Escoamento turbulento na saída de um duto curvo de seção retangular

Este trabalho teve como motivação buscar as causas e apresentar alternativas de soluções que busquem sanar ou reduzir o problema de desgaste localizado, produzido pela erosão das cinzas, nos tubos do economizador das caldeiras de uma usina termoelétrica a carvão. Para este fim foi construído um modelo em escala de parte da caldeira, reproduzindo o duto curvo de retorno dos gases e, na saída do mesmo, um banco de barras de seção circular, simulando o banco de tubos do economizador. Medições de velocidade, utilizando uma sonda tipo tubo de Pitot e anemômetro de fio quente, medições do campo de pressão nas paredes e visualização do escoamento utilizando fios de lã foram aplicados para a análise do escoamento nas condições existentes na usina e nas configurações modificadas, propostas segundo critérios de controle da camada limite. A análise dos dados, comparada com medições de desgaste localizado na caldeira, levaram à identificação do processo hidrodinâmico existente e os efeitos resultantes nas modificações propostas.

Estimativa do potencial produtivo da soja e variabilidade espacial de área de produção

A busca de rendimentos elevados na cultura da soja, pressupõe o entendimento dos fatores responsáveis pela variabilidade dos parâmetros de planta que contribuem para o rendimento, e o desenvolvimento de metodologias para a avaliação destes parâmetros, em condições de lavoura. Como objetivos, o presente trabalho procurou estudar metodologias para a determinação do potencial de rendimento da soja durante a ontogenia, e avaliar a variabilidade existente em comunidades, por técnicas de geoestatística. Experimentos foram realizados na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (EEA/UFRGS), localizada em Eldorado do Sul, RS, no período de 1996 a 2001. Parte do trabalho enfocou a determinação do potencial de rendimento da soja durante a ontogenia. Para que se possa elevar o rendimento é necessário entender o comportamento do potencial. Para tanto, utilizou-se metodologias baseadas na quantificação das estruturas reprodutivas da soja, com acompanhamento temporal de cultivares diferenciadas, durante a ontogenia. Outra etapa experimental constou da análise espacial e temporal da produção de grãos e seus componentes, em uma comunidade de plantas de soja, manejada como uma lavoura comercial. Nesta última utilizou-se, além de técnicas estatísticas usualmente empregadas na experimentação agrícola, procedimentos de geoestatística para a caracterização da variabilidade espacial e temporal presentes na área O trabalho demonstrou a existência de padrões similares entre cultivares e anos, para o potencial de rendimento e sua perda durante a ontogenia. Também evidenciou que é possível determinar a variabilidade espacial e temporal de comunidades de soja, mesmo trabalhando-se em nível de planta, e a capacidade das técnicas geoestatísticas em auxiliar na visualização de tal variabilidade. As técnicas empregadas podem servir de base para estudos aplicados, onde sua utilização pode ser uma ferramenta importante no manejo de áreas onde se busca maior precisão na agricultura, para aumentar o rendimento de grãos.

Potencial de medidas de gerenciamento da demanda no transporte público urbano por ônibus

Essa dissertação analisa o potencial de medidas de gerenciamento da demanda no transporte coletivo por ônibus urbano, com foco na tarifa diferenciada por hora do dia. A simultaneidade temporal e espacial das atividades determina picos de demanda por transportes em certos horários do dia, causando congestionamento nas vias e sobrecarga nos transportes coletivos. Neste contexto, o transporte coletivo desempenha importante papel, uma vez que se constitui como único meio de transporte para grande parte da população, além de ser a alternativa mais sustentável para as viagens motorizadas. A conveniência de uma distribuição mais uniforme da demanda por viagens decorre das perdas provocadas pelo congestionamento e do desperdício de recursos que representa a capacidade ociosa do transporte coletivo e do sistema viário urbano nos horários de baixa demanda. Políticas de gerenciamento da demanda por transportes visando diluir os picos são aplicadas com fteqüência em grandes centros urbanos e, entre as medidas que atuam diretamente sobre a demanda por transporte coletivo, destacam-se as políticas tarifárias, programas de horário de trabalho flexível, escalonado, com semana comprimida ou teletrabalho, e, também, melhorias dos níveis de serviço. Tarifa diferenciada por hora do dia no transporte público é prática corrente em diversos países. Com o objetivo de influenciar o usuário quanto à escolha do horário de viagem, adotam-se valores tarifários mais altos para as viagens realizadas nos períodos de pico e mais baixos fora do pico Essa estratégia busca atrair a demanda mais elástica para os horários em que o sistema é menos solicitado. A justificativa para a discriminação apóia-se no fato de que a excessiva concentração de usuários em poucas horas do dia é um dos fatores responsáveis pela elevação dos custos totais do sistema. O estudo de caso permitiu analisar, através de modelagem comportamental, a resposta da demanda do período de pico a políticas de diferenciação tarifária por hora do dia. A metodologia empregada mostrou-se adequada e os resultados encontrados permitem concluir que políticas que contemplem variações tarifárias em troca de alterações nos horários de início da viagem podem ser empregadas no contexto analisado. Ainda, verificou-se que os entrevistados aos quais é proposta a antecipação do horário de viagem são mais elásticos do que aqueles aos quais é proposta a postergação do horário de viagem.

Avaliação do potencial alelopático de genótipos de sorgo

A utilização de genótipos de culturas com potencial alelopático superior é considerada uma importante alternativa para manejo de plantas daninhas. Estas cultivares também podem ser utilizadas para isolamento de substâncias potencialmente alelopáticas, como base para produção de herbicidas sintéticos. Contudo, há dificuldades para reproduzir-se a campo os resultados de atividade obtidos em ensaios conduzidos em laboratório. Este trabalho objetivou determinar a existência de variabilidade entre genótipos de sorgo quanto à produção de extratos hidrofóbicos de raízes; relacionar o potencial alelopático mensurado em laboratório com a supressão diferencial de plantas daninhas por estes genótipos a campo; e verificar a importância de fatores limitantes do desempenho da substância sorgoleone em nível de campo. Realizaram-se experimentos em casa de vegetação e em laboratório para testar o potencial alelopático de extratos hidrofóbicos e hidrofílicos de plantas de sorgo e quantificar a produção e o comportamento ambiental de sorgoleone. No campo, foram quantificados os efeitos de diversos genótipos dessa cultura. Há variabilidade entre genótipos de sorgo quanto à produção de extratos hidrofóbicos. O aleloquímico sorgoleone é o principal componente de extratos hidrofóbicos de raízes de sorgo. Não se constatou relação de dependência entre produção de sorgoleone por genótipos de sorgo em laboratório e capacidade de supressão de plantas daninhas a campo, por estes genótipos. O genótipo de sorgo BR 601 apresenta potencial alelopático superior em laboratório, e pertence ao grupo de genótipos com maior efeito alelopático a campo. A limitada ação de sorgoleone a campo deve-se à elevada sorção aos colóides do solo e à reduzida concentração no ambiente externo às raízes.

Características dinâmicas do escoamento turbulento em bancos de tubos inclinados

Bancos de tubos ou de barras são encontrados nas indústrias nucleares e de processos, constituindo-se nos dispositivos mais comumente utilizados no desenvolvimento de trocadores de calor. O procedimento usual na análise de bancos de tubos considera o escoamento incidindo uniformemente no banco ao longo de toda a extensão dos tubos. Em aplicações reais de trocadores de calor este fato não é observado, pois o escoamento não é uniforme devido a presença de defletores e condições de entrada e saída. A proposta deste trabalho é apresentar um estudo experimental das flutuações de pressão e velocidade e sua interdependência do escoamento turbulento incidindo em arranjos de cilindros inclinados, com diferentes ângulos de incidência (30º, 45º, 60º e 90º) simulando bancos de tubos inclinados com arranjo quadrangular e razão de espaçamento P/D=1,26. A seção de testes é um canal retangular com 146 mm de altura e largura de 193 mm. O fluido de trabalho é o ar, impulsionado por um ventilador centrífugo, passando por uma câmara de tranquilização e um conjunto de grades e telas, que tem a finalidade de uniformizar o escoamento e reduzir a intensidade de turbulência para a ordem de 2%, antes de alcançar a seção onde são realizadas as medições. Medições da distribuição de pressão na parede e flutuações de velocidade e pressão em torno de um dos tubos no interior dos bancos foram realizadas para diferentes ângulos de incidência, utilizando a técnica de anemometria de fio quente e um transdutor de pressão. Os resultados experimentais são apresentados na forma adimensional A distribuição média de pressão em uma das paredes laterais do canal, com a presença do banco de tubos, mostrou que as linhas isobáricas não são paralelas ao eixo dos tubos, indicando que o gradiente de pressão não é perpendicular aos tubos, nem paralelo a direção principal do escoamento. As médias quadráticas das flutuações de pressão indicam uma distribuição mais uniforme das cargas dinâmicas em torno dos tubos do bancos com inclinações de 30º e 90º. A análise dos resultados dos espectros das flutuações de pressão mostra que conforme o ângulo de incidência do escoamento aumenta, picos aparecem para freqüência adimensionais cada vez menores. O comportamento dos espectros de flutuação de velocidade mostram um decaimento suave das curvas quando o ângulo de incidência do escoamento aumenta. A correlação cruzada entre as flutuações de velocidade e pressão indicam que, quando o ângulo de incidência do escoamento diminui, importantes efeitos tridimensionais aparecem. Esses efeitos, caracterizados pelas oscilações na correlação cruzada para o ângulo de incidência de 45º, parecem desaparecer se o ângulo de incidência continua-se a ser reduzido.

Capacidade e demandas tecnológicas de indústrias alimentícias da Baixada Cuiabana e o potencial de interação com as universidades matogrosensses

O isolamento geográfico sempre representou um grande obstáculo ao crescimento e desenvolvimento econômico de regiões afastadas dos principais circuitos produtivos, relegando a tais regiões um papel secundário na produção nacional. Alterações nos paradigmas produtivos e melhorias nos sistemas de transportes, nos últimos anos, diminuíram as distâncias entre estados como Mato Grosso e o resto do mundo. A sociedade local, entretanto, ainda encontra-se em fase de transição de uma forte dependência das atividades agrícolas para uma industrialização ainda incipiente. Nesse contexto é de grande importância o desempenho da agroindústria local para o desenvolvimento regional. O objetivo deste trabalho é, num primeiro momento, identificar e descrever a capacidade e demandas tecnológicas de empresas do segmento da agroindústria de alimentos da região da Baixada Cuiabana, no Estado de Mato Grosso. Num segundo momento pretende-se verificar em que medida a produção científica e tecnológica das universidades pode solucionar os problemas tecnológicos identificados nas empresas. A pesquisa foi realizada com sete empresas legalmente formalizadas, que se disponibilizaram a participar do trabalho, nos setores de laticínios, frigoríficos, bebidas, processamento de soja e produção de derivados de guaraná, de um lado, e com as duas universidades locais, do outro. Os resultados demonstram que as empresas, apesar de possuírem uma função de engenharia, que acumula a gestão das áreas de produto e processo, possuem uma capacidade limitada a tentar dominar a tecnologia adquirida externamente, advindo daí suas principais demandas tecnológicas. As universidades locais, devido às suas várias deficiências estruturais, podem oferecer respostas limitadas aos problemas tecnológicos apresentados pelas empresas.

Modelamento matemático do escoamento do aço num distribuidor de lingotamento contínuo

Além de armazenar e distribuir o aço líquido para os moldes, uma das funções do distribuidor de lingotamento contínuo é a flotação e separação das inclusões para uma melhor qualidade do produto final. A eficiência e otimização deste processo requer o conhecimento das características do escoamento do aço líquido dentro do distribuidor. Esta dissertação trata do modelamento matemático do escoamento do aço num distribuidor DELTA-T, sem e com modificadores de fluxo e inibidores de turbulência, em condições isotérmicas e não isotérmicas em diferentes situações de vazão e condições térmicas. O software CFX-4 foi utilizado para resolver as equações de movimento, continuidade e transferência de calor utilizando modelo k-ε de turbulência para uma geometria tri-dimensional. A validação de modelo matemático com o modelo físico foi feita através da comparação de planos de laser entre os vetores de velocidade. Para a trajetória do escoamento foi utilizado no modelo físico a técnica do corante. Para a obtenção das curvas DTR – distribuição de tempos de residência no modelo físico foi usada a técnica de injeção de pulso, enquanto que no modelo numérico esta mesma técnica foi aplicada para um escoamento multifásico homogêneo. O perfil de temperatura calculado do aço na superfície foi comparado com medidas experimentais realizadas na usina O objetivo deste trabalho é caracterizar o escoamento do aço através dos perfis de velocidade, energia cinética de turbulência, perfis de temperatura e curvas de distribuição de tempos de residência, avaliando os tempos mínimo e médio de residência e as porções de volumes característicos. Os resultados obtidos indicam que o uso de modificadores de fluxo e inibidores de turbulência são eficientes no controle da emulsificação. É observado que o escoamento apresenta diferenças quando tratado isotermicamente e não isotermicamente.

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.

Estudo do potencial carcinogênico de poluentes utilizando simulação molecular

Substâncias carcinogênicas são diariamente lançadas no meio ambiente, tanto na atmosfera quanto em corpos hídricos. Estas são capazes de ligar-se a proteínas constituintes de tecidos vivos produzindo um carcinoma, cuja probabilidade de formação depende da afinidade do poluente com os grupos funcionais presentes nos substratos protéicos. Contudo, os mecanismos pelos quais ocorre a formação do carcinoma não estão totalmente esclarecidos. Alguns modelos baseados em propriedades moleculares foram formulados na tentativa de prever quais serão os mecanismos, compostos intermediários e produtos finais de reação. Porém, esses modelos apresentam sérias limitações por não levarem em conta a dinâmica do processo reativo. Para que se possa estimar os mecanismos, é preciso detectar a formação ou ruptura de ligações ao longo do tempo, o que torna necessário utilizar modelos transientes. O presente trabalho apresenta um modelo que resolve a equação de Schrödinger dependente do tempo para verificar qual o mecanismo de reação entre uma substância carcinogênica e um aminoácido. A simulação do cenário transiente proposto requer um baixo tempo de processamento e possibilita uma fácil interpretação dos resultados obtidos.

Levantamento de produção de resíduos agro-industriais e seu potencial de utilização na indústria da construção

Entre os temas de preocupação mundial encontra-se a quantidade e ação prejudicial dos resíduos industriais e urbanos ao meio ambiente. Os países desenvolvidos e em desenvolvimento estão trabalhando intensamente no estudo e soluções a esta temática. A industria da construção é uma das industrias que consume maior quantidade de materiais naturais, tendendo a produzir um esgotamento destes recursos. O custo e esgotamento das matérias primas que consome esta industria faz que grande parte dos países utilizem estes resíduos na melhoria de materiais de construção, gerando uma diminuição da agressão e poluição ao meio ambiente, melhorando a qualidade de vida.. O presente trabalho refere-se aos resíduos produzidos pela agro- industria e o aproveitamento destes dentro da industria da construção e, particularmente, no Uruguai. O objetivo desta pesquisa foi identificar quais são os resíduos agro-industriais possíveis de serem utilizados do ponto de vista técnico e econômico na indústria da construção Uruguaia. Pora tal, compila-se dados sobre a quantidade de produtos agro-industriais, sua localização, quantidade de resíduos produzidos no processo de industrialização e local de deposição destes resíduos. O método geral de coleta de dados é um levantamento das publicações de dados do censo realizadas pelas instituições do estado e também das publicações de instituições mistas e privadas A identificação dos produtos agro-industriais levou a uma seleção prévia destes, baseada na degradação rápida e agressividade ao meio ambiente. Os produtos selecionados foram sujeitos a uma escolha de acordo com a maior produção destes, nos últimos anos. Determinou-se o estudo dos cultivos cerealíferos (arroz, trigo, milho, cevada cervejeira), couros e florestação. Numa revisão bibliográfica da utilização dos resíduos na geração dos novos materiais e/ou no melhoramento destes, desenvolvida simultaneamente com o levantamento de dados, focaliza-se a revisão a apenas dois tipos de resíduos, os produzidos pelo produto arroz e resíduos de couro curtido ao cromo como possíveis de serem utilizados do ponto de vista técnico e econômico na indústria da construção.

Análise comparativa do potencial de sistemas centralizados para controle de tráfego no Brasil

Este trabalho realiza uma análise do potencial dos sistemas centralizados para controle de tráfego no Brasil, executando uma comparação entre as diferentes tecnologias disponíveis, e os conseqüentes resultados obtidos. Estes resultados são apresentados, através de "cases", na forma de benefícios obtidos, comparados com os custos associados para a implantação de cada sistema. As partes que compõem estes sistemas são apresentadas através de um histórico do controle de tráfego e das evoluções tecnológicas dos equipamentos e dos critérios de controle utilizados. Um resumo dos panoramas atuais, americano e brasileiro, permite uma comparação, quanto à utilização e investimentos em sistemas centralizados para controle de tráfego. Ao final do trabalho é apresentada uma proposta, adequada à realidade brasileira, para implantação de sistemas centralizados de tráfego, baseada em uma metodologia de implantação em etapas, com investimentos e benefícios crescentes, atendendo gradativamente à demanda de cada município.

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.