Modelagem e simulação da solubilização da parafina em tubos circulares e em regime laminar

O óleo produzido nos novos campos de petróleo está cada vez mais parafínico e viscoso, com isso, à medida que o óleo é escoado, parafinas são depositadas sobre as paredes internas do tubo, e ao longo do tempo, tendem a reduzir drasticamente a área transversal ao escoamento. Visando estudar o processo de solubilização da parafina em dutos, esse trabalho objetiva desenvolver modelos matemáticos que represente o processo, com base nos fenômenos envolvidos no mesmo tais como transferência de massa, transferência de energia e equilíbrio sólido-líquido, implementando-os em um ambiente de desenvolvimento VBA (Visual Basic) for Excel ®. O presente trabalho foi realizado em quatro etapas: i) modelagem dos fenômenos de transferência de calor e massa, ii) modelagem da rotina dos coeficientes de atividade através do modelo UNIFAC e modelagem do sistema de equilíbrio sólido-líquido; iii) modelagem matemática do processo de solubilização e cálculo da espessura da parafina ao longo do tempo; iv) implementação dos modelos em um ambiente de desenvolvimento VBA for Excel® e criação de um simulador com uma interface gráfica, para simular o processo de solubilização da parafina depositada em dutos e sua otimização. O simulador conseguiu produzir soluções bastante adequadas, mantendo continuidade das equações diferenciáveis do balanço de energia e de massa, com uma interpretação física viável, sem a presença de dissipação de oscilações nos perfis de temperatura e massa. Além disso, esse simulador visa permitir a simulação nas diversas condições de escoamento, bem como compreender a importância das variáveis (vazão, temperatura de entrada, temperatura externa, cadeia carbônica do solvente). Através dos resultados foram possíveis verificar os perfis de temperatura, fração molar e o de solubilização

Extração supercrítica do óleo de linhaça: construção do extrator, estudo de parâmetros de processo, avaliação química e antioxidante do produto

The aim of the present study was to extract vegetable oil from brown linseed (Linum usitatissimum L.), determine fatty acid levels, the antioxidant capacity of the extracted oil and perform a rapid economic assessment of the SFE process in the manufacture of oil. The experiments were conducted in a test bench extractor capable of operating with carbon dioxide and co-solvents, obeying 23 factorial planning with central point in triplicate, and having process yield as response variable and pressure, temperature and percentage of cosolvent as independent variables. The yield (mass of extracted oil/mass of raw material used) ranged from 2.2% to 28.8%, with the best results obtained at 250 bar and 50ºC, using 5% (v/v) ethanol co-solvent. The influence of the variables on extraction kinetics and on the composition of the linseed oil obtained was investigated. The extraction kinetic curves obtained were based on different mathematical models available in the literature. The Martínez et al. (2003) model and the Simple Single Plate (SSP) model discussed by Gaspar et al. (2003) represented the experimental data with the lowest mean square errors (MSE). A manufacturing cost of US$17.85/kgoil was estimated for the production of linseed oil using TECANALYSIS software and the Rosa and Meireles method (2005). To establish comparisons with SFE, conventional extraction tests were conducted with a Soxhlet device using petroleum ether. These tests obtained mean yields of 35.2% for an extraction time of 5h. All the oil samples were sterilized and characterized in terms of their composition in fatty acids (FA) using gas chromatography. The main fatty acids detected were: palmitic (C16:0), stearic (C18:0), oleic (C18:1), linoleic (C18:2n-6) and α-linolenic (C18:3n-3). The FA contents obtained with Soxhlet dif ered from those obtained with SFE, with higher percentages of saturated and monounsaturated FA with the Soxhlet technique using petroleum ether. With respect to α-linolenic content (main component of linseed oil) in the samples, SFE performed better than Soxhlet extraction, obtaining percentages between 51.18% and 52.71%, whereas with Soxhlet extraction it was 47.84%. The antioxidant activity of the oil was assessed in the β-carotene/linoleic acid system. The percentages of inhibition of the oxidative process reached 22.11% for the SFE oil, but only 6.09% for commercial oil (cold pressing), suggesting that the SFE technique better preserves the phenolic compounds present in the seed, which are likely responsible for the antioxidant nature of the oil. In vitro tests with the sample displaying the best antioxidant response were conducted in rat liver homogenate to investigate the inhibition of spontaneous lipid peroxidation or autooxidation of biological tissue. Linseed oil proved to be more efficient than fish oil (used as standard) in decreasing lipid peroxidation in the liver tissue of Wistar rats, yielding similar results to those obtained with the use of BHT (synthetic antioxidant). Inhibitory capacity may be explained by the presence of phenolic compounds with antioxidant activity in the linseed oil. The results obtained indicate the need for more detailed studies, given the importance of linseed oil as one of the greatest sources of ω3 among vegetable oils

Dehydration of dedo de moça pepper: kinetics and phytochemical concentration

A pimenta vermelha é rica em vitamina C e outros fitoquímicos e pode ser consumida como produto desidratado. A avaliação das melhores condições de secagem pode garantir melhor qualidade do produto. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da temperatura do ar de secagem (55, 65, 75 ºC) sobre a cinética de secagem, conteúdos de vitamina C e fenólicos totais e cor do produto desidratado, comparando-os à pimenta in natura. A desidratação foi feita por convecção forçada em estufa. A cinética de secagem foi determinada por pesagens periódicas até peso constante. A umidade da pimenta in natura foi de aproximadamente 86%. As curvas de secagem foram ajustadas por três modelos diferentes, avaliados na literatura. O modelo de Page apresentou o melhor ajuste para este processo. A análise de variância mostrou que a temperatura de secagem influenciou significativamente (p < 0,05) os parâmetros de qualidade (conteúdo de vitamina C, conteúdo de fenólicos totais, cor) da pimenta desidratada quando comparados aos da pimenta in natura. Após a secagem, a retenção de vitamina C aumentou com a redução da temperatura de secagem. de maneira geral, a qualidade do produto foi favorecida na secagem com menor temperatura, devido à redução nas perdas de compostos bioativos.

Efeitos de segunda e terceira ordem da ionosfera no posicionamento GNSS no Brasil

O Sistema de Posicionamento Global (GPS) transmite seus sinais em duas freqüências, o que permite eliminar matematicamente os efeitos de primeira ordem da ionosfera através da combinação linear ionosphere free. Porém, restam os efeitos de segunda e terceira ordem, os quais podem provocar erros da ordem de centímetros nas medidas GPS. Esses efeitos, geralmente, são negligenciados no processamento dos dados GPS. Os efeitos ionosféricos de primeira, segunda e terceira ordem são diretamente proporcionais ao TEC presente na ionosfera, porém, no caso dos efeitos de segunda e terceira ordem, comparecem também o campo magnético da Terra e a máxima densidade de elétrons, respectivamente. Nesse artigo, os efeitos de segunda e terceira ordem da ionosfera são investigados, sendo que foram levados em consideração no processamento de dados GPS na região brasileira para fins de posicionamento. Serão apresentados os modelos matemáticos associados a esses efeitos, as transformações envolvendo o campo magnético da Terra e a utilização do TEC advindo dos Mapas Globais da Ionosfera ou calculados a partir das observações GPS de pseudodistância. O processamento dos dados GPS foi realizado considerando o método relativo estático e cinemático e o posicionamento por ponto preciso (PPP). Os efeitos de segunda e terceira ordem foram analisados considerando períodos de alta e baixa atividade ionosférica. Os resultados mostraram que a não consideração desses efeitos no posicionamento por ponto preciso e no posicionamento relativo para linhas de base longas pode introduzir variações da ordem de poucos milímetros nas coordenadas das estações, além de variações diurnas em altitude da ordem de centímetros.

Estudo da organização funcional do sistema circadiano por meio de ferramentas computacionais e matemáticas

Circadian rhythms are variations in physiological processes that help living beings to adapt to environmental cycles. These rhythms are generated and are synchronized to the dark light cycle through the suprachiasmatic nucleus. The integrity of circadian rhythmicity has great implication on human health. Currently it is known that disturbances in circadian rhythms are related to some problems of today such as obesity, propensity for certain types of cancer and mental disorders for example. The circadian rhythmicity can be studied through experiments with animal models and in humans directly. In this work we use computational models to gather experimental results from the literature and explain the results of our laboratory. Another focus of this study was to analyze data rhythms of activity and rest obtained experimentally. Here we made a review on the use of variables used to analyze these data and finally propose an update on how to calculate these variables. Our models were able to reproduce the main experimental results in the literature and provided explanations for the results of experiments performed in our laboratory. The new variables used to analyze the rhythm of activity and rest in humans were more efficient to describe the fragmentation and synchronization of this rhythm. Therefore, the work contributed improving existing tools for the study of circadian rhythms in mammals

Sinalização cromática da condição reprodutiva de fêmeas de segui comum (Callithrix jacchus)

As social animals, primates use different sensory modalities (acoustic, chemical, tactile and visual) to convey information about social and sexual status to conspecifics. Among these modalities, visual signals are widely used, especially color signals, since primates are the mammalian group that displays the greatest variety of colors in their skin and fur. Studies with Old World primate species suggest that hormonal variations are related to variations in the colors of individual faces and genitals. Therefore, chromatic cues can be used by conspecifics to identify the reproductive condition of an individual. To date, studies with the same approach are unknown for New World species. However, behavioral and physiological studies suggest that different New World primate species seem to perceive reproductive conditions such as the timing of female conception and gestation. Thus, in this study, our aim was to: i) identify whether there are chromatic cues on the skin of female common marmosets, (Callithrix jacchus) that indicate their reproductive condition; ii) define whether this chromatic variation can be perceived by all visual phenotypes known in this species; iii) identify if these chromatic cues can be perceived under different light intensity levels (dim, intermediate and high). For this, we selected 13 female common marmosets in four distinct reproductive conditions: pregnant female preceding parturition, postpartum mothers, noncycling and cycling females. The coloration of the skin in genital and thigh areas in females was measured using a spectrophotometer. Using mathematical models of visual perception, we calculated the values of quantum catch for each photoreceptor type known in this species, the visual opponency channels and color contrast between those body spots. Our results indicate the occurance of chromatic variations in the genital area during the weeks that precede and follow parturition, forming a U-pattern of variation perceptible to males and females in natural conditions of low and high luminosity. Furthermore, we observed distinct color patterns in the genital skin of pregnant and cycling females that indicate their reproductive conditions. Finally, we present evidence of color contrast in noncycling females that is higher than that of pregnant ones. This study suggests that there is a chromatic xii variation in the genital skin of females that can be perceived by conspecifics and that may be related to hormonal changes typical of pregnancy and the ovarian cycle

Especificação do tipo intervalar parametrizado em CASL

The interval datatype applications in several areas is important to construct a interval type reusable, i.e., a interval constructor can be applied to any datatype and get intervals this datatype. Since the interval is, of certain form, a set of elements limited for two bounds, left and right, with a order notions, then it s reasonable that interval constructor enclose datatypes with partial order. On the order hand, what we want is work with interval of any datatype like this we work with this datatype then. it s important to guarantee the properties of the datatype when maps to interval of this datatype. Thus, the interval constructor get a theory to parametrized interval type, i.e., a interval with generics parameters (for example rational, real, complex). Sometimes, the interval application in some algebras doesn t guarantee the mainutenance of their properties, for example, when we use interval of real, that satisfies the field properties, it doesn t guarantee the distributivity propertie. A form to surpass this problem Santiago introduced the local equality theory that weakened the notion of strong equality, and thus, allowing some properties are local keeped, what can be discard before. The interval arithmetic generalization aim to apply the interval constructor on ordered algebras weakened for local equality with the purpose of the keep their properties. How the intervals are important in applications with continuous data, it s interesting specify that theory using a specification language that supply a system development using intervals of form disciplined, trustworth and safe. Currently, the algebraic specification language, based in math models, have been use to that intention often. We choose CASL (Common Algebraic Specification Language) among others languages because CASL has several characteristics excellent to parametrized interval type, such as, provide parcialiy and parametrization

Métodos estatísticos recursivos aplicados ao problema de estimação de vazão de gás em plantas de Plunger-lift

This work has as main objective to find mathematical models based on linear parametric estimation techniques applied to the problem of calculating the grow of gas in oil wells. In particular we focus on achieving grow models applied to the case of wells that produce by plunger-lift technique on oil rigs, in which case, there are high peaks in the grow values that hinder their direct measurement by instruments. For this, we have developed estimators based on recursive least squares and make an analysis of statistical measures such as autocorrelation, cross-correlation, variogram and the cumulative periodogram, which are calculated recursively as data are obtained in real time from the plant in operation; the values obtained for these measures tell us how accurate the used model is and how it can be changed to better fit the measured values. The models have been tested in a pilot plant which emulates the process gas production in oil wells

Germinação de sementes de Drymaria cordata (L.) Willd. ex Roem & Schult.: efeito do potencial hídrico

Modelos matemáticos baseados no conceito de graus dia (thermal-time) e Ψw dia (hydrotime) podem ser usados para a elaboração de modelos mais gerais sobre a germinação e emergência de plântulas no campo, podendo ser uma importante ferramenta para estudos sobre a biologia de plantas daninhas e seu controle. Neste trabalho, avaliou-se a germinação de sementes de D. cordata em resposta ao potencial hídrico (Ψw), usando-se o modelo Ψw dia. Tanto a germinabilidade como a velocidade de germinação decresceram linearmente com a redução do Ψw, atingindo valores próximos a zero em -0.8 MPa. em temperatura ótima, a taxa de queda na germinação foi maior em comparação com as temperaturas sub- e supra-ótima. O Ψw base (Ψwb) mediano foi similar entre as temperaturas sub-ótima (19 ºC) e supra-ótima (32 ºC), mas foi maior (menos negativo) à temperatura ótima (25 ºC), mostrando que sementes de D. cordata são menos sensíveis à redução do potencial hídrico à 19 ºC do que à 25 ºC. O Ψw dia foi maior para sementes germinadas à temperatura sub-ótima do que à temperatura ótima, mostrando que a velocidade de germinação num dado potencial hídrico é maior em temperatura ótima. A quantidade de Ψw dia necessária para a germinação foi maior em temperatura supra-ótima do que em temperatura ótima, e menor em temperatura supra-ótima do que em sub-ótima. em geral, Ψw dia foi relativamente constante entre as diferentes sub-populações. O modelo de Ψw dia pode descrever bem o efeito do potencial hídrico sobre as curvas de germinação (porcentagem acumulada x tempo), especialmente às temperaturas sub-ótima e supra-ótima.

Análise de consistência de iogurte: correlação entre medida sensorial e instrumental

O efeito das variáveis independentes: soro desmineralizado em pó (0,0; 1,5 e 3,0 %), cultura láctica (1,0; 2,0 e 3,0 %) e temperatura de tratamento da mistura (85; 90 e 95°C) foi estudado nas respostas consistência sensorial e instrumental do iogurte. A metodologia de superfície de resposta foi usada para efetuar tratamentos estatísticos dos experimentos e desenvolver modelos matemáticos da relação entre as variáveis e as respostas. A consistência instrumental e sensorial apresentaram resultados semelhantes e correlacionáveis entre si, r = 0,65 (p < 0,01), ambas foram maiores quando aumentou-se a temperatura da mistura e diminuiu-se o teor de soro desmineralizado em pó.

Short and long period optimization of drug doses in the treatment of AIDS

Técnicas de otimização numérica são úteis na solução de problemas de determinação da melhor entrada para sistemas descritos por modelos matemáticos e cujos objetivos podem ser expressos de uma maneira quantitativa. Este trabalho aborda o problema de otimizar as dosagens dos medicamentos no tratamento da AIDS em termos de um balanço entre a resposta terapêutica e os efeitos colaterais. Um modelo matemático para descrever a dinâmica do vírus HIV e células CD4 é utilizado para calcular a dosagem ótima do medicamento no tratamento a curto prazo de pacientes com AIDS por um método de otimização direta utilizando uma função custo do tipo Bolza. Os parâmetros do modelo foram ajustados com dados reais obtidos da literatura. Com o objetivo de simplificar os procedimentos numéricos, a lei de controle foi expressa em termos de uma expansão em séries que, após truncamento, permite obter controles sub-ótimos. Quando os pacientes atingem um estado clínico satisfatório, a técnica do Regulador Linear Quadrático (RLQ) é utilizada para determinar a dosagem permanente de longo período para os medicamentos. As dosagens calculadas utilizando a técnica RLQ , tendem a ser menores do que a equivalente terapia de dose constante em termos do expressivo aumento na contagem das células T+ CD4 e da redução da densidade de vírus livre durante um intervalo fixo de tempo.

Influência da suspensão na segurança e no conforto de um pulverizador autopropelido

Para avaliar o comportamento da suspensão do pulverizador autopropelido, foram desenvolvidos modelos físicos e matemáticos em função da excitação ocasionada pelas irregularidades do solo. Neste trabalho, estas irregularidades são representadas por obstáculos de uma pista normalizada segundo a norma ISO 5008. As equações do movimento são obtidas a partir dos modelos matemáticos de meio veículo. As simulações numéricas são executadas nos softwares Matlab® e Simulink®. A partir da entrada conhecida, podem-se determinar as características dos elementos da suspensão para obter níveis desejáveis de conforto e segurança. Foram analisadas quatro diferentes configurações do sistema, variando-se a relação de rigidez a partir de um modelo considerado padrão. Constatou-se que o aumento da relação de rigidez resulta na redução da aceleração vertical e no aumento do curso da suspensão, melhorando o conforto e diminuindo a segurança.

Mathematical models for Isoptera (Insecta) mound growth

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Importantes características de chuva para a conservação do solo e da água no município de São Manuel (SP)

Os modelos matemáticos preditivos da erosão do solo, como a Equação Universal de Perda de Solo (EUPS), são de muita valia no planejamento de uso agrícola da terra. Tal equação, desenvolvida para estimar as perdas médias anuais de solo esperadas em dado local, para determinado sistema de manejo, apresenta como variáveis os fatores erosividade da chuva (R), erodibilidade do solo (K), comprimento do declive (L), grau do declive (S), cobertura e manejo (C) e práticas conservacionistas de suporte (P). Com o objetivo de contribuir para o planejamento conservacionista de uso do solo local, foi estimado, de forma simplificada, o fator erosividade da chuva (R) da EUPS para o município de São Manuel (SP), para uma série pluviométrica contínua de 49 anos de dados de chuva diária. Além disso, foram também calculados o período de retorno, a freqüência de ocorrência dos índices de erosividade anuais e as quantidades máximas diárias das chuvas necessárias para o dimensionamento mais adequado de canais de terraços agrícolas em nível. O valor calculado do fator R foi de 7.487 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, esperado ocorrer no local, pelo menos, uma vez a cada 2,33 anos, com uma probabilidade de 42,92 %. Observou-se uma concentração de 81,48 % do valor total deste fator no semestre de outubro a março, indicando que, potencialmente, as maiores perdas anuais de solo por erosão são esperadas neste período. Os valores anuais do índice EI30, esperados para os períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 50 e 100 anos, foram de 7.216, 8.675, 9.641, 10.568, 11.768 e 12.667 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, respectivamente. Com relação às quantidades máximas de chuva diária, para os mesmos períodos de retorno, os valores foram de 73, 98, 115, 131, 151 e 167 mm, respectivamente.

Síntese e modelagem molecular do novo derivado indolinônico como candidato a antiinflamatório COX-2 seletivo

Anti-inflammatory drugs are known to be the most widely-marketed drugs in the world, despite their serious side effects, mainly on the gastrointestinal tract. Thus, there are constant efforts to discover new prototypes with improved therapeutic activity and safety for the patient. Since the advent of the computational chemistry, the theoretical study of the physiological behavior of a new compound and hence an understanding of its supposed mechanism of action have been made a lot more accessible. Thus, molecule-receptor mathematical modeling was applied to compound I (1-(2,6-dichlorophenyl)indolin-2-one), to predict theoretically its ability to inhibit, selectively, the COX-2 isoform of prostaglandin endoperoxide synthase (PGHS-2), and the best positions to introduce chemical groups and to make molecular modifications.