Estudo teórico-experimental do processo de microfiltração de partículas de sílica em suspensão aquosa

Cada vez mais muitos processos industriais convencionais de separação, tais como destilação, centrifugação e extração com solventes, entre outros, estão sendo substituídos pelos processos de separação por membranas em virtude desses apresentarem vantagens em relação aos processos convencionais, além de serem considerados uma tecnologia limpa. Entre estas vantagens pode-se citar a economia de energia, pois não envolvem mudança de fase; a possibilidade de processamento de substâncias termolábeis, pois podem operar à temperatura ambiente; a maior seletividade; a facilidade de scale – up, pois são modulares e não extensivos em mão de obra, entre outros. Uma característica limitante destes processos é a existência de uma camada de elevada concentração de partículas ou moléculas que se forma próxima à superfície da membrana e que ocasiona uma redução no fluxo permeado, podendo modificar as características de retenção da membrana. Este fenômeno é conhecido como polarização por concentração. O entendimento dos mecanismos de polarização é considerado de grande importância neste campo e o estudo e validação de modelos matemáticos preditivos torna-se necessário para se obter sucesso na aplicação dos processos com membranas no meio industrial O objetivo geral deste trabalho consiste na análise teórico-experimental do processo de microfiltração tangencial com suspensão aquosa de partículas de sílica. O objetivo específico é a utilização de dados experimentais para a estimação de um parâmetro do modelo matemático que descreve o perfil de concentração na superfície da membrana ( membrana). A configuração tangencial implica que a alimentação, contendo as partículas a serem removidas ou concentradas, flui paralelamente à superfície da membrana reduzindo, assim, o fenômeno de polarização por concentração. Os experimentos foram efetuados em uma unidade de bancada de microfiltração tangencial, também conhecido como fluxo cruzado, em um módulo para membrana plana com canal de escoamento retangular sob condições de escoamento laminar. Os seguintes parâmetros foram variados durante os experimentos: pressão transmembrana, velocidade tangencial e concentração de partículas de sílica Os dados experimentais foram utilizados em uma modelagem matemática, baseada nas equações fundamentais da mecânica dos fluidos e da transferência de massa, que considera as propriedades físicas da suspensão, viscosidade dinâmica e difusividade mássica, variáveis com a concentração de sílica para se estimar a concentração máxima de sílica junto à superfície da membrana. Esta modelagem engloba os parâmetros operacionais, bem como as características da membrana nesta única variável. Com a finalidade de se verificar como a concentração máxima sobre a membrana é afetada pelas condições operacionais e, conseqüentemente, como esta afeta o fluxo permeado, a concentração máxima sobre a superfície da membrana é apresentada em função das condições operacionais variadas durante os experimentos de microfiltração. Finalmente, após a estimação desta variável, pôde-se concluir que ela é influenciada pelas condições operacionais típicas do processo de microfiltração tangencial, tais como velocidade tangencial de escoamento, pressão através da membrana e concentração da alimentação.

Análise morfométrica da reação intimal secundária ao implante de stent em artérias ilíacas submetidas à angioplastia : estudo experimental em suínos

OBJETIVO: analisar, por meio da morfometria digital, o espessamento intimal presente na artéria ilíaca de suínos, submetidos à angioplastia isoladamente e à angioplastia seguida do implante de stent. MATERIAIS E MÉTODOS: em dez suínos sadios, foi realizada a angioplastia de ambas as artérias ilíacas comuns (AIC) seguida do implante de um “Z” stent autoexpansível na AIC esquerda. Após quatro semanas, os animais foram sacrificados para a retirada de amostras de tecido arterial e preparo das lâminas histológicas de três grupos de peças de cada suíno divididas do seguinte modo: grupo 1, envolvendo o segmento arterial proximal do stent; grupo 2, envolvendo o segmento distal do stent; grupo 3, área da angioplastia da AIC direita. As imagens das lâminas foram digitalizadas e analisadas por programa de morfometria com cálculo da área luminal, área da camada íntima e área da camada média dos cortes histológicos. A análise estatística foi realizada através de média e desvio padrão das áreas em cada grupo, utilizando ANOVA, com teste Post-Hoc de Tukey e LSD. O valor de p≤0,05 foi considerado significativo. RESULTADOS: na análise das médias das áreas obtidas, foi encontrada uma diferença estatisticamente significativa quanto à camada íntima dos grupos 1 (5,41 mm²) e 2 (5,25 mm²), quando comparados ao grupo 3 (0,65 mm²), em relação à camada média dos grupos 1 (3,51 mm²) e 2 (3,70 mm²), quando comparados ao grupo 3 (5,59 mm²) e não se observou diferença significativa nas médias das áreas luminais dos três grupos (grupo 1: 6,63 mm²; grupo 2: 5,25 mm²; grupo 3: 5,78 mm²). CONCLUSÃO: a angioplastia da AIC do suíno, seguida do implante do stent, gerou um espessamento intimal maior do que aquele produzido apenas pela angioplastia; porém, a área da camada média apresentou-se diminuída nos grupos “angioplastia + stent”; a luz arterial não apresentou diferença entre estes grupos.

Estudo de misturas de areia-asfalto e cinza-cal para emprego em pavimentos urbanos

A execução da pavimentação da malha viária municipal urbana deve seguir um eficiente planejamento técnico-econômico para adequada gestão de recursos financeiros. Soluções alternativas como: bases de solo estabilizado com cinza-cal ou areia-asfalto, e revestimentos de areia-asfalto, reafirmam-se de grande valia para pavimentos de baixo custo na região litorânea do Rio Grande do sul, onde há abundância de areias e falta de agregados pétreos. Considere-se ainda, que a proximidade de usinas termoelétricas, geradoras de grandes quantidades de cinzas, facilita a utilização desde rejeito, o que diminui o passivo ambiental. Para o estudo dos materiais foi necessária a caracterização das jazidas de areia de Rio Grande, das cinzas da Usina Termoelétrica de Candiota e das cinzas da queima do carvão do secador de grãos da empresa Bianchini localizada em Rio Grande. Foram realizados ensaios de granulometria, peso específico, equivalente de areia e o ensaio Goldbeck. Com o objetivo de analisar o comportamento mecânico das misturas foram realizados os ensaios Marshall, módulo resiliente, resistência à compressão e à tração e de desgaste de misturas betuminosas. Com os resultados dos ensaios citados, realizou-se a análise paramétrica, através do programa de diferenças finitas Elsym 5, para dimensionar diversos tipos de pavimentos, onde as variáveis foram os teores de CAP do revestimento e as porcentagens de cal das misturas de cinza-cal. Concluiu-se então, que a utilização das misturas de areia-asfalto e cinza-cal são satisfatórias para pavimentos com baixo volume de tráfego, salientando os problemas de se trabalhar com as misturas a frio, devido ao elevado tempo de cura. A construção de um trecho experimental surge como sugestão para analisar o desempenho destes pavimentos quanto à durabilidade e a resistência à derrapagem.

Análise numérica e experimental da solidificação das ligas Al 3,5% Cu e AA36

A formação interna da estrutura de uma peça fundida deve determinar as características mecânicas dessa peça, quando em serviço. Dessa forma, torna-se fundamental conhecer e parametrizar os elementos que influem na formação da estrutura do componente sólido, para o desenvolvimento adequado de sistemas de solidificação que permitam conduzir a melhoria da qualidade de uma peça no processo de solidificação. Modelos numéricos podem ser empregados para a determinação da formação estrutural, entretanto estes devem ser aferidos adequadamente para garantir sua aplicabilidade. No trabalho em questão, desenvolveu-se uma metodologia que permitiu a aferição de um modelo numérico para a previsão das condições de resfriamento de ligas de alumínio. Elaborou-se um conjunto de coquilhas e moldes que permitiram o acoplamento e verificação da estrutura formada na solidificação em diferentes situações de resfriamento, observando principalmente a direção de extração de calor e a taxa de resfriamento associada. O modelo numérico aplicado respondeu coerentemente aos resultados obtidos permitindo a previsão da estrutura solidificada pela observação dos resultados de evolução das isotermas solidus e liquidus no interior dos sistemas.

Ferramentas para análise dinâmica e estrutural de um reboque de linha leve

Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia de projeto para identificar as regiões críticas da estrutura de um reboque de linha leve sendo tracionado em pavimentos do tipo rodovia de baixa qualidade e estrada secundária de muito baixa qualidade. Para tanto, são levantados alguns dados experimentais da estrutura, necessários para a aproximação e simulação dinâmica de um modelo simplificado. A excitação da base é realizada por atuadores que simulam as oscilações verticais de um perfil de estrada, a qual é definida de acordo com os estudos realizados por Dodds e Robson (1973). Isto permite a determinação de um histórico de carregamentos das regiões da estrutura do chassi sob a ação das molas da suspensão. Em seguida, é gerado um modelo estrutural simplificado do reboque em elementos finitos, chamado de global, no qual são determinadas as regiões sob ação das maiores tensões. Tendo identificada a região mais crítica da estrutura, é criado um modelo local desta parte, onde se pode observar a distribuição de tensões com mais detalhe, permitindo a identificação dos pontos de concentração de tensões. Desta forma, com a aplicação do método de análise global-local é possível a obtenção de resultados detalhados quanto aos esforços da estrutura com um menor custo computacional.

Efeitos da quercetina no pulmão de ratos com ligadura de ducto biliar comum : um modelo experimental de síndrome hepatopulmonar

Introdução: A Síndrome Hepatopulmonar (SHP) é definida pela tríade que compreende a presença de doença hepática, aumento do gradiente alvéolo-capilar no ar ambiente e dilatações vasculares intrapulmonares na ausência de doença pulmonar ou cardíaca coexistente. Objetivo: Avaliar o efeito antioxidante do flavonóide Quercetina (Q) no tecido pulmonar de ratos com ligadura de ducto biliar comum, como um modelo experimental de SHP. Matérias e Métodos: Este estudo tem caráter experimental qualitativo e quantitativo, no qual foram utilizados ratos machos Wistar, pesando entre 200 e 300 gramas, divididos em quatro grupos: Controle + Veículo (CO+V), Controle + Quercetina (CO+Q), Cirrose Biliar Secundária + Veículo (CBS+V) e Cirrose Biliar Secundária + Quercetina (CBS+Q). Foram realizadas análises séricas de Aminotransferares (AST e ALT) e Fosfatase Alcalina (FA), gasometria arterial, avaliação da lipoperoxidação (substâncias que reagem ao ácido tiobarbitúrico - TBA-RS), quantificação das enzimas antioxidantes Superóxido Dismutase (SOD) e Catalase (CAT), avaliação de nitratos totais, avaliação do dano ao DNA através dos Testes de Micronúcleos e Ensaio Cometa e teste anatomopatológico dos tecidos hepático e pulmonar. O período do experimento foi de 28 dias. A partir do 14º dia os animais receberam Q na dose de 50mg/Kg ou veículo (NaCl 0,9%) no volume de 1mL/Kg de peso corporal intraperitonealmente. Para análise estatística foi realizada análise de variância (ANOVA) seguida de teste de Student-Newman-Keuls, sendo o nível de significância adotado de 5% (P<0,05). Resultados: Constatou-se aumento significativo (P<0,05) das enzimas AST, ALT e FA e diminuição significativa de valores gasométricos de pressão parcial de oxigênio arterial (PaO2) e saturação de oxigênio da hemoglobina (SatO2/Hb) nos animais CBS+V em relação aos demais grupos, e melhora nos parâmetros enzimáticos e gasométricos após o tratamento com Q. Observou-se redução do dano oxidativo através de TBA-RS no pulmão e no fígado. Quanto às enzimas antioxidantes, a Q nos animais cirróticos manteve os valores da SOD, tanto no fígado como no pulmão, semelhantes aos animais controles. A CAT no pulmão manteve-se inalterada e, no fígado, após o uso de Q, permaneceu em seus níveis basais. Na avaliação de nitratos totais observou-se aumento no tecido pulmonar dos ratos cirróticos e após o tratamento com Q redução aos níveis dos controles. Quanto ao dano ao DNA a Q reduziu a freqüência de micronúcleos e o dano ao DNA no fígado e no pulmão dos animais CBS+Q e não mostrou indícios de dano ao DNA nem aumento da freqüência de micronúcleos quando comparados CO+Q com CO+V. No teste anatomopatológico do fígado sinais de necrose e nódulos regenerativos foram atenuados nos animais CBS+Q. No tecido pulmonar, os animais CBS+V desenvolveram alterações pulmonares semelhantes a SHP e após o uso de Q observou-se redução da vasodilatação e da estase sangüínea. Conclusões: Os resultados obtidos sugerem que o flavonóide Quercetina, através do seu potencial antioxidante, provavelmente atenua as alterações pulmonares presentes na SHP, fato que nos estimula a futuras investigações.

Análise teórico-experimental de uma laje nervurada em modelo reduzido sujeita a um carregamento linear

Resumo não disponível.

Política externa, protecionismo e grupos de pressão : uma análise das salvaguardas Norte-Americanas ao aço

Discute-se, na presente dissertação, a política comercial dos Estados Unidos da América, por meio do estudo da imposição de salvaguardas às suas importações de aço em 05 de março de 2002. A análise se dá a partir de variáveis sistêmicas, como a caracterização da posição do país em relação ao sistema internacional; e domésticas, pela descrição dos grupos de pressão da indústria siderúrgica norte-americana e dos mecanismos que utilização para influenciar a decisão do Presidente George W. Bush. Por meio da utilização do modelo de Helen Milner da associação entre níveis internacionais e interno de análise, pretende-se esclarecer as razões que levaram o Estado que foi o principal promotor da construção do regime internacional de comércio a adotar uma postura protecionista em relação ao seu setor siderúrgico. Nesse sentido, foi constatado que, mesmo diante do fortalecimento do referido regime após a criação do OMC, a imposição da medida se deu preponderantemente por questões internas, tais como as pressões e o alto nível de organização do lobbies do produtores de aço, as características específicas do mercado siderúrgico estadunidense, e os interesses políticos dos governantes daquele país. Pela conjunção desses e de outros fatores, os grupos de pressão do aço obtiveram bons resultados com suas iniciativas lobísticas, em detrimento dos interesses dos países exportadores de aço e dos consumidores norte-americanos, que passaram a pagar mais por alguns bens de consumo.

Modelação da interacção entre um plasma de arco de alta pressão e cátodos refractários

Nesta dissertação apresento um estudo detalhado de vários aspectos da interacção entre um plasma de arco de alta pressão e cátodos refractários. Um modelo da camada de plasma junto ao cátodo num plasma sujeito a uma pressão da ordem de uma ou várias atmosferas é reconsiderado com base em recentes resultados teóricos. A física da camada de plasma junto ao cátodo é analisada para valores da queda de tensão na camada de plasma junto ao cátodo até 50V, de acordo com recentes resultados experimentais que mostram que a queda de tensão na camada de plasma junto ao cátodo numa descarga de arco de alta pressão pode atingir valores tão elevados. São identificados os mecanismos que originam a não monotonia da dependência da densidade de fluxo de energia (proveniente do plasma para a superfície do cátodo) em relação à temperatura da superfície do cátodo, para um valor fixo da queda de tensão junto ao cátodo. Uma descrição fechada da interacção plasma-cátodo é obtida por meio da resolução numérica do problema não linear com condições de fronteira para a distribuição da temperatura no interior do corpo do cátodo. São apresentados resultados da modelação numérica da descarga difusa nas condições de funcionamento de uma lâmpada de descarga experimental, sendo bom o acordo entre os resultados numéricos e os dados experimentais. Manchas solitárias num cátodo plano infinito e modos difuso e mancha axialmente simétricos em cátodos finitos de descargas de arco de alta pressão são estudados num grande intervalo de corrente. São analisados aspectos gerais e apresentados resultados numéricos referentes a cátodos de tungsténio planos e de forma cilíndrica a operar num plasma de argon à pressão atmosférica para correntes de arco até 100 kA. Émostrado, em particular, que a temperatura da superfície do cátodo no interior de uma mancha solitária varia relativamente pouco, podendo ser estimada com uma precisão de cerca de 200 − 300K sem ser necesário resolver a equação da condução térmica no corpo do cátodo. O comportamento assimptótico das soluções para um cátodo finito no caso limite de altas correntes é encontrado e confirmado pelos resultados numéricos. É confirmado um padrão geral das características tensão-corrente de vários modos de transferência de corrente em cátodos finitos sugerido previamente com base numa análise de bifurcações. É estudada a transição de modos mancha num cátodo finito no limite de cátodos de grandes dimensões para o modo mancha solitária num cátodo plano infinito. É estabelecido que o modo mancha solitária representa uma forma limite do modo mancha de alta tensão num cátodo finito. É considerada a questão da distinção entre modo difuso e modo mancha num cátodo finito. É desenvolvida uma abordagem para o cálculo de pontos de bifurcação nos quais soluções mancha tridimensionais bifurcam-se a partir de soluções que descrevem o modo difuso e modos mancha axialmente simétricos. Em particular, é calculado o primeiro ponto de bifurcação posicionado na solução que descreve o modo difuso e, por conseguinte, o seu limite de estabilidade, isto é, a corrente abaixo da qual o modo difuso torna-se instável. São apresentados os resultados da modelação numérica efectuada para o caso de um cátodo de tungsténio de forma cilíndrica a operar num plasma de alta pressão. É estudado o efeito produzido no limite de estabilidade pelas variações dos parâmetros de controle (dimensões do cátodo, função de trabalho do material do cátodo, tipo e pressão do gás que produz o plasma). Foi encontrado que o comportamento do limite de estabilidade sujeito a estas variações está em conformidade com as tendências observadas experimentalmente. Foi encontrado que o limite de estabilidade é muito mais sensível às variações dos parâmetros de controle do que as características tensão-corrente do modo difuso, sendo o efeito mais forte produzido pelas variações das dimensões do cátodo e da função de trabalho do material do cátodo. Este resultado está em conformidade com o facto experimental de que a transição difuso-mancha é de difícil reprodução.

Construção de um aparato experimental para monitoramento in situ da deposição de filmes finos de titânio por magnetron sputtering

The technique of surface coating using magnetron sputtering is one of the most widely used in the surface engineering, for its versatility in obtaining different films as well as in the micro / nanometric thickness control. Among the various process parameters, those related to the active species of the plasma are of the most fundamental importance in the mechanism and kinetics of deposition. In order to identify the active species of the plasma, parameters such as gas flow, pressure and density of electric power were varied during titanium coating on glass substrate. By flowing argon gas of 10, 20, 30, 40 and 50 sccm (cubic centimeters per minute) for each gas flow a sequential scan of the electric current of 0.10, 0.20, 0.30, 0.40 , 0.50 A. The maximum value of 0.50 A was chosen based both on literature data and on limitations of the equipment. The monitoring of plasma species present during the deposition was carried out in situ by the technique of optical emission spectroscopy (OES) through the spectrometer Ocean Optics USB2000 Series. For this purpose, an apparatus was developed to adapt the OES inside the plasma reactor to stay positioned closest to the target. The radiations emitted by the species were detected by an optical fiber placed behind the glass substrate and their intensities as a function of wavelength were, displayed on a monitor screen. The acquisition time for each condition of the plain parameters was related to the minima of spectral lines intensities due to the film formed on the substrate. The intensities of different emission lines of argon and titanium were then analyzed as a function of time, to determine the active species and estimate the thickness of the deposited films. After the deposition, the coated glasses thin films were characterized by optical transmittance through an infrared laser. It was found that the thickness and deposition rate determined by in situ analysis were consistent with the results obtained by laser transmittance

Análise da modelagem experimental da perda de injetividade

Injectivity decline, which can be caused by particle retention, generally occurs during water injection or reinjection in oil fields. Several mechanisms, including straining, are responsible for particle retention and pore blocking causing formation damage and injectivity decline. Predicting formation damage and injectivity decline is essential in waterflooding projects. The Classic Model (CM), which incorporates filtration coefficients and formation damage functions, has been widely used to predict injectivity decline. However, various authors have reported significant discrepancies between Classical Model and experimental results, motivating the development of deep bed filtration models considering multiple particle retention mechanisms (Santos & Barros, 2010; SBM). In this dissertation, inverse problem solution was studied and a software for experimental data treatment was developed. Finally, experimental data were fitted using both the CM and SBM. The results showed that, depending on the formation damage function, the predictions for injectivity decline using CM and SBM models can be significantly different

Comportamento da pressão intra-ocular segundo os efeitos cardiorrespiratórios e hemodinâmicos induzidos pela anestesia com desflurano, em cães submetidos à hipovolemia experimental

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)