Análise de unidades de pré-purificação de ar por adsorção

Os principais constituintes do ar, nitrogênio, oxigênio e argônio, estão cada vez mais presentes nas indústrias, onde são empregados nos processos químicos, para o transporte de alimentos e processamento de resíduos. As duas principais tecnologias para a separação dos componentes do ar são a adsorção e a destilação criogênica. Entretanto, para ambos os processos é necessário que os contaminantes do ar, como o gás carbônico, o vapor dágua e hidrocarbonetos, sejam removidos para evitar problemas operacionais e de segurança. Desta forma, o presente trabalho trata do estudo do processo de pré-purificação de ar utilizando adsorção. Neste sistema a corrente de ar flui alternadamente entre dois leitos adsorvedores para produzir ar purificado continuamente. Mais especificamente, o foco da dissertação corresponde à investigação do comportamento de unidades de pré-purificação tipo PSA (pressure swing adsorption), onde a etapa de dessorção é realizada pela redução da pressão. A análise da unidade de pré-purificação parte da modelagem dos leitos de adsorção através de um sistema de equações diferenciais parciais de balanço de massa na corrente gasosa e no leito. Neste modelo, a relação de equilíbrio relativa à adsorção é descrita pela isoterma de Dubinin-Astakhov estendida para misturas multicomponentes. Para a simulação do modelo, as derivadas espaciais são discretizadas via diferenças finitas e o sistema de equações diferenciais ordinárias resultante é resolvido por um solver apropriado (método das linhas). Para a simulação da unidade em operação, este modelo é acoplado a um algoritmo de convergência relativo às quatro etapas do ciclo de operação: adsorção, despressurização, purga e dessorção. O algoritmo em questão deve garantir que as condições finais da última etapa são equivalentes às condições iniciais da primeira etapa (estado estacionário cíclico). Desta forma, a simulação foi implementada na forma de um código computacional baseado no ambiente de programação Scilab (Scilab 5.3.0, 2010), que é um programa de distribuição gratuita. Os algoritmos de simulação de cada etapa individual e do ciclo completo são finalmente utilizados para analisar o comportamento da unidade de pré-purificação, verificando como o seu desempenho é afetado por alterações nas variáveis de projeto ou operacionais. Por exemplo, foi investigado o sistema de carregamento do leito que mostrou que a configuração ideal do leito é de 50% de alumina seguido de 50% de zeólita. Variáveis do processo foram também analisadas, a pressão de adsorção, a vazão de alimentação e o tempo do ciclo de adsorção, mostrando que o aumento da vazão de alimentação leva a perda da especificação que pode ser retomada reduzindo-se o tempo do ciclo de adsorção. Mostrou-se também que uma pressão de adsorção maior leva a uma maior remoção de contaminantes.

Riscos ocupacionais e problemas de saúde associados às condições de trabalho de enfermagem em unidades intensivas hospitalares

Trata-se de um estudo quantitativo, descritivo, visando uma análise das condições de trabalho em unidades intensivas de um hospital universitário no município do Rio de Janeiro. Foi definido como objeto de estudo a percepção dos trabalhadores de enfermagem sobre os riscos ocupacionais e os problemas de saúde inerentes às condições de trabalho em unidades intensivas e como problema de pesquisa: quais os riscos ocupacionais e problemas de saúde relacionados às condições de trabalho, percebidos pelos trabalhadores de enfermagem, em unidades intensivas de um hospital universitário? O objetivo geral foi estudar nas unidades intensivas os riscos ocupacionais e problemas de saúde da equipe de enfermagem e sua relação com condições de trabalho, a partir da percepção dos mesmos. Os objetivos específicos traçados foram: identificar as características pessoais e profissionais dos trabalhadores de enfermagem de unidades intensivas; descrever os fatores de risco do ambiente de trabalho percebidos pelos trabalhadores de enfermagem; levantar os problemas de saúde percebidos pelos trabalhadores e sua relação com o trabalho; analisar a associação entre os problemas de saúde percebidos pelos trabalhadores de enfermagem e as condições do trabalho em unidades intensivas. Participaram da pesquisa 125 profissionais de enfermagem de quatro unidades intensivas do Hospital Universitário (HU) entre Maio e Julho de 2009. A predominância foi de profissionais do sexo feminino, com idade acima dos 40 anos, com mais de um vínculo empregatício e trabalhando no HU há mais de 10 anos. Os riscos ocupacionais mais percebidos pelos trabalhadores foram os ergonômicos, seguido dos biológicos, de acidentes, físicos e químicos. Os problemas de saúde mais frequentes foram varizes, problemas oculares, lombalgias, estresse e depressão, transtornos do sono, lesões de coluna vertebral, dores de cabeça, mudanças no humor, dores musculares crônicas e hipertensão arterial. Pela associação entre riscos ocupacionais e problemas de saúde, conclui-se que os trabalhadores expostos a fatores de riscos ergonômicos e físicos têm maior probabilidade de adquirir problemas de saúde osteoarticulares e circulatórios (varizes). Diante dos dados desta pesquisa faz-se necessário aprofundamento da investigação sobre os fatores de riscos encontrados e possíveis medidas para minimizá-los, mediante novos estudos. Como recomendações destacam-se a criação de um espaço de discussão entre os gerentes e trabalhadores para a elaboração de um programa que vise a promoção e proteção da saúde do trabalhador de enfermagem de unidades intensivas; implementação de medidas de controle específicas para cada tipo de risco evidenciado e a criação de um Comitê de Ergonomia para operacionalizar a implementação das melhorias no HU, a fim de consolidar as transformações esperadas.

Otimização multimodal através de novas técnicas baseadas em clusterização nebulosa

Neste trabalho, é proposta uma nova família de métodos a ser aplicada à otimização de problemas multimodais. Nestas técnicas, primeiramente são geradas soluções iniciais com o intuito de explorar o espaço de busca. Em seguida, com a finalidade de encontrar mais de um ótimo, estas soluções são agrupadas em subespaços utilizando um algoritmo de clusterização nebulosa. Finalmente, são feitas buscas locais através de métodos determinísticos de otimização dentro de cada subespaço gerado na fase anterior com a finalidade de encontrar-se o ótimo local. A família de métodos é formada por seis variantes, combinando três esquemas de inicialização das soluções na primeira fase e dois algoritmos de busca local na terceira. A fim de que esta nova família de métodos possa ser avaliada, seus constituintes são comparados com outras metodologias utilizando problemas da literatura e os resultados alcançados são promissores.

Coleta seletiva e compostagem na Vila do Abraão (Ilha Grande, RJ): aspectos e recomendações

Muitos programas de coleta seletiva e Usinas de Triagem e Compostagem (UTC) brasileiras tem se mostrado problemáticos, ineficientes ou, até mesmo, inviáveis. Apesar disso, continua a ser uma solução visada por parte de órgãos gestores e da população. Observando que a coleta seletiva e a instalação e operação de UTC são peças importantes para a prática da reciclagem, dentro do contexto de Gerenciamento Integrado de Resíduos Sólidos (GIRS), verifica-se a necessidade de melhor entendimento dos problemas a elas associados para que haja um melhor planejamento e minimização destes problemas. O presente trabalho tem por objetivo principal a recomendação de diretrizes para um estudo de viabilidade e implantação de coleta seletiva e Unidade de Triagem e Compostagem na Vila do Abraão (Angra dos Reis, RJ), observando as características locais e as dificuldades normalmente existentes em programas de coleta seletiva e em operações de UTCs. A análise, que foi feita através de revisão bibliográfica de artigos científicos sobre estudos de casos brasileiros acerca de coleta seletiva, UTC e compostagem, mostrou que as principais dificuldades associadas a estes programas estão relacionadas: aos custos de operação e manutenção dos programas e das UTCs; às falhas administrativas e operacionais das UTCs; à capacitação inadequada dos trabalhadores; à falta de conscientização ambiental da população; ao desenvolvimento de soluções isoladas (fora do contexto de gerenciamento integrado) e que desconsideram os fatores locais. Também foi feito um levantamento das características locais da Vila através de observações in loco, entrevistas e trabalhos de campo. Sobre a Vila do Abraão constatou-se que ainda são necessários entendimentos entre os gestores locais (subprefeitura, Parque Estadual da Ilha Grande), a população e a municipalidade em Angra dos Reis, assim como, faz-se necessário um estudo mais aprofundado sobre a operação da UTC, incluindo aí as parcerias necessárias (cooperativas, catadores, prefeitura, ONGs etc) e sobre um programa de educação ambiental, para a efetiva participação da comunidade local. Além das recomendações feitas aos gestores locais, são indicados estudos que podem complementar o presente trabalho

Análise global da estabilidade termodinâmica de misturas: um estudo com o método do conjunto gerador

O cálculo do equilíbrio de fases é um problema de grande importância em processos da engenharia, como, por exemplo, na separação por destilação, em processos de extração e simulação da recuperação terciária de petróleo, entre outros. Mas para resolvê-lo é aconselhável que se estude a priori a estabilidade termodinâmica do sistema, a qual consiste em determinar se uma dada mistura se apresenta em uma ou mais fases. Tal problema pode ser abordado como um problema de otimização, conhecido como a minimização da função distância do plano tangente à energia livre de Gibbs molar, onde modelos termodinâmicos, de natureza não convexa e não linear, são utilizados para descrevê-lo. Esse fato tem motivado um grande interesse em técnicas de otimização robustas e eficientes para a resolução de problemas relacionados com a termodinâmica do equilíbrio de fases. Como tem sido ressaltado na literatura, para proporcionar uma completa predição do equilíbrio de fases, faz-se necessário não apenas a determinação do minimizador global da função objetivo do teste de estabilidade, mas também a obtenção de todos os seus pontos estacionários. Assim, o desenvolvimento de metodologias para essa tarefa desafiadora tem se tornado uma nova área de pesquisa da otimização global aplicada à termodinâmica do equilíbrio, com interesses comuns na engenharia química e na engenharia do petróleo. O foco do presente trabalho é uma nova metodologia para resolver o problema do teste de estabilidade. Para isso, usa-se o chamado método do conjunto gerador para realizar buscas do tipo local em uma rede de pontos previamente gerada por buscas globais efetuadas com uma metaheurística populacional, no caso o método do enxame de partículas.Para se obter mais de um ponto estacionário, minimizam-se funções de mérito polarizadas, cujos pólos são os pontos previamente encontrados. A metodologia proposta foi testada na análise de quatorze misturas polares previamente consideradas na literatura. Os resultados mostraram que o método proposto é robusto e eficiente a ponto de encontrar, além do minimizador global, todos os pontos estacionários apontados previamente na literatura, sendo também capaz de detectar, em duas misturas ternárias estudadas, pontos estacionários não obtidos pelo chamado método de análise intervalar, uma técnica confiável e muito difundida na literatura. A análise do teste de estabilidade pela simples utilização do método do enxame de partículas associado à técnica de polarização mencionada acima, para a obtenção de mais de um ponto estacionário (sem a busca local feita pelo método do conjunto gerador em uma dada rede de pontos), constitui outra metodologia para a resolução do problema de interesse. Essa utilização é uma novidade secundária deste trabalho. Tal metodologia simplificada exibiu também uma grande robustez, sendo capaz de encontrar todos os pontos estacionários pesquisados. No entanto, quando comparada com a abordagem mais geral proposta aqui, observou-se que tal simplificação pode, em alguns casos onde a função de mérito apresenta uma geometria mais complexa, consumir um tempo de máquina relativamente grande, dessa forma é menos eficiente.

Resolução numérica de escoamentos compressíveis empregando um método de partículas livre de malhas e o processamento em paralelo (CUDA)

Os métodos numéricos convencionais, baseados em malhas, têm sido amplamente aplicados na resolução de problemas da Dinâmica dos Fluidos Computacional. Entretanto, em problemas de escoamento de fluidos que envolvem superfícies livres, grandes explosões, grandes deformações, descontinuidades, ondas de choque etc., estes métodos podem apresentar algumas dificuldades práticas quando da resolução destes problemas. Como uma alternativa viável, existem os métodos de partículas livre de malhas. Neste trabalho é feita uma introdução ao método Lagrangeano de partículas, livre de malhas, Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) voltado para a simulação numérica de escoamentos de fluidos newtonianos compressíveis e quase-incompressíveis. Dois códigos numéricos foram desenvolvidos, uma versão serial e outra em paralelo, empregando a linguagem de programação C/C++ e a Compute Unified Device Architecture (CUDA), que possibilita o processamento em paralelo empregando os núcleos das Graphics Processing Units (GPUs) das placas de vídeo da NVIDIA Corporation. Os resultados numéricos foram validados e a eficiência computacional avaliada considerandose a resolução dos problemas unidimensionais Shock Tube e Blast Wave e bidimensional da Cavidade (Shear Driven Cavity Problem).

Um problema inverso na modelagem da difusão do calor

O presente trabalho aborda um problema inverso associado a difus~ao de calor em uma barra unidimensional. Esse fen^omeno e modelado por meio da equac~ao diferencial par- cial parabolica ut = uxx, conhecida como equac~ao de difus~ao do calor. O problema classico (problema direto) envolve essa equac~ao e um conjunto de restric~oes { as condic~oes inicial e de contorno {, o que permite garantir a exist^encia de uma soluc~ao unica. No problema inverso que estudamos, o valor da temperatura em um dos extremos da barra n~ao esta disponvel. Entretanto, conhecemos o valor da temperatura em um ponto x0 xo no interior da barra. Para aproximar o valor da temperatura no intervalo a direita de x0, propomos e testamos tr^es algoritmos de diferencas nitas: diferencas regressivas, leap-frog e diferencas regressivas maquiadas.

Optimización Entera Mixta para problemas de generación de rutas de vehículos

Se desarrolla un estudio teórico de los problemas de generación de rutas de vehículos para ello se profundiza en los conceptos de programación lineal y entera y en las propiedades que presentan las diferentes modelizaciones de este tipo de problemas. Además, se realizan los programas necesarios para la resolución de este tipo de problemas que se presentan frecuentemente en la vida real.

Um método de matriz resposta com esquema iterativo de inversão parcial por região para problemas unidimensionais de transporte de nêutrons monoenergéticos na formulação de ordenadas discretas

Um método de matriz resposta (RM) é descrito para gerar soluções numéricas livres de erros de truncamento espacial para problemas de transporte de nêutrons monoenergéticos e com fonte fixa, em geometria unidimensional na formulação de ordenadas discretas (SN). O método RM com esquema iterativo de inversão parcial por região (RBI) converge valores numéricos para os fluxos angulares nas fronteiras das regiões que coincidem com os valores da solução analítica das equações SN, afora os erros de arredondamento da aritmética finita computacional. Desenvolvemos um esquema numérico de reconstrução espacial, que fornece a saída para os fluxos escalares de nêutrons em qualquer ponto do domínio definido pelo usuário, com um passo de avanço também escolhido pelo usuário. Resultados numéricos são apresentados para ilustrar a precisão do presente método em cálculos de malha grossa.

Desenvolvimento de um método espectronodal livre de erros de truncamento espacial para problemas adjuntos de transporte de partículas neutras monoenergéticas na formulação de ordenadas discretas em geometria unidimensional

Um método numérico nodal livre de erros de truncamento espacial é desenvolvido para problemas adjuntos de transporte de partículas neutras monoenergéticas em geometria unidimensional com fonte fixa na formulação de ordenadas discretas (SN). As incógnitas no método são os fluxos angulares adjuntos médios nos nodos e os fluxos angulares adjuntos nas fronteiras dos nodos, e os valores numéricos gerados para essas quantidades são os obtidos a partir da solução analítica das equações SN adjuntas. O método é fundamentado no uso da convencional equação adjunta SN discretizada de balanço espacial, que é válida para cada nodo de discretização espacial e para cada direção discreta da quadratura angular, e de uma equação auxiliar adjunta não convencional, que contém uma função de Green para os fluxos angulares adjuntos médios nos nodos em termos dos fluxos angulares adjuntos emergentes das fronteiras dos nodos e da fonte adjunta interior. Resultados numéricos são fornecidos para ilustrarem a precisão do método proposto.

Condições de trabalho e problemas de saúde em Enfermagem na maternidade de um hospital universitário

Trata-se de um estudo fundamentado na Epidemiologia, do tipo quantitativo, não-experimental, transversal apoiado na estatística descritiva e inferencial, baseado no seguinte problema de estudo: qual a associação entre problemas de saúde e riscos ocupacionais a partir da percepção dos trabalhadores de enfermagem da maternidade de um hospital universitário? Teve como objetivo estudar os problemas de saúde dos trabalhadores de enfermagem e sua associação com o trabalho, a partir de suas percepções. Foi desenvolvido em uma maternidade de um hospital universitário do estado do Rio de Janeiro, com uma amostra constituída por 60 trabalhadores de enfermagem, em 2009. Utilizou-se para coleta de dados um questionário de Boix e Vogel (1997) adaptado por Mauro (2009). Os dados foram analisados através do Programa Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) versão 12.0. Todos os tipos de risco foram discretamente apontados pelos participantes como existentes no campo de estudo com destaque para os riscos de acidente e mecânicos, riscos ergonômicos e as situações de conflito e violência. Os resultados configuram um ambiente de trabalhado que necessita de adequações de naturezas diversas, para evitar conseqüências negativas na saúde dos trabalhadores, visando a minimização, controle ou eliminação dos referidos riscos. Em relação aos problemas de saúde evidenciados, os que se destacaram foram a depressão, o estresse, os problemas oculares, a hipertensão, as varizes, os problemas respiratórios e as lombalgias. Recomenda-se à instituição promover a melhoria das condições de trabalho, maior atenção à saúde dos trabalhadores e a efetivação de programas de promoção da saúde.

Innovación y calidad en los grados universitarios de la UPV/EHU

[ES]Esta publicación recoge las aportaciones que se presentaron en las Jornadas IKD-Jendartea que se celebraron en noviembre de 2013. Esta reunión tenía la finalidad de constituirse en un punto de encuentro, intercambio y discusión de la innovación y la gestión de la calidad desarrollada en la UPV/EHU en el ámbito de la enseñanza, el aprendizaje y la gestión de las nuevas titulaciones. Se quería conseguir el objetivo de compartir y visibilizar las experiencias de innovación educativa que se están desplegando en la UPV/EHU para impulsar el modelo IKD. Además se trataba de impulsar la comunicación entre los equipos docentes, equipos de coordinación y equipos de dirección, creando sinergias y facilitando las posibilidades de trabajo multidisciplinar en la UPV/EHU. En definitiva se trataba de crear condiciones favorables para que la innovación y la gestión a nivel de centros universitarios desarrolladas en la UPV/EHU tuvieran alguna influencia académica externa. Siguiendo las secciones que se plantearon en las Jornadas este libro se ha estructurado en cinco secciones que dan cuenta de las experiencias presentadas en torno a cinco temáticas específicas: - Equipos directivos: Experiencias de gestión de los centros en el despliegue de los sistemas de gestión de los centros, en la acogida del nuevo alumnado, etc. - Evaluación: Buenas prácticas con aportaciones innovadoras para el desarrollo y evaluación de las competencias transversales de las titulaciones y la coordinación de los equipos docentes. - Metodologías: Experiencias de equipos docentes que han desarrollado procesos de aprendizaje activo y autónomo de los estudiantes, así como metodologías de resolución de problemas, o basados en proyectos o en estudio de casos, etc. - Sociedad: Experiencias de enseñanza-aprendizaje (curriculares) que se han desarrollado en interacción directa con el entorno y otras acciones que han contribuido al desarrollo territorial y social. - TFG: Experiencias de innovación sobre la implantación del trabajo de fin de grado.

Matemáticas y su didáctica I. Grado de maestro en Educación Primaria

El presente trabajo trata de proporcionar, a los alumnos del Título de Grado de Maestro de Educación Primaria, un instrumento con el que poder completar los contenidos que se exigen en la asignatura de Matemáticas y su Didáctica I. Es ésta una asignatura cuatrimestral, de 6 créditos ECTS, situada en el primer año de los estudios de Grado, que tendrá su continuidad en la asignatura de Matemáticas y su Didáctica II, del tercer año y asignada al Área de Conocimiento de Didáctica de la Matemática. Comprende tres grandes apartados. En el primero, “aspectos generales de las matemáticas”, se hará un recorrido histórico por algunos de los tópicos más usuales de las matemáticas escolares, así como una introducción al razonamiento matemático y a la teoría de conjuntos, que aunque ha perdido la importancia que tuvo en el tercer cuarto del siglo XX en la enseñanza de las matemáticas en los niveles elementales, sigue siendo un poderoso y útil instrumento pedagógico de representación de problemas. Se hace, además, un recorrido histórico por lo que ha sido la enseñanza de las Matemáticas y se termina con una recopilación de la legislación educativa en vigor. El segundo apartado lleva el título general de “resolución de problemas”, algo que, aunque desde su nacimiento ha sido inherente al hacer matemático, sólo en los últimos tiempos ha aparecido explícitamente, en las disposiciones oficiales para la enseñanza elemental, siendo incluso uno de los bloques de contenido, para la educación primaria, en la Comunidad Autónoma Vasca. El último y tercer bloque trata de dar una visión general de lo que hay, actualmente, en ese mundo de las nuevas tecnologías en lo que toca a la enseñanza de las Matemáticas. Esperamos que este texto, experimentado, modificado y mejorado durante los cursos 2010-2011 y 2011-2012, sirva de ayuda a los alumnos de Magisterio y despierten en ellos el interés por esta ciencia tan antigua y, al mismo tiempo, tan actual y necesaria.

Mecánica de fractura. Problemas resueltos

Se presentan en este manual un conjunto de problemas y ejercicios resueltos, de acuerdo a los temas del texto "Mecánica de fractura" de los mismos autores, publicado por la Universidad del País Vasco Euskal Herriko Unibertsitatea, incluyendo problemas propuestos en los exámenes de la asignatura del mismo nombre, de la titulación de Ingeniería de Materiales de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao. En el apéndice de este manual se incluyen algunas normas y especialmente la norma EN ISO 12737, que cubre la determinación de la resistencia a fractura por deformación plana de materiales metálicos. Estos ejercicios sirven para que el alumno trabaje por su cuenta, consolidando el conocimiento teórico y familiarizándose con algunas aplicaciones ingenieriles de la Mecánica de Fractura.

Relación de problemas resueltos de exámenes de la asignatura Matemáticas II para Economistas de las licenciaturas de Economía y Administración y Dirección de Empresas

La asignatura Matemáticas II aporta los conocimientos básicos de Análisis y Optimización clásica que son necesarios en los estudios en Economía (L.E.) y Administración y Dirección de Empresas (L.A.D.E.). En éstas, como en las demás Matemáticas de ambas licenciaturas, se proporcionan al estudiante los conocimientos básicos, manteniendo un adecuado equilibrio conceptual/práctico. Esta publicación recoge los problemas planteados en los exámenes de Matemáticas II en las distintas convocatorias comprendidas entre los años 2006 y 2010.