The carreau-yasuda fluids: a skin friction equation for turbulent flow in pipes and kolmogorov dissipative scales

In this work the turbulent flow of the Non-Newtonian Carreau-Yasuda fluid will be studied. A skin friction equation for the turbulent flow of Carreau-Yasuda fluids will be derived assuming a logarithmic behavior of the turbulent mean velocity for the near wall flow out of the viscous sub layer. An alternative near wall characteristic length scale which takes into account the effects of the relaxation time will be introduced. The characteristic length will be obtained through the analysis of viscous region near the wall. The results compared with experimental data obtained with Tylose (methyl hydroxil cellulose) solutions showing good agreement. The relations between scales integral and dissipative obtained for length, time, velocity, kinetic energy, and vorticity will be derived for this type of fluid. When the power law index approach to unity the relations reduces to Newtonian case.

O comércio interno no Pará oitocentista: atos, sujeitos sociais e controle entre 1840-1855

Na segunda metade do século XIX, os discursos dos presidentes da Província do Pará enfatizavam os ideais de progresso econômico local, que seria alcançado através do restabelecimento dos negócios e do comércio entre as diversas vilas e cidades da região. Para isso, lançavam a proposta de se organizar o mercado interno e se instalar companhias de comércio e navegação a vapor para dinamizar essas atividades comerciais. Porém, essas idéias políticas também atentavam para a necessidade de se implementar o controle fiscal, diante da ação do comércio clandestino. A partir das fontes impressas e da historiografia sobre o tema, analisam-se essas idéias e políticas entendendo nelas os argumentos e as finalidades da implementação da navegação a vapor voltada para o abastecimento interno da província e para o incremento do comércio de exportação. O objetivo deste trabalho é estudar essas políticas sobre a navegação fluvial e a fiscalização das atividades comerciais que burlavam as ações do fisco, fato sobre o qual reincidem as falas das autoridades da província.

A navegação regional como mecanismo de transformação da economia da borracha

Trata da transformação do mercado amazônico no século XIX, a partir da economia da borracha, tendo como teoria de base o sentido de transformação de mercado de Karl Polanyi – autor do clássico A grande transformação: as origens de nossa época, publicado em 1944. Trata-se, portanto, de um trabalho de história econômica com fundamentação teórica extraída da sociologia econômica. As transformações que estavam ocorrendo no mercado amazônico se delineavam em várias esferas – principalmente a partir da década de 1870, quando a economia regional passa a se inserir definitivamente no padrão de acumulação capitalista. Ocorreram transformações mercadológicas nos seringais do Pará (seringais dos rios Acará, Capim, Guamá e Moju, ilha do Marajó, rio Xingu e rio Tapajós – todos esses de fase pré-capitalista) até o Amazonas (seringais dos rios Solimões, Madeira, depois Purus e Juruá, no Acre – esses agora no estágio de economia capitalista), transformações no perfil da mão-de-obra dos seringais (dos tapuios aos imigrantes nordestinos), transformações na infra-estrutura das cidades, principalmente Belém e Manaus, e transformações no padrão das inversões de capital, principalmente de origem estrangeiro. A navegação regional (tanto tradicional dos barcos à vela, quanto das canoas e principalmente do barco a vapor) se insere neste contexto como um mecanismo eficaz, determinante, para essas transformações, ainda que ela mesma estivesse sendo transformada, também, pela economia da borracha – portanto, um movimento dialético. Sem a navegação a vapor não teria sido possível a realização da grande corrida rumo aos seringais da Região Amazônica como, também, sem a utilização das canoas, dificilmente se conseguiria avançar na imensa rede de igarapés, furos e lagos para abastecer o interior, as cidades e os próprios seringais. A navegação a vapor é o grande destaque do nosso trabalho, pois inserida na Amazônia, em 1853, pelo Visconde de Mauá, e fazendo parte da revolução tecnológica dos países desenvolvidos, passa ser o meio de transporte mais importante do comércio local – uma simples viagem de Manaus para Belém pela navegação a vela tradicional levava em média dois meses. Pelo barco a vapor o mesmo percurso se fazia em até 10 dias. A navegação a vapor introduziu a Amazônia no sentido concreto da revolução tecnológica, cultural e econômica dos países desenvolvidos. A empresa de navegação a vapor Amazon River, criada em 1912, foi o empreendimento mais inovador da economia da borracha e durante toda a primeira metade do século XX.

Destilação fracionada do óleo essencial de P. aduncum L. rico em dilapiol

A espécie Piper aduncum L. é uma planta de porte arbustivo, popularmente conhecida na região amazônica como pimenta-de-macaco. Dela, pode ser extraído um óleo essencial, rico em dilapiol, de grande interesse econômico pela sua ação inseticida e combate às pragas na agricultura. Esse bioinseticida surge como alternativa para substituir os inseticidas sintéticos, pois sendo de origem natural não causam danos ao meio ambiente e à saúde do homem. Neste trabalho, foram analisadas as propriedades físicas do óleo essencial de pimenta-de-macaco, obtido por destilação por arraste com vapor que apresentou valores médios do índice de refração igual a 1,516 e massa específica igual a 1,08 g/cm³. Estudou-se o processo de destilação fracionada do óleo essencial, visando concentrar o composto de interesse agregando maior valor econômico, o que viabiliza seu emprego na produção de novos produtos. Nesse processo o composto principal é obtido com elevado grau de pureza. Avaliou-se um modelo matemático para a concentração de dilapiol no fundo do balão de destilação, via análise de regressão, em função do tempo de operação, o qual ajustou muito bem os dados experimentais. A análise dos resultados permite afirmar que o processo de destilação fracionada pode ser empregado para separar os constituintes úteis de óleos essenciais. Isso só é possível, pois os óleos essenciais são constituídos por vários compostos orgânicos voláteis de pontos de ebulição e pressões de vapor diferentes, tornando a separação viável. O maior teor de dilapiol obtido experimentalmente pelo processo de destilação fracionada a vácuo foi de 95 %, operando-se nas condições de vácuo (40 mmHg) e temperatura média da coluna de 122 ºC, obtendo-se um rendimento médio do processo de 41 % (v/v).

Otimização do processo de extração do óleo essencial de priprioca (Cyperus articulatus L.) por arraste com vapor

Analisa-se experimentalmente o processo de extração do óleo essencial de rizomas de priprioca (Cyperus articulatus L.) por arraste com vapor d’água saturado, em um protótipo em escala de bancada. Por meio de experimentos estatisticamente planejados, estimam-se as condições ótimas o processo de modo a maximizar as variáveis de resposta rendimento em óleo e teor de mustacona, componente majoritário do óleo essencial de priprioca, em função de variáveis operacionais de entrada do processo. As variáveis independentes e respectivos níveis são: carga de rizomas de priprioca, em gramas (64, 200, 400, 600, 736); granulometria dos rizomas, em milímetros (0,61; 1,015; 1,6; 2,19; 2,58) e tempo de extração, em minutos (40, 60, 90, 120, 140). Utilizando um planejamento composto central, com auxílio do aplicativo Statistica® 7.0, são propostos modelos matemáticos para as respostas em função das variáveis independentes isoladas e de suas combinações. Constata-se que o rendimento em óleo essencial e os teores de mustacona podem ser estimados adequadamente por modelos polinomiais de segunda ordem. São obtidos simultaneamente maiores rendimentos em óleo e teores de mustacona, quando a carga de rizomas varia de 105 a 400 gramas para tempos de extração compreendidos entre 105 e 140 minutos.

Resistência à fadiga cíclica de instrumentos rotatórios de níquel-titânio de diferentes características geométricas antes e após o uso

O objetivo do presente estudo foi avaliar a resistência à fadiga cíclica de instrumentos rotatórios de níquel-titânio de diferentes características geométricas, antes e após o uso em canais artificiais. Foram selecionadas limas rotatórias do Sistema Race (FKG Dentaire) e do Sistema K3 (SybronEndo) de conicidade 0,04, com 25mm de comprimento e diâmetro de ponta de 25, padrão ISO. As mesmas foram divididas em quatro grupos experimentais, com doze limas cada, totalizando quarenta e oito instrumentos. Os grupos foram assim divididos: grupo A0, instrumentos Race sem nenhum uso; grupo A5, instrumentos Race de cinco usos; grupo B0, instrumentos K3 de nenhum uso e grupo B5, instrumentos K3 de cinco usos. A simulação de uso foi realizada em canais artificiais de resina, com curvatura de 40° e raio de 5mm, utilizando uma peça de mão com contra-ângulo, acionado por motor elétrico, na velocidade de 350 rpm e 1 N/cm de torque. Todos os grupos foram submetidos a ensaios de fadiga cíclica num dispositivo que permitia o instrumento girar livremente, reproduzindo uma instrumentação rotatória num canal curvo. O tempo despendido até a fratura foi aferido por um cronômetro. Para avaliação estatística empregou-se o teste ANOVA para dois fatores e foi observada diferença estatisticamente significante entre as amostras. O teste de Tukey foi utilizado para verificar a diferença entre as médias dos grupos. Os resultados mostraram que o uso e a característica geométrica dos instrumentos influenciam na sua resistência à fadiga cíclica (p<0,05). As limas do grupo B0 (K3 sem nenhum uso) apresentaram maior resistência à fadiga, quando comparadas às limas dos demais grupos experimentais, independente do número de uso.

Aspectos metalúrgicos de revestimentos em dutos depositados com a superliga de níquel ERNiCrMo-4 pelos processos MIG convencional e MIG com adição de arame frio

Este trabalho estuda o perfil metalúrgico de revestimentos em dutos depositados pelos processos MIG C e MIG AF. A indústria petroquímica, e outras que utilizam dutos como meio de transporte de seus insumos, depara-se com um grande desafio: como aumentar a vida útil desses dutos em um ambiente severo de trabalho. No caso específico da petroquímica, os dutos servem como meio de transporte para petróleo e gás, que são produtos extremamente agressivos às paredes internas desses tubos que sofrem degradação por corrosão causada, principalmente, pela composição química, pressão e temperatura desses produtos. Nesse contexto a soldagem de revestimentos realizada com ligas à base de Níquel, torna-se uma excelente opção para a construção, reparo e manutenção de equipamentos cuja aplicação seja voltada a ambientes severos de trabalho, tornando possível aperfeiçoar as características requeridas, como por exemplo, a resistência à corrosão. É nesse cenário que surge o mote para a realização desta pesquisa, baseada em trabalhos que indicam que o processo de soldagem MIG/MAG com o da adição de arame frio possui a finalidade de avaliar as características metalúrgicas do revestimento em dutos depositados pelo processo derivativo MIG convencional – MIG-C e MIG com adição de arame frio – MIG AF – utilizando a liga de Níquel ERNiCrMo-4 em dutos de aço carbono. As soldas foram depositadas em dutos de diâmetro de 228,6 mm, formando uma camada de revestimento interno de quatro passes, divididos em três segmentos da circunferência do duto, em três diferentes energias de soldagem: 1,1; 0,9 e 0,7 kJ/mm. Desses segmentos retiraram-se corpos de prova dos dutos para a produção das amostras. Após a metalografia, realizada nas amostras, seguiu-se com a análise e caracterização ao microscópio óptico, microscópio eletrônico de varredura e ensaio de microdureza. Os revestimentos apresentaram excelente qualidade superficial para todos os pacotes operacionais aplicados na obtenção das soldas. As análises das regiões estudadas: metal de base; zona parcialmente misturada e zona termicamente afetada, mostraram-se compatíveis com os da literatura estudada, tanto para o MIG com adição de arame frio, quanto para o convencional. Na ZTA, foram observados valores de Tungstênio em torno de 1,0%, o aumento dos níveis de dureza foi creditado a esse fato. Os resultados de microdureza indicaram que para ambos os casos, MIG C e MIG AF, nas 4 regiões analisadas ocorreram de maneira semelhante, sendo a região da ZTA a que apresentou maiores valores na faixa de 400 a 500 HV, enquanto que nas demais regiões a faixa ficou entre 250 a 350 HV. Os resultados indicam que o processo com arame frio, MIG AF, mostrou-se tão eficiente quanto o convencional, MIG C. A energia de soldagem aumentou a diluição de Fe no metal de solda. Precipitados ricos em Mo e Cr foram encontrados no metal de solda.

Metodologia para análise exergética-econômica de plantas a vapor para geração de eletricidade consumido resíduo de biomassa amazônica

A disponibilidade de recursos energéticos em um país impacta diretamente no seu desenvolvimento sócio-econômico. Com a elevação dos preços dos energéticos no Brasil, a eficientização do uso de energia tornar-se uma atividade estratégica para o setor industrial. Com esse intuito as avaliações energéticas empregadas nesse setor objetivam otimizar a eficiência dos seus sistemas térmicos. Essas avaliações de desempenho energético são baseadas na Primeira Lei da Termodinâmica e são capazes de identificar apenas as perdas de energia, diferente da avaliação exergética que permite qualificar essa energia perdida. Devido a essa análise de qualificação da energia ser sofisticada e demorada, tornar-se necessário desenvolver um protocolo que seja executado de forma rápida e que contemple as particularidades da Amazônia, tanto o clima quanto a sua biomassa. Para isto, este trabalho propõe e aplica uma metodologia através do emprego de análises energéticas, exergética e exergo-econômica em uma planta de potência a vapor instalada no Estado Pará e operando com ciclo Rankine. Com aplicação dessas avaliações obtêm-se as taxas de energia e de perdas de energia, as taxas de exergia, as taxas de destruição de exergia, as taxas de custo de cada produto e o custo monetário da capacidade energética produzida pela planta em R$/kWh. Com esses resultados foi possível identificar as maiores perdas energéticas da planta, quantificar o custo da destruição de exergia nos principais equipamentos e a taxa de custo dos produtos principais da planta que são energia térmica e energia elétrica. Isto permite visualizar o desempenho energético, exergético e econômico em cada equipamento da planta e indicar os processos que merecem um trabalho de desenvolvimento para melhorar a sua eficiência econômica. Além disso, o custo da capacidade energética em R$/kWh produzida pela planta a vapor foi comparado com o valor cobrado pela concessionária de energia local. Essa comparação mostrou que central geradora de energia tem um custo de energia menor do que o valor confrontado.

O método GPR aplicado à localização de tubulações utilizadas no abastecimento de água na região urbana do município de Belém - Pará

Este trabalho consistiu em avaliar a viabilidade do método GPR (Ground Penetrating Radar) na localização de tubulações de aço, cimento-amianto, PVC e ferro fundido, de diversos diâmetros, utilizadas pela Companhia de Saneamento do Pará (COSANPA), no abastecimento de água à população da região urbana do município de Belém-Pará. Para o alcance deste objetivo foram realizados 14 perfis em 6 locais, distintos da área urbana de Belém, com o intuito de identificar 13 alvos, utilizando-se antenas de 200 MHz e 400 MHz, geralmente usadas neste tipo de levantamento. Os radargramas obtidos com o GPR permitiram identificar quase todos os alvos pesquisados. Apenas 3 dos 13 alvos, não foram plenamente identificados, ficando de fora, apenas os alvos de PVC, de pequena bitola (50 mm e 75 mm). Após o estudo concluímos que o método GPR é muito eficaz neste tipo de aplicação e que sua utilização tem grande valia na localização das redes de abastecimento de água. O que deve facilitar enormemente as obras de expansão da rede, assim como a sua manutenção.

Geologia, petrografia e geocronologia das rochas do depósito aurífero Ouro Roxo, Província Tapajós, Jacareacanga (PA), Brasil

O depósito Ouro Roxo localiza-se próximo da cidade de Jacareacanga, Província Aurífera Tapajós, sudoeste do Pará. O depósito consiste em um sistema hidrotermal de veios de quartzo sulfetados, hospedado em granitoides paleoproterozoicos milonitizados da Suíte Intrusiva Tropas e controlado estruturalmente pela zona de cisalhamento N-S Ouro Roxo-Canta Galo (ZCOC). Os granitoides hospedeiros são granodioritos e tonalitos oxidados, calcioalcalinos, típicos de arco magmático. A ZCOC é oblíqua sinistral dúctil-rúptil e enquadra-se no terceiro evento de deformação da Província Tapajós que transformou os granitoides Tropas em protomilonitos e milonitos intercalados com brechas. A foliação milonítica NNE mergulhando para ESSE e uma lineação de estiramento em grãos de quartzo indicam a direção do movimento para NW. Filões e corpos tubulares de quartzo mineralizados ocorrem encaixados nos milonitos e brechas, envolvidos por halos de alteração hidrotermal. Além da silicificação e sulfetação concentradas nos corpos mineralizados, três tipos de alteração hidrotermal ocorrem: propilitização (clorita + fengita + carbonato); alteração fílica (fengita + quartzo + carbonato + pirita); carbonatação. Além do quartzo magmático e do quartzo microcristalino dos milonitos, foram reconhecidas cinco gerações de quartzo hidrotermal nos filões, estando o minério relacionado ao quartzo4. Os dados isotópicos Pb-Pb não sustentam uma relação genética entre o depósito aurífero e os granitoides Tropas, sendo o depósito contemporâneo à granitogênese Maloquinha. O ambiente orogênico, o estilo filoneano do depósito, o controle estrutural, a alteração hidrotermal (propilítica + fílica + carbonatação) e a associação metálica (Au + Cu + Bi) são compatíveis com o modelo orogênico da interface mesozona-epizona para a gênese do depósito aurífero Ouro Roxo.