Probabilistic modelling of CO2 corrosion laboratory data using neural networks

The present paper addresses two major concerns that were identified when developing neural network based prediction models and which can limit their wider applicability in the industry. The first problem is that it appears neural network models are not readily available to a corrosion engineer. Therefore the first part of this paper describes a neural network model of CO2 corrosion which was created using a standard commercial software package and simple modelling strategies. It was found that such a model was able to capture practically all of the trends noticed in the experimental data with acceptable accuracy. This exercise has proven that a corrosion engineer could readily develop a neural network model such as the one described below for any problem at hand, given that sufficient experimental data exist. This applies even in the cases when the understanding of the underlying processes is poor. The second problem arises from cases when all the required inputs for a model are not known or can be estimated with a limited degree of accuracy. It seems advantageous to have models that can take as input a range rather than a single value. One such model, based on the so-called Monte Carlo approach, is presented. A number of comparisons are shown which have illustrated how a corrosion engineer might use this approach to rapidly test the sensitivity of a model to the uncertainities associated with the input parameters. (C) 2001 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Brain activity during the encoding, retention, and retrieval of stimulus representations

Studies of delayed nonmatching-to-sample (DNMS) performance following lesions of the monkey cortex have revealed a critical circuit of brain regions involved in forming memories and retaining and retrieving stimulus representations. Using event-related functional magnetic resonance imaging (fMRI), we measured brain activity in 10 healthy human participants during performance of a trial-unique visual DNMS task using novel barcode stimuli. The event-related design enabled the identification of activity during the different phases of the task (encoding, retention, and retrieval). Several brain regions identified by monkey studies as being important for successful DNMS performance showed selective activity during the different phases, including the mediodorsal thalamic nucleus (encoding), ventrolateral prefrontal cortex (retention), and perirhinal cortex (retrieval). Regions showing sustained activity within trials included the ventromedial and dorsal prefrontal cortices and occipital cortex. The present study shows the utility of investigating performance on tasks derived from animal models to assist in the identification of brain regions involved in human recognition memory.

Energy cost of activity assessed by indirect calorimetry and a (CO2)-C-13 breath test

Purpose: The aim of this study was to assess the accuracy of a (CO2)-C-13 breath test for the prediction of short-duration energy expenditure. Methods: Eight healthy volunteers walked at 1.5 km.h(-1) for 60 min followed by 60-min recovery. During this time, the energy cost of physical activity was measured via respiratory calorimetry and a C-13 bicarbonate breath test. A further eight subjects were tested using the same two methods during a 60-min cycle at 0.5 kp. 30 ipm followed by a 60-min recovery. The rate of appearance of (CO2)-C-13, (RaCO2) was measured and the mean ratio, (V) over dot CO2/RaCO2 was used to calculate energy expenditure using the isotopic approach. Results: As would be expected, there was a significant difference in the energy cost of walking and cycling using both methods (P < 0.05). However. no significant differences were observed between respiratory calorimetry and the isotope method for measurement of energy expenditure while walking or cycling. Conclusions: These data suggest that the C-13 breath test is a valid method that can be used to measure the energy cost of short duration physical activity in a field setting.

A comparative study of carbon gasification with O-2 and CO2 by density functional theory calculations

A comparative study of carbon gasification with O-2 and CO2 was conducted by using density functional theory calculations. It was found that the activation energy and the number of active sites in carbon gasification reactions are significantly affected by both the capacity and manner of gas chemisorption. O-2 has a strong adsorption capacity and the dissociative chemisorption of O-2 is thermodynamically favorable on either bare carbon surface or even isolated edge sites. As a result, a large number of semiquinone and o-quinone oxygen can be formed indicating a significant increase in the number of active sites. Moreover, the weaker o-quinone C-C bonds can also drive the reaction forward at (ca. 30%) lower activation energy. Epoxy oxygen forms under relatively high O-2 pressure, and it can only increase the number of active sites, not further reduce the activation energy. CO2 has a lower adsorption capacity. Dissociative chemisorption of CO2 can only occur on two consecutive edge sites and o-quinone oxygen formed from CO2 chemisorption is negligible, let alone epoxy oxygen. Therefore, CO2-carbon reaction needs (ca 30%) higher activation energy. Furthermore, the effective active sites are also reduced by the manner Of CO2 chemisorption. A combination of the higher activation energy and the fewer active sites leads to the much lower reaction rate Of CO2-carbon.

Document retrieval for e-mail search and discovery using Formal Concept Analysis

This paper discusses a document discovery tool based on Conceptual Clustering by Formal Concept Analysis. The program allows users to navigate e-mail using a visual lattice metaphor rather than a tree. It implements a virtual. le structure over e-mail where files and entire directories can appear in multiple positions. The content and shape of the lattice formed by the conceptual ontology can assist in e-mail discovery. The system described provides more flexibility in retrieving stored e-mails than what is normally available in e-mail clients. The paper discusses how conceptual ontologies can leverage traditional document retrieval systems and aid knowledge discovery in document collections.

Processo auto - sustentável de sinterização de pelotas de minério de ferro: influência da estrutura

O Brasil é um dos países que possuem as maiores jazidas de minério de ferro do mundo. Devido aos recursos financeiros envolvidos, mão-de-obra, arrecadação de impostos, envolvimento de atividades logísticas e comercialização exterior, a mineração é uma das principais atividades econômicas do país, envolvendo nesse contexto as plantas de pelotização de minério de ferro. As pelotas de minério de ferro são um dos insumos essenciais utilizados na produção mundial do aço. Compostas essencialmente de óxido de ferro (Fe2O3), são aglomerados com diâmetro que varia de 6,3 a 16 mm, cuja sua produção envolve a combustão para que obtenham a resistência mecânica necessária para serem utilizadas nos alto fornos siderúrgicos. Tal característica impede que as pelotas se quebrem e se transformem em finos, dificultando a permeação do ar através da carga do alto forno e consequentemente reduzindo a eficiência da queima e produção do ferro gusa, o qual é transformado em aço nas etapas posteriores de refino. Para garantir a produção de pelotas com a qualidade desejada, especialmente nos aspectos de composição e resistência mecânica, foi proposta queima controlada em reator de leito fixo simulando as características dos fornos utilizados na indústria. Com os resultados obtidos, foi possível correlacionar nível de temperatura, consumo de O2 e geração de CO2 e resistência à compressão, permitindo o aprimoramento do processo de combustão de pelotas, além de atestar a possibilidade de utilização de outros combustíveis sólidos como alternativas ao gás natural.

Matéria orgânica do solo e emissão de C-CO2 em diferentes manejos e cultivos agrícolas

O manejo do solo deve ser realizado de tal forma que garanta a produção sustentável ao longo dos anos. Dentre as técnicas empregas, o manejo agroecológico e o plantio direto favorecem a manutenção da cobertura do solo e o aporte de matéria orgânica. Partindo da hipótese de que o maior aporte de resíduos culturais aumenta o conteúdo e estoque de matéria orgânica no solo, bem como reduz a emissão de C-CO2, o objetivo geral da pesquisa foi avaliar o impacto do manejo na matéria orgânica do solo e na emissão de C-CO2, nos períodos secos e chuvosos em diferentes cultivos agrícolas. O capítulo 1 foi desenvolvido na comunidade de Feliz Lembrança, Alegre–ES, onde foram avaliados sistemas de manejo em pastagem (PAST), café a pleno sol (PS) e café em sistema agroflorestal (SAF) e uma mata nativa (MN). O capítulo 2 foi desenvolvido no Incaper de Domingos Martins, onde se avaliou tratamentos de plantio direto de hortaliças sob palhada de gramínea (PD-G), leguminosa (PD-L), consórcio gramínea/leguminosa (PD-GL) e convencional utilizando enxada rotativa no pré-plantio (PC)em um delineamento de blocos casualizados. Amostras de solos em diferentes camadas foram coletadas para caracterização química e da matéria orgânica. Foram realizadas medições de emissão de C-CO2, temperatura do solo, umidade do solo e C biomassa microbiana do solo in situ. Foi utilizada análise de variância multivariada, vinculada a teste de aleatorização e aplicação de contrastes ortogonais no capítulo 1 e análise de variância aplicando teste F e teste de médias no capítulo 2. O SAF apresentou maior conteúdo de C orgânico total (19,8 g/kg) na camada de 0 a 5 cm e a PAST em subsuperfície. O menor estoque de C e N e os maiores valores de quociente metabólico foram encontrados no PS. O SAF reduziu a emissão de C-CO2 em 1,93 Mg ha-1 ano-1 em relação ao PS. O C orgânico total variou de 34,94 a 50,48 g/kg no PD-GL enquanto no sistema PC essa variação foi de 27,11 a 43,74 g/kg no perfil amostrado. A emissão média anual foi de 15,89 Mg C-CO2 ha-1 ano-1para a PD-G enquanto o PD-GL foi de 13,77; PD-L de 13,09 e PC de 11,20 Mg C-CO2 ha-1 ano-1. No PC, o balanço de C foi negativo (-2,15Mg ha-1), além de apresentar as menores médias anuais de umidade do solo e C biomassa microbiana e maior Qmet anual. Sistemas com contínuo e diversificado aporte de matéria orgânica promovem redução na emissão de C-CO2, bem como atuam no sequestro de C atmosférico.

Avaliação da voz em pacientes submetidos à cordectomia com laser de CO2

OBJETIVO: Avaliar a voz de pacientes portadores de carcinomas iniciais glóticos submetidos à cordectomia com laser de CO2. MÉTODO: Foram avaliados 15 pacientes com diagnóstico de carcinoma espinocelular Tis e T1 glóticos. A avaliação foi feita por meio da análise perceptivo auditiva da voz, pela análise acústica computadorizada e videolaringoestroboscópica. Os pacientes responderam a um questionário de avaliação geral da voz e um protocolo de qualidade de vida relacionado à voz (QVV). Os resultados foram comparados aos de um grupo controle de indivíduos com laringes normais. RESULTADOS: A análise perceptivo-auditiva da voz revelou que a maioria dos pacientes submetidos à cordectomia apresentou algum grau de disfonia, à custa de rouquidão e soprosidade. Considerando os parâmetros acústicos analisados e os valores do grupo controle, observou-se a tendência de um pequeno incremento da freqüência fundamental, mas sem diferença estatisticamente significante; os valores de jitter, shimmer e da proporção harmônico-ruído apresentaram-se significantemente alterados. Os aspectos analisados na videolaringoestroboscopia mostraram-se melhores nas cordectomias menos extensas. Os escores do QVV sugerem que os pacientes tiveram um discreto impacto na qualidade de vida relacionada à voz. CONCLUSÕES: Apesar da presença de alterações na qualidade vocal dos pacientes submetidos à cordectomia com laser de CO2, os resultados funcionais tendem a ser bem aceitos pelos pacientes, com discreta repercussão na qualidade de vida.

Armazenamento de mirtilo 'Bluegem' em atmosfera controlada e refrigerada com absorção e inibição do etileno

O mirtilo é uma fruta rica em polifenóis e antocianinas que apresenta alta atividade antioxidante. No entanto, essa atividade pode ser alterada por condições de armazenamento e processamento dos frutos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a manutenção das qualidades físicas e químicas de frutos de mirtilo (Vaccinium ashei Reade) do cultivar Bluegem em diferentes condições de armazenamento. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado com quatro repetições e unidade experimental composta por 400g de frutos. Os tratamentos utilizados foram: [1] armazenamento refrigerado (AR); [2] AR com absorção de etileno por sachês de permanganato de potássio; [3] atmosfera controlada (AC) com 2,0kPa O2 + 1 0,0kPa CO2; [4] AC com 2,0kPa O2 + 15,0kPa CO2; e [5] AC com 10,0kPa O2 + 15,0kPa CO2; [6] AC com 2,0kPa O2 + 10,0kPa CO2 e aplicação de 900ìg kg-1 de 1-metilciclopropeno. Os frutos submetidos a todos os tratamentos foram armazenados na temperatura de 0,5°C (± 0,1 °C). A avaliação da qualidade dos frutos foi realizada após sete semanas de armazenamento mais 84 horas (três dias e meio) de exposição a 20°C (± 0,2°C). A melhor conservação de mirtilo 'Bluegem' ocorreu em armazenamento refrigerado, em que se obteve maior acidez titulável, teor de sólidos solúveis totais e porcentagem de frutos firmes, conteúdo de antocianinas e polifenóis totais. Além de menor produção de etileno e CO2. A remoção do etileno da câmara de armazenamento favorece a conservação dos frutos.

Atmosfera controlada para o armazenamento de goiaba cultivar 'Paluma'

A goiaba é uma fruta que apresenta alta perecibilidade, sendo o armazenamento em Atmosfera Controlada (AC) uma técnica que pode prolongar a vida pós-colheita, mantendo sua qualidade. O objetivo deste trabalho foi determinar a melhor condição de armazenamento em AC para a conservação da qualidade da goiaba, cultivar 'Paluma'. O experimento foi conduzido no Delineamento em Blocos ao Acaso, com os tratamentos: [1] 20,9 kPa O2 + 0,03 kPa CO2 (AR - testemunha); [2] 1,0 kPa O2 + 2,0 kPa CO2; [3] 2,0 kPa O2 + 2,0 kPa CO2; [4] 3,0 kPa O2 + 2,0 kPa CO2; e [5] 3,0 kPa O2 + 4,0 kPa CO2. Todos os frutos foram armazenados à temperatura de 8°C (±0,2) sob umidade relativa de 95% (±2,0). Após 28 dias de armazenamento, os frutos foram avaliados quanto às suas características físico-químicas. A melhor conservação da goiaba cultivar 'Paluma' em AC foi obtida com O2 entre 1 e 2 kPa, combinado com 2 kPa de CO2. Estas condições reduziram a degradação da coloração verde da epiderme, a perda de firmeza e de acidez e mantiveram a coloração da polpa com mais eficiência; porém, a alta ocorrência de podridões durante a vida de prateleira é o fator que limita o período de conservação desta goiaba.

Supercritical CO2 extraction of secondary metabolites from Agaricus blazei: experiments and modelling

The mycelium and young fruiting bodies of Agaricus blazei were submitted to supercritical CO2 extraction, in a modified commercial flow apparatus, at temperatures from 40 to 80 ºC, pressures up to 600 bar and CO2 flow-rates from 2.0 to 9.0 g.min-1. The best extraction conditions of secondary metabolites, whereby the degree of solubilization (g extract/100 g of fungi) is the highest, was obtained with pure CO2 at 400 bar, 70 ºC and a CO2 flow rate of 5.7g.min-1. The extract in that conditions were analysed by GC-Ms. In order to increase the extraction yield of secondary metabolites, which are mostly present in glycolipid fractions, a polar compound (ethanol) was used as co-solvent in the proportions of 5 and 10 % (mol/mol). The presence of ethanol increased the yield when compared with the extraction with pure CO2. Moreover, a simple model was applied to the supercritical CO2 extraction of secondary metabolites from Agaricus blazei.

Mathematical modelling of supercritical CO2 extraction of volatile oils from aromatic plants

The modelling of the experimental data of the extraction of the volatile oil from six aromatic plants (coriander, fennel, savoury, winter savoury, cotton lavender and thyme) was performed using five mathematical models, based on differential mass balances. In all cases the extraction was internal diffusion controlled and the internal mass transfer coefficienty (k(s)) have been found to change with pressure, temperature and particle size. For fennel, savoury and cotton lavender, the external mass transfer and the equilibrium phase also influenced the second extraction period, since k(s) changed with the tested flow rates. In general, the axial dispersion coefficient could be neglected for the conditions studied, since Peclet numbers were high. On the other hand, the solute-matrix interaction had to be considered in order to ensure a satisfactory description of the experimental data.

Projecto e simulação de uma instalação para estudo da absorção de CO2 com soluções de aminas

Este trabalho visa, como objectivo principal, contribuir para o estudo da absorção de CO2 em gases de combustão, utilizando MEA. Tem também, como objectivo secundário, o dimensionamento de uma unidade de absorção assim como uma avaliação económica do respectivo projecto. Assim, esta tese divide-se em duas partes: a primeira parte refere-se ao projecto da instalação piloto para captura de CO2 utilizando a tecnologia de absorção gasosa e de modo a ser possível a utilização de soluções de aminas. A segunda parte desta tese descreve a simulação da operação da instalação de absorção de CO2 em HYSYS, e a respectiva avaliação económica do projecto, na impossibilidade prática de realizar ensaios laboratoriais, considerando o espaço de tempo que medeia entre a especificação do equipamento a adquirir e a recepção desses mesmos equipamentos, incompatível com o tempo disponível para a realização desta tese de Mestrado. Na primeira parte do trabalho foi realizada a avaliação de uma unidade já existente no IST permitindo, dessa forma, verificar o estado da mesma assim como o material que é necessário adquirir de forma a conseguir a sua conversão numa unidade de absorção de CO2 em contínuo. Após a conclusão deste estudo, pode concluir-se que a instalação piloto terá um custo, com bases nos orçamentos, de 7.262€. Na segunda parte do projecto foi realizada uma simulação em HYSYS da operação de captura de CO2. Esta simulação tinha como principal objecto poder determinar as melhores condições operatórias a utilizar na unidade, para posterior comparação com os resultados que irão, posteriormente, ser obtidos em laboratório, ficando-se na captura de CO2 a partir dos efluentes gasosos da Central Termoeléctrica de Sines que é uma unidade do sistema gerador nacional candidata a fazer-se a captura de CO2 recorrendo a esta tecnologia. Desta forma, a simulação apresentou os seguintes resultados principais: uma percentagem de CO2 capturado de 90,61%. A unidade apresenta um custo de 82€/ton CO2 e um custo operacional de 28 M€/ano. Por fim, os resultados obtidos pelo simulador HYSYS foram comparados com outros resultados obtidos em ASPEN PLUS, tendo sido possível concluir que o HYSYS é o simulador mais fiável devido a fiabilidade do pacote de propriedades, e mais simples de trabalhar em comparação como o ASPEN PLUS, quando aplicado a esta situação. Este trabalho resultou na apresentação de uma comunicação em painel no 2º Encontro do IBB, em Braga em Outubro de 2010 e, ainda na elaboração de um artigo submetido a uma revista internacional.

O impacto energético e as emissões de CO2 dos veículos eléctricos em Portugal

Para a diminuição da dependência energética de Portugal face às importações de energia, a Estratégia Nacional para a Energia 2020 (ENE 2020) define uma aposta na produção de energia a partir de fontes renováveis, na promoção da eficiência energética tanto nos edifícios como nos transportes com vista a reduzir as emissões de gases com efeito de estufa. No campo da eficiência energética, o ENE 2020 pretende obter uma poupança energética de 9,8% face a valores de 2008, traduzindo-se em perto de 1800 milhões de tep já em 2015. Uma das medidas passa pela aposta na mobilidade eléctrica, onde se prevê que os veículos eléctricos possam contribuir significativamente para a redução do consumo de combustível e por conseguinte, para a redução das emissões de CO2 para a atmosfera. No entanto, esta redução está condicionada pelas fontes de energia utilizadas para o abastecimento das baterias. Neste estudo foram determinados os consumos de combustível e as emissões de CO2 de um veículo de combustão interna adimensional representativo do parque automóvel. É também estimada a previsão de crescimento do parque automóvel num cenário "Business-as-Usual", através dos métodos de previsão tecnológica para o horizonte 2010-2030, bem como cenários de penetração de veículos eléctricos para o mesmo período com base no método de Fisher- Pry. É ainda analisado o impacto que a introdução dos veículos eléctricos tem ao nível dos consumos de combustível, das emissões de dióxido de carbono e qual o impacto que tal medida terá na rede eléctrica, nomeadamente no diagrama de carga e no nível de emissões de CO2 do Sistema Electroprodutor Nacional. Por fim, é avaliado o impacto dos veículos eléctricos no diagrama de carga diário português, com base em vários perfis de carga das baterias. A introdução de veículos eléctricos em Portugal terá pouca expressão dado que, no melhor dos cenários haverão somente cerca de 85 mil unidades em circulação, no ano de 2030. Ao nível do consumo de combustíveis rodoviários, os veículos eléctricos poderão vir a reduzir o consumo de gasolina até 0,52% e até 0,27% no consumo de diesel, entre 2010 e 2030, contribuindo ligeiramente uma menor dependência energética externa. Ao nível do consumo eléctrico, o abastecimento das baterias dos veículos eléctricos representará até 0,5% do consumo eléctrico total, sendo que parte desse abastecimento será garantido através de centrais de ciclo combinado a gás natural. Apesar da maior utilização deste tipo de centrais térmicas para produção de energia, tanto para abastecimento das viaturas eléctricas, como para o consumo em geral, verifica-se que em 2030, o nível de emissões do sistema electroprodutor será cerca de 46% inferior aos níveis registados em 2010, prevendo-se que atinja as 0,163gCO2/kWh produzido pelo Sistema Electroprodutor Nacional devido à maior quota de produção das fontes de energia renovável, como o vento, a hídrica ou a solar.

Redução das emissões de CO2 em redes ópticas

Num mundo em que as redes de telecomunicações estão em constante evolução e crescimento, o consumo energético destas também aumenta. Com a evolução tanto por parte das redes como dos seus equipamentos, o custo de implementação de uma rede tem-se reduzido até ao ponto em que o maior obstáculo para o crescimento das redes é já o seu custo de manutenção e funcionamento. Nas últimas décadas têm sido criados esforços para tornar as redes cada fez mais eficientes ao nível energético, reduzindo-se assim os seus custos operacionais, como também a redução dos problemas relacionados com as fontes de energia que alimentam estas redes. Neste sentido, este trabalho tem como objectivo principal o estudo do consumo energético de redes IP sobre WDM, designadamente o estudo de métodos de encaminhamento que sejam eficientes do ponto de vista energético. Neste trabalho formalizámos um modelo de optimização que foi avaliado usando diferentes topologias de rede. O resultado da análise mostrou que na maioria dos casos é possível obter uma redução do consumo na ordem dos 25%.