvel, biodiesel, a uma concentrao constante. Este processo foi monitorizado com base na evoluo temporal da concentrao na fase gasosa, atravs da cromatografia gasosa. De entre os objetivos, procurou-se analisar a distribuio dos contaminantes pelas fases constituintes do solo, ajustar os dados experimentais obtidos os modelos matemáticos de Langmuir, Freundlich e Polinomial, e verificar e discutir as solues mais adequadas.
Resumo:
de senso comum que os nutrientes so fundamentais vida e que a subnutrio leva acumulao de gorduras que pode chegar a casos de obesidade, tendo como consequncia inmeras complicaes de sade. Diferentes estruturas neuroanatmicas do crebro tm um papel essencial no comportamento digestivo. A ao de vrias molculas de sinalizao (hormonas, neurotransmissores e neuropptidos) resulta na regulao da ingesto de alimentos, sendo que, por exemplo, algumas hormonas podem aumentar a sensao de saciedade podendo diminuir o apetite e a ingesto calrica. A descoberta de hormonas envolvidas no balano energtico proporcionou novas oportunidades para desenvolver meios para o tratamento da obesidade. A transferncia de medicao antiobesidade por via tpica ou transdrmica um desafio pois a pele funciona como uma barreira natural e protetora. Sendo uma barreira com uma grande rea de superfcie e de fcil acessibilidade, a pele tem potencial interesse na libertao de frmacos especficos a cada terapia. Vrios mtodos tm sido estudados de modo a permitir um aumento da permeabilidade de molculas teraputicas para o interior da pele e atravs da pele. As biotecnologias transdrmicas so um campo de interesse cada vez maior, devido as aplicaes drmicas e farmacuticas que lhes esto subjacentes. Existem vrios modelos computacionais e matemáticos em uso que permite uma viso mais abrangente de puros dados experimentais e at mesmo permite a extrapolao prtica de novas metodologias de difuso drmica. Contudo, eles compreendem uma complexa variedade de teorias e suposies que atribuem a sua utilizao para situaes especficas. Este trabalho, primeiramente analisa, de forma extensiva, as vrias metodologias tericas para o estudo da difuso drmica e sistematiza as suas caractersticas, realizando depois a fase prvia duma nova abordagem computacional para o estudo da difuso drmica, que determina caractersticas microscpicas de molculas capazes de provocar a perda de peso, tais como a Leptina e/ou os seus agonistas.
Resumo:
O rio Febros um pequeno curso de gua, situado no concelho de Vila Nova de Gaia, com cerca de 15 km de extenso, cuja bacia hidrogrfica ocupa uma rea de aproximadamente 35,4 km2. Nasce em Seixezelo e desagua na margem esquerda do Rio Douro no Cais do Esteiro, em Avintes. Em Maio de 2008, um acidente de viao teve como consequncia o derrame de cerca de quatro toneladas de cido clordrico que rapidamente convergiu s guas do rio. Apenas um dia depois, o pH desceu para trs e muitos foram os peixes que morreram. A soluo adoptada para evitar o desaire foi introduzir milhares de litros de gua de modo a diluir o cido presente, ao longo de todo o curso de gua. Tal facto no evitou a destruio de parte de um ecossistema, que ainda nos dias de hoje se encontra em recuperao. De forma a avaliar-se o impacto destas possveis perturbaes sejam estas de origem antropognica ou natural necessrio possuir conhecimentos dos processos qumicos tais como a adveco, a mistura devida disperso e a transferncia de massa ar/gua. Estes processos iro determinar o movimento e destino das substncias que podero ser descarregadas no rio. Para tal, recorrer-se- ao estudo hidrogeomtrico do curso de gua assim como ao estudo do comportamento de um marcador, simulando uma possvel descarga. A rodamina WT ser o marcador a ser utilizado devido panplia de caractersticas ambientalmente favorveis. Os estudos de campo com este corante, realizados em sequncia de descarga previamente estudada, fornecem uma das melhores fontes de informao para verificao e validao de modelos hidrulicos utilizados em estudos de qualidade de guas e proteco ambiental. Escolheram-se dois pontos de descarga no Febros, um em Casal Drijo e outro no Parque Biolgico de Gaia, possuindo cada um deles, a jusante, duas estaes de monitorizao. Pelo modelo ADE os valores obtidos para o coeficiente de disperso longitudinal para as estaes Ponto d Alheira, Pinheiral, Menesas e Giestas foram, respectivamente, 0,3622; 0,5468; 1,6832 e 1,7504 m2/s. Para a mesma sequncia de estaes, os valores da velocidade de escoamento obtidos neste trabalho experimental foram de 0,0633; 0,0684; 0,1548 e 0,1645 m/s. Quanto ao modelo TS, os valores obtidos para o coeficiente de disperso longitudinal para as estaes Ponto d Alheira, Pinheiral, Menesas e Giestas foram, respectivamente, 0,2339; 0,1618; 0,5057e 1,1320 m2/s. Para a mesma sequncia de estaes, os valores da velocidade de escoamento obtidos neste trabalho experimental foram de 0,0652; 0,0775; 0,1891 e 0,1676 m/s. Os resultados foram ajustados por um mtodo directo, o mtodo dos momentos, e por dois mtodos indirectos, os modelos ADE e TS. O melhor ajuste corresponde ao modelo TS onde os valores do coeficiente de disperso longitudinal e da velocidade de escoamento so aqueles que melhor se aproximam da realidade. Quanto ao mtodo dos momentos, o valor estimado para a velocidade de 0,162 m/s e para o coeficiente de disperso longitudinal de 9,769 m2/s. No obstante, a compreenso da hidrodinmica do rio e das suas caractersticas, bem como a adequao de modelos matemáticos no tratamento de resultados formam uma estratgia de proteco ambiental inerente a futuros impactos que possam suceder.
Resumo:
Numa Estao de Tratamento de guas Residuais (ETAR), a otimizao do processo de Digesto Anaerbia (DA) fundamental para o aumento da produo de biogs, que por sua vez convertido em energia, essencial para a rentabilidade de explorao de ETAR. No entanto, a complexidade do processo de Digesto Anaerbia das lamas constitui um obstculo sua otimizao. Com este trabalho pretende-se efetuar a anlise e tratamento de dados de Digesto Anaerbia, com recurso a Redes Neuronais Artificiais (RNA), contribuindo, desta forma, para a compreenso do processo e do impacto de algumas variveis na produo de biogs. As Redes Neuronais Artificiais so modelos matemáticos computacionais inspirados no funcionamento do crebro humano, com capacidade para entender relaes complexas num determinado conjunto de dados, motivo por que se optou pela sua utilizao na procura de solues que permitem predizer o comportamento de uma DA. Para o desenvolvimento das RNA utilizou-se o programa NeuralToolsTM da PalisadeTM. Como caso de estudo, a metodologia foi aplicada ao Digestor A da ETAR Sul da SIMRIA, empresa onde teve lugar o estgio curricular que originou o presente trabalho. Nesse contexto, utilizaram-se dados com informao referente aos ltimos dois anos de funcionamento do digestor, disponveis na empresa. Apesar de se terem verificado certas limitaes, na predio em alguns casos particulares, de um modo geral, considera-se que os resultados obtidos permitiram concluir que as redes neuronais modeladas apresentam boa capacidade de generalizao na imitao do processo anaerbio. Conclui-se, portanto, que o estudo realizado pode constituir um contributo com interesse para a otimizao da produo do biogs na DA de ETAR Sul da SIMRIA e que a utilizao de RNA poder ser uma ferramenta a explorar, quer nessa rea, quer noutras reas de gesto de sistemas de saneamento bsico.
Resumo:
Em Angola, apenas cerca de 30% da populao tem acesso energia eltrica, nvel que decresce para valores inferiores a 10% em zonas rurais mais remotas. Este problema agravado pelo facto de, na maioria dos casos, as infraestruturas existentes se encontrarem danificadas ou no acompanharem o desenvolvimento da regio. Em particular na capital angolana, Luanda que, sendo a menor provncia de Angola, a que regista atualmente a maior densidade populacional. Com uma populao de cerca de 5 milhes de habitantes, no s h frequentemente problemas relacionados com a falha do fornecimento de energia eltrica como h ainda uma percentagem considervel de municpios onde a rede eltrica ainda nem sequer chegou. O governo de Angola, no seu esforo de crescimento e aproveitamento das suas enormes potencialidades, definiu o setor energtico como um dos fatores crticos para o desenvolvimento sustentvel do pas, tendo assumido que este um dos eixos prioritrios at 2016. Existem objetivos claros quanto reabilitao e expanso das infraestruturas do setor eltrico, aumentando a capacidade instalada do pas e criando uma rede nacional adequada, com o intuito no s de melhorar a qualidade e fiabilidade da rede j existente como de a aumentar. Este trabalho de dissertao consistiu no levantamento de dados reais relativamente rede de distribuio de energia eltrica de Luanda, na anlise e planeamento do que mais premente fazer relativamente sua expanso, na escolha dos locais onde vivel localizar novas subestaes, na modelao adequada do problema real e na proposta de uma soluo tima para a expanso da rede existente. Depois de analisados diferentes modelos matemáticos aplicados ao problema de expanso de redes de distribuio de energia eltrica encontrados na literatura, optou-se por um modelo de programao linear inteira mista (PLIM) que se mostrou adequado. Desenvolvido o modelo do problema, o mesmo foi resolvido por recurso a software de otimizao Analytic Solver e CPLEX. Como forma de validao dos resultados obtidos, foi implementada a soluo de rede no simulador PowerWorld 8.0 OPF, software este que permite a simulao da operao do sistema de trnsito de potncias.
Resumo:
Na Unio Europeia, a energia utilizada nos edifcios responsvel por uma grande parte do consumo total, cerca de 40%, de toda a energia produzida, contribuindo em grande escala para as emisses de gases de efeito de estufa, como o CO2. [ADENE, 2014]. A minimizao deste consumo, durante o perodo de ciclo de vida de um edifcio, um grande desafio associado ao ambiente e economia. Na atualidade assistimos, cada vez mais, ao emergir de novas tecnologias. Faz parte dessa realidade, o crescimento e o desenvolvimento das UTAs, que surgem como resposta do ser humano pela busca de otimizao da sua zona de conforto, da qualidade de ar interior e da eficincia energtica. Assim, para que no se sacrifique o conforto trmico, h que conciliar a qualidade de ar interior com a energia dispensada para climatizar os espaos. Para ajudar minimizao de CO2 em conjunto com uma eficincia energtica e conforto trmico, traduzindo-se numa melhor qualidade de ar no interior de espaos climatizados, surge o objetivo de implementar uma aplicao atravs do software LabVIEW para prever uma experincia real. Como soluo, recorreu-se a modelos matemáticos que traduzissem os vrios balanos trmicos, balanos de massa e de CO2. As principais concluses deste trabalho foram: validao do comportamento do modelo matemtico da temperatura; validao do comportamento do modelo matemtico de CO2; humidade relativa com 25% de registos vlidos.
Resumo:
Sabendo que as energias de origem fssil no so inesgotveis e que afetam a qualidade do ambiente, nos ltimos anos, o interesse pelas energias renovveis mereceu a ateno de ambientalistas e de governantes. Para diminuir a importao de energia, o prprio governo de Portugal incentivou, atravs de medidas legislativas diversas, a instalao de sistemas alternativos de produo eltrica. Face pertinncia desta matria, a dissertao, Viabilidade Tcnica e Econmica das Diferentes Tecnologias de Microproduo, aborda o aproveitamento de energias renovveis atravs de tecnologias de Microproduo ligadas rede eltrica. Nesta dissertao, numa primeira fase, apresentam-se os sistemas de microproduo existentes no mercado, descrevem-se os componentes que os constituem e destacam-se os aspetos legislativos aplicveis. Numa segunda fase, com o objetivo de suportar a elaborao de uma ferramenta informtica para apoio na escolha de equipamentos de microproduo, procede-se anlise financeira de tecnologias de microproduo, indicando os modelos matemáticos necessrios. Um dos objetivos da dissertao, consiste na construo de uma ferramenta informtica de clculo e na sua aplicao a dois estudos de caso. Esse programa informtico foi elaborado em Excel e capaz de fornecer uma estimativa da produo de energia anual e da avaliao da viabilidade tcnico-econmica de cada tecnologia e pretende apoiar a deciso do investidor em tecnologias de microproduo. Tendo sido realizados dois estudos de caso - um edifcio habitacional unifamiliar e um edifcio Industrial foi possvel verificar o funcionamento da aplicao e a sua utilidade na determinao da soluo mais vantajosa na escolha de uma tecnologia de microproduo, uma vez que, introduzidos os dados adequados, so gerados os clculos que permitem fornecer uma viso de conjunto, possibilitando a comparao das diferentes propostas.
Resumo:
Esta dissertao apresenta um estudo sobre os problemas de sequenciamento de tarefas de produo do tipo job shop scheduling. Os problemas de sequenciamento de tarefas de produo pretendem encontrar a melhor sequncia para o processamento de uma lista de tarefas, o instante de incio e trmino de cada tarefa e a afetao de mquinas para as tarefas. Entre estes, encontram-se os problemas com mquinas paralelas, os problemas job shop e flow shop. As medidas de desempenho mais comuns so o makespan (instante de trmino da execuo de todas as tarefas), o tempo de fluxo total, a soma dos atrasos (tardiness), o atraso mximo, o nmero de tarefas que so completadas aps a data limite, entre outros. Num problema do tipo job shop, as tarefas (jobs) consistem num conjunto de operaes que tm de ser executadas numa mquina pr-determinada, obedecendo a um determinado sequenciamento com tempos pr-definidos. Estes ambientes permitem diferentes cenrios de sequenciamento das tarefas. Normalmente, no so permitidas interrupes no processamento das tarefas (preemption) e pode ainda ser necessrio considerar tempos de preparao dependentes da sequncia (sequence dependent setup times) ou atribuir pesos (prioridades) diferentes em funo da importncia da tarefa ou do cliente. Pretende-se o estudo dos modelos matemáticos existentes para vrias variantes dos problemas de sequenciamento de tarefas do tipo job shop e a comparao dos resultados das diversas medidas de desempenho da produo. Este trabalho contribui para demonstrar a importncia que um bom sequenciamento da produo pode ter na sua eficincia e consequente impacto financeiro.
Resumo:
Mestrado Engenharia Qumica. Ramo Tecnologias de Proteco Ambiental
