Viabilidade tecnica da producao de blocos silico-calcarios na regiao de Santa Maria, no Rio Grande do Sul

Este trabalho é camposto por dois estudos basicamente: um estudo teórico sobre os blocos sílico-calcários de areia-cal e um estudo prático sobre a viabilidade técnica de produção destes blocos em uma região determinada. A pesquisa teórica procurou elucidar o que vem a ser um bloco síilico-calcário, buscando a viabilidade da pesquisa prática e os pontos principais a serem abordados. Foram estudados, nesta parte, as matérias-primas e o processo produtivo empregado na confecção destes elementos, mostrando a importância de cada item para as características do produto final. Foi dada atenção ainda às características técnicas, aos fatores que determinam a produção e emprego e aos aspectos positivos e negativos dos elementos deste tipo produzido em outros locais. A pesquisa prática buscou a disponibilidade de matéria-prima conveniente para a produção de blocos sílicos-calcários, e o efeito das variações do processo produtivo sobre os produtos confeccionados com os materiais estudados. A matéria-prima empregada foi uma areia quartzosa da região de Santa Maria-RS, cal calcítica virgem de São Sepé-RS, e cinza volante da termoelétrica Presidente Médici, em Bagé-RS, fazendo-se variações nas percentagens destes componentes. As variações do processo produtivo foram efetuadas no tipo de moldagem dos corpos de prova, em que foi usada pressão, vibração e vibro-compressão, e na pressão de autoclavagem. Para todas as variações efetuadas foram obtidas as seguintes características: variações por autoclavagem, massa específica aparente, absorção d´água, resistência à compressão, resistência à tração e módulo de elasticidade à compressão, as quais foram relacionadas através de quadros e figuras às diversas variações.

Recuperação e purificação de quitosanases usando adsorção em leito expandido com streamline DEAE com modelagem e simulação usando redes neurais

Expanded Bed Adsorption (EBA) is an integrative process that combines concepts of chromatography and fluidization of solids. The many parameters involved and their synergistic effects complicate the optimization of the process. Fortunately, some mathematical tools have been developed in order to guide the investigation of the EBA system. In this work the application of experimental design, phenomenological modeling and artificial neural networks (ANN) in understanding chitosanases adsorption on ion exchange resin Streamline® DEAE have been investigated. The strain Paenibacillus ehimensis NRRL B-23118 was used for chitosanase production. EBA experiments were carried out using a column of 2.6 cm inner diameter with 30.0 cm in height that was coupled to a peristaltic pump. At the bottom of the column there was a distributor of glass beads having a height of 3.0 cm. Assays for residence time distribution (RTD) revelead a high degree of mixing, however, the Richardson-Zaki coefficients showed that the column was on the threshold of stability. Isotherm models fitted the adsorption equilibrium data in the presence of lyotropic salts. The results of experiment design indicated that the ionic strength and superficial velocity are important to the recovery and purity of chitosanases. The molecular mass of the two chitosanases were approximately 23 kDa and 52 kDa as estimated by SDS-PAGE. The phenomenological modeling was aimed to describe the operations in batch and column chromatography. The simulations were performed in Microsoft Visual Studio. The kinetic rate constant model set to kinetic curves efficiently under conditions of initial enzyme activity 0.232, 0.142 e 0.079 UA/mL. The simulated breakthrough curves showed some differences with experimental data, especially regarding the slope. Sensitivity tests of the model on the surface velocity, axial dispersion and initial concentration showed agreement with the literature. The neural network was constructed in MATLAB and Neural Network Toolbox. The cross-validation was used to improve the ability of generalization. The parameters of ANN were improved to obtain the settings 6-6 (enzyme activity) and 9-6 (total protein), as well as tansig transfer function and Levenberg-Marquardt training algorithm. The neural Carlos Eduardo de Araújo Padilha dezembro/2013 9 networks simulations, including all the steps of cycle, showed good agreement with experimental data, with a correlation coefficient of approximately 0.974. The effects of input variables on profiles of the stages of loading, washing and elution were consistent with the literature

Role of enthalpy and entropy in moisture sorption behavior of pineapple pulp powder produced by different drying methods

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

Effect of drying method on the adsorption isotherms and isosteric heat of passion fruit pulp powder

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Barium titanate screen-printed thick films

Barium titanate (BT) thick films were prepared from mechanically activated powders based on BaCO(3) and TiO(2). After homogenization and milling in a high-energy vibro mill, the powders were calcined at 700 degreesC for 2 h by slow heating and cooling rates. A thick film paste was prepared by mixing BT fine powders with small amount of low temperature sintering aid and organic binder. The thick films were screen-printed on alumina substrates electroded with Ag-Pd. The BT films were sintered at 850 degreesC for 1 h. The thickness was 25-75 mum depending of number of layers. The microstructure of thick films and the compatibility between BT layers and substrate were investigated by SEM Results of dielectric property measurements are also reported. (C) 2002 Elsevier B.V. Ltd and Techna S.r.l. All rights reserved.

Dynamics of a piecewise-linear oscillator with limited power supply

We discuss dynamics of a vibro-impact system consisting of a cart with an piecewise-linear restoring force, which vibrates under driving by a source with limited power supply. From the point of view of dynamical systems, vibro-impact systems exhibit a rich variety of phenomena, particularly chaotic motion. In our analyzes, we use bifurcation diagrams, basins of attractions, identifying several non-linear phenomena, such as chaotic regimes, crises, intermittent mechanisms, and coexistence of attractors with complex basins of attraction. © 2009 by ASME.

Parâmetros físicos pré-eruptivos do magmatismo ácido da província magmática do Paraná: Resultados preliminares

A set of 12 samples of acid rock types Palmas (ATP) and Chapecó (ATC) was used to determine the chemical composition of plagioclase and pyroxene by electron microprobe, with the purpose to get information about the pressure and temperature of crystallization of these rocks. The results show that the pyroxene of ATP rocks (3,2 ± 1,2 kbar, max = 5,1 kbar and 1028 ± 38°C) were formed under pressure conditions higher than those ATC (1,8 ± 0,9 kbar, max = 3,4 kbar and 995 ± 26oC). However, the pressures obtained from plagioclase showed higher pressures for ATC (3.2 ± 1 kbar, max = 6,4 kbar and 1033 ± 12°C) than ATP (1,9 ± 1 kbar, max = 4,8 kbar and 1043 ± 5°C), suggesting that the crystallization of rocktype ATP began with the formation of pyroxene and plagioclase almost simultaneously at a depth of around 17 km while the ATC, began with the crystallization of plagioclase at a depth of about 21 km (assuming a gradient of 3,3 kbar/km). The geothermometry of plagioclase allow us to calculate the concentration of water from about 1 ± 0,3% H2O for both acid rock types. Additional calculations allow us to get the depth of water exsolution of magmatic liquid at 30m below the surface. Although the data are still preliminary and insufficient to model the extrusion of these rocks, they point out to an effusion mechanism of a partially fluidized magma by volatile, which would spread to large areas with small friction with the surface that would increased with the increase of viscosity caused by the loss of volatile and decreasing of temperature, developing coherent structures as lava flows.

Point vibration measurements for the detection of shallow-buried objects

A major UK initiative, entitled 'Mapping the Underworld', is seeking to address the serious social, environmental and economic consequences arising from an inability to locate accurately and comprehensively the buried utility service infrastructure without resorting to extensive excavations. Mapping the Underworld aims to develop and prove the efficacy of a multi-sensor device for accurate remote buried utility service detection, location and, where possible, identification. One of the technologies to be incorporated in the device is low-frequency vibro-acoustics, and application of this technique for detecting buried infrastructure is currently being investigated. Here, the potential for making a number of simple point vibration measurements in order to detect shallow-buried objects, in particular plastic pipes, is explored. Point measurements can be made relatively quickly without the need for arrays of surface sensors, which can be expensive, time-consuming to deploy, and sometimes impractical in congested areas. At low frequencies, the ground behaves as a simple single-degree-of-freedom (mass-spring) system with a well-defined resonance, the frequency of which will depend on the density and elastic properties of the soil locally. This resonance will be altered by the presence of a buried object whose properties differ from the surrounding soil. It is this behavior which can be exploited in order to detect the presence of a buried object, provided it is buried at a sufficiently shallow depth. The theoretical background is described and preliminary measurements are made both on a dedicated buried pipe rig and on the ground over a domestic waste pipe. Preliminary findings suggest that, for shallow-buried pipes, a measurement of this kind could be a quick and useful adjunct to more conventional methods of buried pipe detection. © 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Detection of buried pipes using a shear wave ground surface vibration technique

A major UK initiative, entitled 'Mapping the Underworld', is seeking to address the serious social, environmental and economic consequences arising from an inability to locate the buried utility service infrastructure without resorting to extensive excavations. Mapping the Underworld aims to develop and prove the efficacy of a multi-sensor device for accurate remote buried utility service detection, location and, where possible, identification. One of the technologies to be incorporated in the device is low-frequency vibro-acoustics, and the application of this technology for detecting buried infrastructure is currently being investigated. Here, a shear wave ground vibration technique for detecting buried pipes is described. For this technique, shear waves are generated at the ground surface, and the resulting ground surface vibrations measured, using geophones, along a line traversing the anticipated run of the pipe. Measurements were made at a test site with a single pressurized polyethylene mains water pipe. Time-extended signals were employed to generate the illuminating wave. Cross-correlation functions between the measured ground velocities and a reference measurement adjacent to the excitation were then calculated and summed using a stacking method to generate a cross-sectional image of the ground. The wide cross-correlation peaks caused by high ground attenuation were partially compensated for by using a generalized cross-correlation function called the smoothed coherence transform. To mitigate the effects of other potential sources of vibration in the vicinity, the excitation signal was used as an additional reference when calculating the generalized cross-correlation functions. For two out of three tests, the pipe was detected, indicating that this technique will be a valuable addition to the Mapping the Underworld armoury.

Energetic, ecologic and fluid-dynamic analysis of a fluidized bed gasifier operating with sugar cane bagasse

This work aims to study the thermodynamic, ecological and fluid-dynamic aspects of a circulating fluidized bed gasifier using sugar cane bagasse as biomass, in order to estimate a model of its normal operation. In the initial stage was analysed the composition of biomass selected (sugar cane bagasse) and its lower heating value (LHV) was calculated. The energy balance of the gasifier was done, being the volumetric flow of air, synthesis gas and biomass estimated. Also the power produced by this gasifier was theoretically estimated. Then the circulating fluidized bed gasifier was designed for operation with approximately 100 kg/h of processed biomass. Cross-sectional area of the reactor, feeder size, diameter of the exit zone of the gases and minimum height of the expanded bed were selected. Some bed gasifier hydrodynamic factors were also studied. The minimum fluidization velocity, fluidization terminal velocity, and average fluidizing velocity were calculated, in order to understand the fluid-dynamic behaviour of gasification of this fuel. It was obtained a theoretical model that can support a possible prototype of circulating fluidized bed gasifier biomass. Finally, there were studied the ecological aspects of the gasifier, through an overall methodology. Ecological efficiencies were estimated for two scenarios: first considering the carbon cycle and thereafter disregarding the carbon cycle. In both cases, it can be proved the ecological viability of the project. © 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Contribuição para a otimização de traços de concreto utilizados na produção de blocos estruturais

Pós-graduação em Engenharia Civil - FEIS

Comportamento dinâmico não-linear de um sistema mecânico com vibrações associadas a uma transição brusca na rigidez

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Controle de vibração em reatores elétricos através de absorvedores dinâmicos viscoelásticos

Reatores elétricos utilizados em subestações de energia têm funções específicas na operacionalização e manutenção da funcionalidade destas instalações, sendo equipamentos aplicados ao controle de reativos, de correntes de curto circuito e surtos de manobra em sistemas de transmissão de energia elétrica. Detectou-se que alguns reatores em funcionamento apresentaram elevados níveis de vibração estrutural. Dois destes reatores operam na subestação da cidade de Rurópolis, situada a oeste do estado do Pará. Outro problema decorrente do elevado nível de vibração destas estruturas é a geração de pontos quentes no núcleo eletromagnético do reator, podendo gerar bolhas de gases altamente inflamáveis. A existência destes problemas operacionais pode ocasionar ao Sistema de Transmissão do Norte do Brasil interrupções na transmissão de energia elétrica. Isto geraria na região Norte e em outras interligadas (Nordeste, Sudeste e Centro-Oeste) elevados prejuízos sociais e financeiros. A aplicação de ferramentas para a minimização do problema vibro-acústico (redução dos níveis vibração e, por conseguinte, ruído) pode evitar danos estruturais e operacionais que resultem na sua indisponibilidade operativa reduzindo, conseqüentemente, perdas e a necessidade do desenvolvimento de equipamentos de custo elevado com baixos índices de vibração. No intuito de se reduzir tais níveis, propõe-se à aplicação de absorvedores dinâmicos na estrutura externa dos reatores. Uma vez dimensionados em quantidade, posição e parâmetros definidores (massa, rigidez e amortecimento) espera-se criar um sistema, que sintonizado com a freqüência da excitação de natureza eletromagnética, absorverá parte da energia vibratória do reator, minimizando-se, os elevados índices detectados e, por conseqüência, todos os problemas subseqüentes. São indicados compostos viscoelásticos nos absorvedores dinâmicos (com propriedades dinâmicas dependentes tanto da temperatura como da freqüência de trabalho), em virtude de estes materiais aumentarem o campo de ação dos absorvedores, adequando-se à elevada densidade modal verificada nas chaparias metálicas do reator.

Avaliação das condições de secagem no rendimento e na qualidade do óleo de linhaça (Linum usitatissimum L.)

De origem asiática, a semente de linhaça (Linum usitatissimum L.) pertence à família das Lináceas e é obtida a partir do linho. A semente da linhaça é ainda a maior fonte alimentar de lignanas, compostos fotoquímicos parecidos com o estrogênio, que podem desempenhar ação anticancerígena. Rica em fibras solúveis tem aproximadamente 40% do seu peso composto por óleos ricos em Ômega 3, entre os quais se destaca o α-linolênico. A secagem é a operação unitária segundo o qual ocorre eliminação da água por evaporação ou sublimação, presente em um material, mediante a aplicação de calor com condições controladas. Visando averiguar o comportamento das sementes de linhaça durante a operação de secagem, o presente trabalho teve como objetivo principal realizar o planejamento experimental e analisar estatísticamente os resultados empregados para quantificar a influência da temperatura do ar (T), tempo de secagem (t), velocidade do ar de fluidização (Uf) e carga de sólidos (Cs), sobre a razão de umidade (Xr), rendimento em óleo (Rend.) e os parâmetros oleoquimicos. A estimativa do ponto ótimo de operação foi determinada em função das variáveis de entrada aplicando o conceito de desejabilidade global. Dentre as condições estabelecidas neste trabalho, o valor ótimo da Função Desejabilidade é quando T é deslocada próximo ao nível alto (72 oC), t para o mínimo (3 h), Uf para o ponto próximo ao central (0,83 m/s) e a Cs para o nível alto (500g), obtendo-se assim: 0,126 para Xr; 36,92 % para Rend.; 4,51 mg KOH/g para IA; 22,52 meqO2/Kg IP e 0,31% para DC. Foram obtidas as isotermas de dessorção das sementes de linhaça nas temperaturas de 40, 60 e 80°C. Os dados experimentais foram avaliados usando seis modelos matemáticos. A entalpia e a entropia diferencial de dessorção foram estimadas por meio das relações de Clausius-Clapeyron e Gibbs-Helmholtz, respectivamente. Os modelos de GAB e Peleg ajustaram adequadamente os dados experimentais. A teoria da compensação entalpia-entropia foi aplicada com sucesso às isotermas de dessorção e indica que o mecanismo de dessorção de umidade das sementes de linhaça pode ser considerado como controlado pela entalpia. A secagem das sementes de linhaça previamente umidificadas foram avaliadas em um secador de leito fixo e fluidizado, as corridas experimentais foram realizadas nas temperaturas de 40, 60 e 80°C, dentre dos cinco modelos propostos, o modelo de Midilli et al, foi o melhor modelo que melhor ajustou aos dados experimentais. Foi observado que a difusividade efetiva para as sementes de linhaça aumentou com a elevação da temperatura do ar de secagem para a secagem em leito fixo e fluidizado. A dependência da difusividade em relação à temperatura foi descrita pela equação de Arrhenius, por meio da qual se estimou para ambos os processos de secagem.