Avaliação da densidade e crescimento populacional do mexilhào dourado Limnoperna fortunei (Dunker, 1857) em suas diferentes fases de vida no Lago Guaíba, município de Porto Alegre, RS, como subsídios ao controle do bivalve invasor

Limnoperna fortunei (Dunker, 1857), conhecido vulgarmente como mexilhão dourado é proveniente do sudeste asiático. Foi, provavelmente, introduzido nos nossos mananciais, não intencionalmente, através da água de lastro, com os primeiros registros na América do Sul, em 1991,no Rio da Prata, nas proximidades de Buenos Aires, Argentina. Foi visto pela primeira vez na área do Delta do Jacuí, em frente ao porto de Porto Alegre, RS, Brasil, no ano de 1998. Sua população vem se expandindo em superfície e densidades que ultrapassam 100.000 i/m2 e, desde o ano de 2000, vem causando problemas de entupimentos em indústrias e todas as captadoras de água no município de Porto Alegre, entorno do lago Guaíba e do baixo Rio Jacuí. A espécie vem causando uma série de danos à fauna bentônica nativa e à vegetação ripária, desencadeando a diminuição das mesmas. A carência de dados sobre o ciclo de vida e a dinâmica populacional da espécie na bacia do Guaíba, motivaram o desenvolvimento deste trabalho. As coletas foram realizadas no lago Guaíba, Praia do Veludo, ao sul do município de Porto Alegre, quinzenalmente, ao longo de 16 meses (setembro 2002 a dezembro de 2003), acompanhadas das análises físicas e químicas da água. As larvas foram coletadas com rede de plâncton, com abertura de malha equivalente a 36 µm, filtrando-se a quantidade de 30 litros de água. A incidência de pós-larvas, foi verificada através de amostradores artificiais dispostos em seis suportes de ferro, cada um contendo quatro amostradores (tijolos vazados) colocados entre os juncais, a uma altura de 20 cm do fundo. Em cada suporte, os tijolos foram trocados: um em quinze dias, um a cada mês, outro semestralmente e o último, que permaneceu até completar um ano, foi considerado o controle do experimento. A coleta de exemplares adultos de L. fortunei efetivou-se sobre ramos submersos do “sarandi”, Cephhalanthus glabratus (Spreng.) K. Schum, onde foram extraídos cilindros com aproximadamente quatro centímetros de diâmetro e 10 centímetros de comprimento. Os resultados foram reunidos em dois capítulos sob a forma de artigos científicos. O primeiro reúne informações, com a descrição, medidas e ilustrações de cada fase larval de Limnoperna fortunei desde a fase larval ciliada, a larva trocófora com quatro estágios diferenciados e os estágios valvados, com as larvas “D”, veliger de charneira reta, veliger umbonado, pediveliger, até a pós-larva ou plantígrada. O segundo capítulo contém os dados ambientais correlacionados às densidades de larvas, pós-larvas e adultos e o resultado de uma série de análises multivariadas da quantidade dos indivíduos nas diferentes fases de vida e época do ano e das medidas dos indivíduos adultos com as datas de coleta Através dos testes quantitativos registrou-se que: a quantidade de larvas variou de 0 a 23 indivíduos por litro; as larvas estiveram presentes em todos os meses do ano, com picos de densidade alta na primavera no mês de outubro, tanto no ano de 2002 como 2003, e densidades menores sob temperaturas abaixo de 15º C. A quantidade média de pós-larvas variou de 1 a 7545 indivíduos por amostrador (tijolo). As pós-larvas estiveram presentes em todos os meses do ano, com picos de densidade na primavera, particularmente no mês de novembro 2003, seguindo-se ao pico larval do mesmo ano. Os adultos atingiram o tamanho máximo de 38mm. A densidade populacional de adultos agregados calculada por i/m2 variou de 15.700 i/m2 a 99.700 i/m2 em fevereiro de 2003. As análises de ordenação e agrupamento separaram a população em geral, em quatro grupos conforme a densidade de cada fase em diferentes épocas do ano. Os adultos foram ordenados em três diferentes grupos conforme as classes de comprimento que aqui denominase de recrutas, adultos menores e adultos maiores. Estes três grupos estão também relacionados às diferenças de comportamentos quanto à habilidade de locomoção e capacidade de fixação. Considerando os adultos conforme suas classes de comprimento, constatou-se a predominância dos recrutas (5 a 7mm de comprimento), presentes durante todos os meses amostrados. Seguiu-se aos picos de pós-larvas um recrutamento que se tornou mais intenso, em fevereiro de 2003 e se prolongou até agosto do mesmo ano. Os amostradores controle com medidas das populações submersas durante os meses mais frios apresentaram populações com comprimento médio menor que as do verão. Apesar de não ter-se encontrado correlação entre a quantidade de larvas e os picos de temperatura, houve uma diminuição da quantidade de larvas nos picos de temperaturas mais baixas e uma coincidência entre os picos de densidade larval e as oscilações bruscas na temperatura que ocorreram nos meses menos frios. Vendavais e tempestades ocorridas na primavera de 2002 seriam as causas prováveis da baixa densidade de pós-larvas após o pico larval no início da primavera de 2002. Os dados apresentados referentes ao ciclo de vida de Limnoperna fortunei são básicos à elaboração de projetos de pesquisa que objetivem a gestão e o controle do animal. Os resultados do presente trabalho, de um modo geral, também poderiam subsidiar métodos de controle do mexilhão dourado adequados e com isto minimizar prejuízos financeiros e impactos ambientais maiores do que o do próprio animal, advindos da aplicação de técnicas indevidas de gestão.

Influência do teor de nitrogênio na trefilação de aço equivalente ao ABNT 1013

Neste trabalho, estudou-se o efeito do N no comportamento de ruptura de arames durante o processo de trefilação de um aço equivalente ao ABNT 1013. Inicialmente, caracterizaram-se as propriedades mecânicas do mesmo após cada passe de trefilação, ou seja, da bitola inicial até o diâmetro final do produto. Após este estudo inicial, escolheu-se três aços com teores de nitrogênio de 96ppm, 122ppm e 166ppm para ensaios de tração à quente no intuito de verificar um possível envelhecimento, desempenho no ensaio de dobramento e também para avaliar a performance no processo produtivo, ou seja, a sua trefilabilidade. Estes aços foram ensaiados nas temperaturas ambiente, 50, 100 e 200°C. O resultado de trefilabilidade foi medido através do número de interrupções devido a quebra de arames dividido pela tonelada de material produzido. Os resultados obtidos no presente estudo nos apontam que, conforme aumenta o teor de N presente no aço, se tem um aumento nas propriedades mecânicas e também na susceptibilidade ao rompimento durante o teste de dobramento, além de um aumento no número de quebras por tonelada de material produzido, o que vai de acordo com a experiência operacional de perda na trefilabilidade. Já em relação ao envelhecimento, foi observado que as alterações nas propriedades mecânicas não foram significativas o bastante para caracterizá-lo, levando em conta as referidas temperaturas, aço estudado e as condições de ensaios propostas no trabalho.

Simulação numérica da transferência simultânea de energia e umidade através do solo em um sistema trocador-armazenador de calor

O presente trabalho pesquisa o fenômeno da transferência simultânea de calor e umidade em solos insaturados que envolvem dutos enterrados. Estes dutos e o solo envolvente compõem o chamado sistema trocador-armazenador de calor no solo, que é muitas vezes utilizado como fonte complementar de aquecimento em estufas solares agrícolas. O funcionamento do sistema trocador-armazenador de calor é baseado na energia armazenada no solo durante os horários de máxima insolação, sendo que durante a noite parte desta energia é recuperada. Durante o dia o ar quente do meio interno da estufa solar é bombeado para dentro do feixe de tubos enterrados, que devolvem o ar mais frio na outra extremidade. Por outro lado, durante a noite o ar mais frio do meio interno da estufa é bombeado para dentro dos dutos, os quais efetuam troca térmica com o solo envolvente, que neste horário possui a temperatura mais elevada do sistema. O objetivo geral deste trabalho é resolver o problema transiente periódico e tridimensional da transferência simultânea de calor e umidade em solos não-saturados, que compõem o sistema trocador-armazenador de calor, utilizando a simulação numérica. Como objetivos secundários têm-se: o melhoramento do sistema de troca térmica, a quantificação da parcela de calor transportado pela difusão da umidade no solo e a análise dos campos de temperatura e de conteúdo de umidade, sendo que a análise dos campos de umidade permite verificar se existe formação de frentes de secagem significativas na vizinhança dos dutos durante os sucessivos períodos de aquecimento e resfriamento a que o sistema é submetido. Na resolução do problema em questão é empregado o modelo clássico de Philip e De Vries para a transferência simultânea de calor e massa em meios porosos insaturados Neste modelo, as equações de conservação de energia e massa obtidas trazem explicitamente as influências combinadas dos gradientes de temperatura e de conteúdo de umidade nos processos de transporte de calor e umidade. O sistema de equações diferenciais governantes do problema em questão é resolvido numericamente utilizando o Método dos Volumes Finitos e na discretização destas equações é usada uma integração temporal totalmente implícita. Todas as propriedades difusivas e termofísicas empregadas são consideradas variáveis com a temperatura e o conteúdo de umidade. Os dutos de seção transversal circular do sistema trocadorarmazenador de calor no solo, são modelados como dutos de seção transversal quadrada de área equivalente para que coordenadas cartesianas possam ser utilizadas nos modelos analisados. Neste trabalho são simulados quatro modelos computacionais associados ao sistema trocador-armazenador de calor no solo. Estes modelos são compostos por: um duto isolado, um duto com convecção, dois dutos isolados e dois dutos com convecção. A variação da temperatura do ar na entrada do(s) escoamento(s), assim como a temperatura do meio ambiente, para os modelos com convecção, é dada por uma senóide com uma amplitude de 14 ºC. No modelo de um duto isolado, são realizadas simulações utilizando várias combinações dos parâmetros do modelo em questão e os resultados, assim obtidos, são comparados com aqueles encontrados na literatura Visando melhorar o sistema de troca térmica dos modelos computacionais investigados, são selecionados valores e intervalos de valores recomendados para os parâmetros do modelo de um duto isolado. Para este modelo, com um diâmetro de 0,1 m, são escolhidos valores (ou intervalos de valores) recomendados: de 4 m/s para a velocidade do escoamento interno dentro do duto, de 0,25 para o conteúdo de umidade do solo, de 5 até 20 metros para o comprimento do duto e de 0,20 até 0,30 m para a distância entre centros do dutos. As simulações dos quatro modelos computacionais realizadas utilizando as várias combinações dos valores recomendados para os parâmetros destes modelos, mostrou que não há diferença significativa entre os valores de calor volumétrico armazenado no solo empregando a resolução acoplada das equações de energia e de massa e a resolução da equação da temperatura. Mesmo para os modelos de um e de dois dutos com convecção a diferença percentual encontrada foi insignificante. Finalmente, são apresentados e analisados os campos de temperatura e de conteúdo de umidade para os quatro modelos computacionais avaliados. Os perfis de temperatura e de conteúdo de umidade em diferentes horários mostraram que, durante o dia, o solo absorve calor dos escoamentos internos de ar e, uma vez que, junto à superfície dos dutos tem-se regiões de maior temperatura, há, conseqüentemente, uma migração da umidade nestas regiões. Durante a noite, ocorre o contrário, o solo fornece calor aos escoamentos dentro dos dutos, e, desta forma, as regiões próximas aos dutos apresentam níveis de conteúdo de umidade superiores ao inicial. Ainda, os perfis de conteúdo de umidade para todas as situações analisadas mostraram que, não há formação de frentes de secagem significativas nas proximidades dos dutos que compõem os quatro modelos computacionais avaliados.

Transferência de calor e controle de temperatura em tubos capilares utilizados em eletroforese capilar

Este trabalho tem por objetivo estudar a transferência de calor em tubos capilares cilíndricos utilizados na técnica de separação de moléculas denominada Eletroforese Capilar. Esta técnica é usada, por exemplo, na análise de biomoléculas e no sequenciamento de DNA, onde o controle da temperatura está diretamente ligado ao desempenho destes métodos e à qualidade dos resultados. Para empregar esta técnica, tensões elétricas da ordem de 20 kV são aplicadas entre as extremidades dos tubos capilares, que possuem normalmente 50 cm de comprimento, 350 µm de diâmetro externo e 50 µm de diâmetro interno, preenchidos por uma solução aquosa. Tais tensões geram uma corrente elétrica na solução, provocando aquecimento distribuído por Efeito Joule. Os tubos capilares são construídos em quartzo amorfo e protegidos por uma camada de material polimérico (poliimida). Para implementar o controle da temperatura, os tubos capilares são colocados em contato com um fluido de resfriamento. Num primeiro momento, os estudos são realizados por simulação numérica, empregando o Método dos Volumes Finitos em rotinas escritas em FORTRAN. São simulados casos onde os tubos são recobertos por camadas cilíndricas de materiais com uma condutividade térmica relativamente boa, com o objetivo de aumentar a superfície de troca de calor com o fluido de resfriamento. Como resultado, obtêm-se curvas da temperatura no centro dos tubos capilares em função do coeficiente de transferência de calor por convecção. Um caso de interesse é quando os tubos capilares são posicionados excentricamente ao recobrimento cilíndrico Num segundo momento, é utilizado o software de simulação numérica ANSYS CFX®, onde é simulado o resfriamento dos mesmos tubos capilares expostos a um escoamento transversal de ar a 15°C. Neste caso, também são aplicados os recobrimentos cilíndricos e, além disso, opta-se por simular o resfriamento de um arranjo de vários tubos (sistema multicapilar) dispostos entre placas de vidro, no formato de um sanduíche. Como resultados mais importantes salientam-se: a) o aumento do raio do recobrimento resulta no aumento da transferência de calor, fazendo com que a temperatura no núcleo do capilar fique estacionada em valores baixos que não comprometem as separações/análises; b) chegou-se a um valor de raio crítico da ordem de 10 mm para a condição de operação mais típicas na área da Eletroforese Capilar; c) as montagens com o tubo capilar concêntrico e excêntrico ao recobrimento não apresentam diferenças significativas no perfil de temperatura da solução tampão; e finalmente d) observa-se que o uso de duas placas de material dielétrico com os capilares posicionados em forma de sanduíche entre elas permite uma eficiente dissipação do calor gerado na solução tampão.

Controle de temperatura em reatores de polimerização em fase gasosa

Nos reatores de polimerização em fase gasosa, o controle de temperatura em uma estreita faixa de temperatura é importantíssimo para assegurar que a temperatura na zona de reação seja mantida acima do ponto de orvalho dos reagentes, assim como abaixo do ponto de fusão do polímero. Outro ponto importante é que se a temperatura estiver em malha aberta, estes reatores estão propensos à instabilidade e ao surgimento de ciclos limites, entretanto podem ser facilmente estabilizados com um controlador de temperatura apropriado. Neste trabalho é realizado um estudo detalhado do comportamento dinâmico de um reator industrial de polimerização em leito fluidizado, com a localização de pontos de bifurcação e estabilização do sistema com controlador PID projetado via otimização no domínio da freqüência. O modelo completo do sistema foi implementado no software MATLAB® para ajustar seus parâmetros com os dados da planta industrial, realizar simulações dinâmicas e analisar as estruturas de controle. Comparações entre as simulações e os dados da planta industrial mostram que as predições do modelo proposto são satisfatórias para reproduzir o comportamento da planta industrial e as propriedades do polímero. A adição de um sistema de recirculação de gás e de um sistema de troca térmica ao modelo do reator torna possível o estudo dos comportamentos dinâmicos e a localização dos pontos de bifurcação, os quais não poderiam ser reproduzidos somente com o modelo do reator. O modelo desenvolvido foi implementado no AUTO®, um software para problemas de continuação e bifurcação em equações diferenciais ordinárias.

Modelagem dinâmica equivalente de edifícios altos submetidos á ação do vento

A atual tendência que se apresenta no cenário construtivo mundial compreende a exploração cada vez mais intensa dos espaços urbanos, através de edificações que buscam maximizar a relação área construída / espaço urbano disponível. Desta forma, a dimensão vertical dos edifícios vem tornando-se cada vez mais pronunciada. Associados a isto, o desenvolvimento de materiais mais resistentes e de peso específico reduzido, bem como o uso de técnicas construtivas mais eficientes, conduzem mais e mais a estruturas leves e flexíveis, sujeitas aos efeitos dinâmicos do vento. A eficiência, a segurança e os custos da construção estão diretamente atrelados à exatidão com que estes efeitos dinâmicos do vento são estimados e considerados no momento do projeto destas edificações. As técnicas analíticas para a sua avaliação, quando verificadas através de medições em escala real, têm se mostrado antieconômicas, uma vez que superestimam o valor das respostas, a favor da segurança. Por outro lado, o uso de técnicas experimentais, através da condução de ensaios em túnel de vento com modelos reduzidos, pode-se mostrar bastante eficiente, em termos de previsão de resultados. Essas técnicas precisam ser ainda melhoradas, de modo a incorporar o conhecimento que vem sendo gerado, acompanhando as mudanças pelas quais a Engenharia Civil vem passando. Neste contexto este trabalho se insere. Utilizando como base de conhecimento o trabalho desenvolvimento por outros pesquisadores, um dispositivo aeroelástico para ensaios de edifícios altos frente à ação dinâmica do vento é proposto, construído e testado. Os resultados dos ensaios são aqui comparados com outros estudos realizados sobre o mesmo protótipo, bem como com os procedimentos indicados pela Norma Brasileira NBR-6123/88 e pelo Supplement to the NBCC/85 do Canadá. Indicam a coerência e a viabilidade de utilização das técnicas de modelagem aqui propostas.

Grau de conversão, temperatura de transição vítrea, microdureza e resistência ao impacto de uma resina acrílica quimicamente ativada submetida a diferentes condições de polimerização

O objetivo deste estudo foi avaliar a influência de diferentes condições de polimerização sobre: microdureza Knoop, resistência ao impacto, grau de conversão e temperatura de transição vítrea (Tg) de uma resina acrílica quimicamente ativada (Jet - Artigos Odontológicos Clássico Ltda.). O material foi polimerizado de acordo com as seguintes condições: grupo 1, as amostras foram polimerizadas em contato com o ar, durante 1h, sob temperatura e pressão ambiente; grupo 2, após a polimerização da resina em contato com o ar, durante 1h, sob temperatura e pressão ambiente, a mesma foi submetida a um ciclo adicional de aquecimento em forno de microondas, durante 3 min, a 500W; grupo 3, as amostras foram polimerizadas em água, sob pressão de 20 psi, em uma temperatura de 50°C, durante 15 minutos. Para o ensaio de microdureza Knoop, foram confeccionados sete corpos-de-prova, para cada um dos três grupos experimentais. O corpo-de-prova consistiu de uma placa de resina acrílica quimicamente ativada, com grampos, simulando aparelhos ortodônticos removíveis. Dos sete corpos-de-prova, de cada grupo, dois também foram utilizados para a determinação do grau de conversão e Tg, através da Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Para o ensaio de resistência ao impacto, foram confeccionados 12 corpos-de-prova para cada grupo, com dimensões de 64,00x10,00x3,20mm. Os resultados mostraram diferenças entre os grupos, através da ANOVA e do teste de Tukey (p ≤ 0,01), apresentando maiores valores de microdureza para o grupo 3, seguido dos grupos 2 e 1. Para o ensaio de resistência ao impacto, os valores obtidos para as amostras do grupo 3 foram superiores aos demais grupos, não havendo diferença estatística entre os grupos 1 e 2 O grau de conversão e Tg foram avaliados de forma descritiva, apresentando um padrão de comportamento coerente com as demais propriedades, ou seja, o grupo 3 apresentou valores mais altos de grau de conversão e Tg, seguido pelos grupos 2 e 1. Os resultados deste trabalho indicam que o melhor comportamento clínico poderá ser esperado do grupo submetido à polimerização em água a 50°C, sob pressão de 20 psi (grupo 3), seguido do grupo 2 (com ciclo adicional em microondas) e, por fim, pelo grupo 1 (polimerizado ao ar).