Aproveitamento de energia em sistemas de abastecimento de água

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Desarrollo de metodología e instrumentación para el análisis de compuestos de interés biológico en sistemas de flujo continuo

La cromatogafía líquida de alta perfomance (HPLC) se ha transformado en una de las herramientas analíticas preferidas en el ámbito académico, tecnológico e industrial. Aunque la técnica data de fin de la década del ´60, no ha sido hasta mediado de los años '70 que la misma ganó popularidad, fundamentalmente por los avances logrados en la reproducibilidad de la fabricación de fases estacionarias, mejores bombas de alta presión y el desarrollo de detectores más sensibles. La cromatografía líquida de alta performance es en la actualidad una técnica de gran utilidad en la química clínica y en la bioquímica. Esta técnica resulta muy útil para el análisis de compuestos a nivel de trazas dentro de las complejas matrices biológicas. El objetivo principal del presente proyecto es realizar investigaciones en el área de la Química Analítica, específicamente química bioanalítica, a fin de desarrollar metodologías y detectores electroquímicos altamente sensibles y selectivos para el análisis de compuestos de interés biológico mediante cromatografía líquida de alta presión. El proyecto comprende tres líneas íntimamente relacionadas: A) Análisis de metabolitos de catecolaminas por HPLC con apareamiento iónico, en orina de ratas cuyas madres han sido sometidas a estrés por inmovilización; esto permitirá correlacionar el efecto del estrés prenatal en los niveles de catecolaminas presentes en las crías. Esta línea está comprendida en un objetivo más amplio que es correlacionar el efecto del estrés prenatal sobre la madurez sexual de las crías. B) Análisis de antibióticos del grupo de las fluoroquinolonas mediante técnicas electroquímicas y de HPLC. Se pretenden elucidar los procesos de electrodo que ocurren durante la electrorreducción de antibióticos del grupo de las fluoroquinolonas, para de esta manera desarrollar detectores electroquímicos para sistemas de flujo continuo. C) Desarrollo de un micropotenciostato computarizado para la detección en sistemas de flujo continuo. (...) También se pretende implementar el uso de un microelectrodo anular desarrollado en la Comisión Nacional de Energía Atómica.

Búsqueda de nuevos extractos y sus principios activos obtenidos a partir de plantas nativas del centro de Argentina con actividad medicinal.

El uso de plantas para tratar diferentes patologías es tan ancestral como la humanidad misma y es un fuerte argumento para el sostenimiento y avance de la fitomedicina. Actualmente, se estima que un 25% del total de las drogas utilizadas en la clínica corresponden a principios activos aislados de plantas superiores y a drogas semi-sintéticas obtenidas a partir de estos precursores naturales. Sin embargo, a pesar de contar con un importante número de estas entidades farmacológicas al cual se le suman las moléculas sintéticas, aún no se dispone de medicamentos que satisfagan las actuales demandas de la terapéutica relacionadas a lograr simultáneamente efectividad, selectividad y mínimo impacto en el desarrollo de resistencia. Esta ausencia se torna crítica en lo que respecta al tratamiento de ciertas enfermedades. El hecho de que menos del 20% de las plantas existentes hayan sido investigadas con profundidad y que la cantidad real de metabolitos presentes en estas exceda las 100.000 estructuras, incentiva la búsqueda de sustancias con las características terapéuticas arriba mencionadas a partir de los vegetales, en especial, de aquellas derivadas de especies de nuestra región. En este contexto, el objetivo general del proyecto es encontrar fármacos a partir de metabolitos obtenidos en nuestro laboratorio de plantas pertenecientes a la flora nativa y naturalizada de la región central de Argentina. En particular, los trabajos apuntarán a determinar la capacidad de extractos y de los compuestos aislados a partir de ellos para inhibir enzimas asociadas a patologías como acetilcolinesterasa y tirosinasa, bacterias patógenas y bombas de resistencia a multidrogas (MDR), así como regular procesos intracelulares involucrados en proliferación y muerte celular como por ejemplo la vía de las MAPKs (mitogen-activated protein kinases). Es importante subrayar, que las sustancias encontradas podrán surgir en el futuro como drogas alternativas per se o como líderes para la síntesis o semi-síntesis de análogos a los fines de ser utilizadas en los tratamientos clínicos o veterinarios. Estos tópicos son de alta prioridad en el campo de la investigación, lo cual se desprende no sólo por el importante número de publicaciones relacionadas, sino también por la urgente necesidad de nuevos fármacos.

Instrumentació i control d'actuadors fluídics per a sistemes analítics: sistema de regulació d'una microbomba de precisió a mode de xeringa

En aquest projecte s’ha implementat un sistema de control per a les bombes microfluídiques LPVX de The Lee Company funcionant a mode de xeringa. El sistema consisteix en un circuit controlador basat en el microxip UDN 296 B de Allegro MicroSystems, que conté dos Ponts en H per a controlar motors pas a pas i dos mòduls de Modulació d’Amplada de Polsos (PWM), governat a partir d’un programa de control com a instrument virtual dissenyat sota l’entorn LabVIEW. El programa de control permet indicar la quantitat de volum a aspirar o dispensar per la bomba i escollir entre una execució simple o una de continuada, podent-ne controlar en aquest segona opció el temps entre execució i execució. El programa també permet visualitzar el procés mitjançant la obtenció de la imatge d’una webcam amb DirectShow. Finalment també permet el control remot de l’Instrument Virtual a través de la xarxa d’Internet.

Antibioticoterapia Intravenosa domiciliaria mediante bomba de perfusión continua de la sobreinfección respiratoria por Pseudomonas aeruginosa en el paciente con enfermedad pulmonar obstructiva crónica.

La malaltia pulmonar obstructiva crónica (MPOC) té una prevalença elevada al nostra medi i un gran impacte econòmic. La sobreinfecció respiratoria en els pacients MPOC avançats, es bàsicament, per Pseudomonas. L´antibioticoteràpia domiciliaria endovenosa en aquest tipus de sobreinfecció es de gran importància. La forma d´administració de l´antibiòtic es mitjançant bombes d´infusió continues i bombes d´infusió intermitents. Es tracta d´un estudi comparatiu dels dos tipus de bombes d´infusió per l´erradicació de Pseudomonas aeruginosa en el pacient MPOC.

Desolació i pèrdua d'identitat : anàlisi de Pluja Negra i Flors d'Estiu

La bomba atòmica "representa la perfección del hombre por su parte 'malvada'. Ya no podemos ser más malvados, inteligentes y defensivos" (Sloterdijk, P.; 2003. p. 218 ). Aquesta és la reflexió de Peter Sloterdijk sobre la humanitat que ha provocat aquesta barbàrie, sent conscient que aquesta no pot ser més maligna ni provocar més dolor, després de destruir conscientment una ciutat sencera junt amb els seus habitants innocents. Però com es van sentir els hibakusha, supervivents de l'atac nuclear, i a què van quedar reduïts els ciutadans d'Hiroshima i de Nagasaki, havent patit aquesta maldat en la pròpia pell? Després d'aquesta tragèdia, molts d'aquells que van sobreviure van decidir explicar la seva experiència, donant lloc al conegut com genbaku bungaku o literatura de les bombes atòmiques. En aquest estudi hem escollit dues de les obres més importants del gènere per tal d'analitzar com aquesta vivència va afectar a les seves víctimes. En primer lloc, hem analitzat Flors d'Estiu, de Tamiki Hara, primer relat en ser publicat que, en poc més de vint pàgines, descriu l'infern viscut pel propi autor i com aquesta visió de l'apocalipsi i el sofriment absolut el va marca per sempre més. En segon lloc, hem analitzat Pluja Negra, escrita per Mabusi Ibuse, autor que, tot i no haver sigut testimoni directe de la tragèdia, va aconseguir copsar el sentiment dels hibakusha, escribint una de les millors novel·les del gènere. Per tal d'estudiar les obres hem seguit un camí del general al particular. Analitzant el context històric, ens hem pogut fer una idea de què va significar la postguerra, des de la política sota la guia nord-americana a la reconstrucció econòmica i també una societat que, perdent-ho gairebé tot, va haver de tornar a començar. Després, hem volgut endinsar-nos en la literatura del període, analitzant, junt amb el propi genbaku bungaku, dos dels gèneres més importants, el burai ha o escola decadent, i el nikutai bunaku o literatura de la carn. Finalment, hem analitzat les pròpies obres, veient com els textos es veuen impregnats de tristesa i confusió. Després de veure com tota la seva vida s'esmicolava en qüestió de segons, els protagonistes d'aquests dos textos queden totalment desolats, veient com ho han perdut tot, des de la seva identitat fins la seva esperança en la pròpia humanitat.

MODELO DE TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA NUM FLUXO DE ÁGUA COM ALTA PRESSÃO PARA DESSALINIZAÇÃO POR OSMOSE REVERSA OU/E GERAÇÃO DE ELETRICIDADE

Este trabalho apresenta uma configuração alternativa para a dessalinização de água e geração de energia elétrica com recurso à energia eólica. Trata-se de um modelo físico que permite armazenar água do mar ou água salobra sob a forma de energia potencial gravitacional, através do seu bombeamento até um reservatório a uma determinada altura. O bombeamento é feito com o recurso à energia do vento. Uma vez, tendo a água sido acumulada no reservatório, sua energia potencial gravitacional EPG é usada para a sua dessalinização ou/e para a geração de eletricidade. O referido modelo é semelhante a um grupo de bombas de pistões. Os pistões possuem formato especial de modo que se consiga obter pressões elevadas suficientes quer para a dessalinização de água por osmose reversa, quer para a geração de eletricidade através de turbinas Pelton. Consegue-se o movimento alternado dos pistões a partir da transferência da energia da água acumulada (EPG) através dum sistema de roldanas e contrapesos. Assim sendo, provar que o modelo é capaz de transformar a EPG de baixa pressão (inferior a 2 bar) em energia cinética de um fluxo com alta pressão (superior a 55 bar) se apresenta como o foco principal deste trabalho. Com esse foco em mira, construiu-se um protótipo com o objetivo de demonstrar a viabilidade técnica da proposta. Imagens do protótipo são apresentadas neste trabalho. Em relação à osmose reversa, a referida configuração difere do que é convencional em plantas de dessalinização que usam esse processo, pelo fato de contemplar o uso de EPG. Com o modelo proposto, consegue-se um fluxo à entrada dos módulos de membrana (ou à saída do injetor da turbina Pelton) com pressão suficiente para a osmose reversa (ou para geração de eletricidade). Em relação à captação da energia eólica para o bombeamento de água, o modelo é divido em dois sistemas. O primeiro (sistema 1) usa cataventos tradicionais e o segundo (sistema 2) aerogeradores. É feita a comparação qualitativa entre os dois sistemas com base em alguns parâmetros tais como área ocupada, versatilidade etc.

O Processo de Intrusão Salina a jusante da Bacia Hidrográfica da Ribeira Seca. A Inversão do Processo e Impactos da Barragem

Os recursos hídricos na Bacia hidrográfica da Ribeira Seca não têm sido explorados numa base auto-sustentável. Como consequência, verifica-se a deterioração da qualidade da água dos poços e dos furos como resultado da intrusão salina que chega a avançar à volta dos quatro quilómetros para o interior da bacia hidrográfica. Na tentativa de mitigar os efeitos de uma exploração desequilibrada dos recursos em água, muitos projectos de conservação do solo e água foram levados a cabo, destacando-se o Projecto de Desenvolvimento de Bacias Hidrográficas, “Watershed Development Project” – financiado no quadro da USAID na década de 80, (mais concretamente em 1984) e que contemplava todas as bacias hidrográficas da ilha de Santiago. As principais actividades levadas a cabo no âmbito do “Watershed Development Project” foram essencialmente as seguintes: 1. Infra-estruturas hidráulicas de captação, armazenamento, adução e distribuição de água para a rega e consumo doméstico; 2. Infra-estruturas de correcção do leito da ribeira, de espalhamento e recarga das águas de escoamento superficial; 3. Instalação de bombas eólicas para bombagem da água dos poços; 4. Adaptação ao regadio de terrenos de cultura e construção de terraços; 5. Arborização das encostas em dispositivos anti-erosivos (banquetas, muretes, caldeiras, etc.) 6. Sistemas de “water harvesting/runoff farming” (incluindo construção de grandes reservatórios, diques de captação de águas de escoamento superficial); 7. Plantação de feijão Congo (Cajanus cajan) em muretes e banquetas nas encostas. No quadro do projecto de Desenvolvimento de Bacias Hidrográficas, “Watershed Development Project”, dois projectos de luta contra a intrusão salina foram elaborados. Um dos projectos contemplou a Ribeira de Saltos e outro na Ribeira Seca. Só o da Ribeira de Saltos foi executado sob a orientação do coordenador técnico do projecto e os resultados, embora evidentes, estão sendo quantificados no âmbito de um trabalho por nós conduzido. O projecto de luta contra a intrusão salina na Ribeira Seca não foi implementado e bem assim, os projectos considerados no PDH-Ribeira Seca financiados no quadro da Cooperação Austríaca.Pretende-se com este trabalho de fim de curso não só analisar os efeitos da degradação ecológica dos terrenos de cultura localizados a jusante e submetidos à intrusão salina, como também, quantificar os impactos das infra-estruturas hidráulicas executadas a jusante da Ribeira Seca, mais concretamente, o efeito da construção da Barragem de Poilão na melhoria das condições hidrológicas do troço da bacia hidrográfica a jusante.

Estímulo no crescimento e na hidrólise de ATP em raízes de alface tratadas com humatos de vermicomposto: I - efeito da concentração

O vermicomposto contém uma concentração elevada de substâncias húmicas e já é bem conhecido o efeito do seu uso sobre as propriedades do solo. No entanto, a ação direta das substâncias húmicas sobre o metabolismo das plantas é menos conhecida. O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de humatos extraídos de vermicomposto de esterco de curral com KOH 0,1 mol L-1 sobre o desenvolvimento e metabolismo de ATP em plântulas de alface. Após a germinação, plântulas de alface foram tratadas com os humatos em concentrações que variaram de 0 a 100 mg L-1 de C, durante quinze dias. Foram avaliados o crescimento da raiz e a atividade das bombas de H+ isoladas da fração microssomal do sistema radicular. Foi observado aumento na matéria fresca e seca do sistema radicular, bem como no número de sítios de mitose, raízes emergidas do eixo principal, na área e no comprimento radiculares, com o uso do humato na concentração de 25 mg L-1 de C. Também foi observado, nessa concentração, aumento significativo na hidrólise de ATP pelas bombas de H+, responsáveis pela geração de energia necessária à absorção de íons e pelo crescimento celular.

Estímulo no crescimento e na hidrólise de ATP em raízes de alface tratadas com humatos de vermicomposto: II - Efeito da fonte de vermicomposto

Um dos fatores mais limitantes para a produção de vermicomposto é a disponibilidade de esterco. Neste trabalho, foi avaliado o efeito da substituição parcial do esterco por bagaço de cana e por resíduos de leguminosa (Gliricidia sepium) na vermicompostagem sobre a qualidade do vermicomposto e sobre a bioatividade dos humatos, avaliadas por meio da análise do crescimento radicular e da atividade das bombas de H+ isoladas de raízes de alface. A substituição do esterco por bagaço de cana e por resíduos de leguminosas não acarretou prejuízo às características químicas dos vermicompostos. No entanto, os humatos isolados dos diferentes vermicompostos apresentaram características químicas distintas, tais como: acidez e propriedades óticas distintas. Os humatos produzidos a partir de esterco de bovino e da mistura esterco bovino + bagaço proporcionaram maiores estímulos no crescimento radicular das plantas de alface, sendo os mais indicados para uso na forma solúvel. A inclusão de resíduos de leguminosas no processo de vermicompostagem produziu humatos sem efeito sobre o desenvolvimento das raízes de alface.

Proyecto de ejecución de zona lúdica de verano formada por piscinas, jacuzzi y edificio de servicios

Este trabajo final de carrera se basa en la redacción de un proyecto de ejecución de una zona lúdica situada en el interior del recinto de un camping, la cual estará formada por una piscina de grandes dimensiones formada por tres vasos de tipo desbordante, una piscina de tipo infantil, un jacuzzi y finalmente un edificio de servicios complementarios (bar, aseos y enfermería). La piscina grande estará formada por tres vasos donde el agua va deslizándose de uno a otro hasta ser recogida por un depósito de compensación desde donde se realizará la filtración y tratamiento antes de ser devuelta al piscina de nuevo. La instalación está también preparada para ser utilizado cada vaso como una piscina individual, recogiendo el agua por los rebosaderos laterales y conduciéndola al mismo vaso de compensación. El tratamiento del agua se realizará de forma física a través de la filtración mediante filtros de arena y de forma química analizando la cantidad de cloro residual y el nivel de PH y posteriormente añadiendo de forma automática las cantidades de cloro y corrector de PH adecuados mediante bombas dosificadoras de precisión. La piscina infantil es de pequeñas dimensiones y esta preparada para ser utilizada por niños de muy corta edad. Se diferencia de la piscina grande en el sistema de recirculación de agua (en este casos e utilizarán skimmers) y en el tratamiento posterior, ya que se utilizará el sistema de hidrólisis salina para su desinfección en lugar de añadir directamente cloro. Este sistema de tratamiento del agua no es tan agresivo como el tradicional, siendo cada vez mas utilizado en piscinas de mediano y pequeño tamaño. El jacuzzi es de grandes dimensiones, disponiendo de su propio sistema de tratamiento de agua, utilizando el sistema de hidrólisis salina como en el caso de la piscina infantil. El edificio de servicios dispone de zonas de bar, enfermería y aseos. Se ha descrito desde la estructura a las instalaciones, justificando las conclusiones a través de los cálculos correspondientes, bien de forma manual, bien utilizando diverso software especializado.

Estudio de la eficiencia energética del sector "D" de la comunidad de regantes de Carrassumada, Torres de Segre

En el presente estudio se analiza la eficiencia energética de una estación de bombeo que abastece una superficie de 205 ha. Mediante el uso de una serie de indicadores se han identificado los puntos críticos y planteado las medidas de mejora oportunas, se ha estudiado el impacto que supondría su implantación así como su viabilidad técnica y económica para llevarlas a cabo. Los resultados reflejan que las mejoras más importantes se dan cuando se establecen turnos que agrupen las parcelas con demandas energéticas similares, consiguiendo un ahorro energético y económico del 21 %. Las otras medidas analizadas son: Evitar caudales bajos, Cambiar el punto de transición entre una a dos bombas en paralelo, Fijar la presión de consigna en función de los hidrantes abiertos, Ajustar la presión de consigna a las necesidades reales. Las cuales combinadas permitirían un ahorro del 22%.

Caracterização reológica das diferentes fases de extrato de inulina de raízes de chicória, obtidas por abaixamento de temperatura

A inulina é um ingrediente funcional, geralmente empregado na indústria alimentícia como substituto do açúcar ou da gordura. Esse ingrediente pode ser encontrado em diversos produtos vegetais, incluindo as raízes de chicória. Por ser um produto com solubilidade variável com a temperatura, a inulina sofre uma separação de fases ao ser resfriada, originando uma fase precipitada, mais viscosa, e uma fase sobrenadante, de menor viscosidade. O estudo das propriedades reológicas das diferentes fases do extrato de inulina é importante para o projeto de equipamentos, como misturadores e bombas. Neste trabalho, foi estudado o comportamento reológico, para três condições distintas de temperatura (25; 40 e 50 ºC), das fases sobrenadante e precipitada do extrato líquido de inulina, extraído de raízes de chicória por difusão em água quente e resfriado a duas temperaturas distintas (8 e -10 ºC), sofrendo separação de fases. A fase precipitada foi analisada em duas condições: pura e com a adição de agentes microencapsulantes. Todos apresentaram um comportamento linear, semelhante ao dos "Plásticos de Bingham", porém, nem todos se ajustaram a esse modelo.

Avaliação de tanques de escorva utilizados em substituição à válvula-de-pé em instalações de bombeamento

A maioria das instalações de abastecimento de água utiliza bombas hidráulicas do tipo turbobombas, requerendo que o interior de sua carcaça e da tubulação de sucção esteja preenchido com água (escorvados) para que a sucção da água possa ser efetivada. O escorvamento das bombas pode ser efetuado instalando-as abaixo do reservatório de captação (bomba afogada). Quando a bomba está acima do reservatório e o escorvamento é manual, é necessário usar válvulas-de-pé, que são suscetíveis ao mau funcionamento, limitando a confiabilidade do sistema, principalmente em caso de automação. Como alternativa à válvula-de-pé, neste trabalho, foram estudados dois tanques escorva, testados no Laboratório de Hidráulica e Irrigação da FCAV/UNESP - Jaboticabal, avaliando-se situações de altura manométrica de sucção de bomba centrífuga e relações entre volume útil do tanque e volume do tubo de sucção, tendo-se concluído: a) o volume do tanque de escorva é função do volume do tubo de sucção da instalação de bombeamento e da altura manométrica de sucção; b) o volume do tanque de escorva pode ser calculado seguindo-se a Lei de Boyle, com percentagem de acréscimo que, neste estudo, foi de 10% para um modelo de tanque e de 30% para o segundo modelo.

Dimensionamento de motores para o bombeamento de água

O dimensionamento de motores com potência acima da necessária acarreta maior custo inicial, menor rendimento e menor fator de potência. Desde 1996, que se fabricam no Brasil motores elétricos com fator de serviço maior do que a unidade, obedecendo a valores prescritos em norma. O fator de serviço informa a potência disponível do motor em regime contínuo para as condições de carga nominal. A literatura técnica de dimensionamento de motores para acionamento de bombas hidráulicas indica a necessidade da adoção de acréscimos na potência dos motores. Tanto o fator de serviço, quanto o acréscimo na potência constituem fatores de segurança para o dimensionamento. Estes fatores de segurança têm a função de suprir maior demanda de potência devido a variações nas condições de trabalho, como curvas características da bomba ou do motor, e a qualidade de energia, como oscilação e desequilíbrio do sinal de tensão. Conclui-se que não seja utilizado acréscimo na potência no dimensionamento de motores com fator de serviço maior do que a unidade para acionamento de bomba hidráulica, tendo em vista que o superdimensionamento pode acarretar redução de rendimento do sistema e maior custo inicial. O dimensionamento que considera, simultaneamente, os dois fatores de segurança, implica superdimensionamento de 15% a 88%.