Pesar la tierra : test newtoniano y origen de un anacronismo.

Resumen basado en el de la publicación

Modelo de escoamento multifásico para estudo da interação onda/sedimento

Modelos de escoamento multifásico são amplamente usados em diversas áreas de pesquisa ambiental, como leitos fluidizados, dispersão de gás em líquidos e vários outros processos que englobam mais de uma propriedade físico-química do meio. Dessa forma, um modelo multifásico foi desenvolvido e adaptado para o estudo do transporte de sedimentos de fundo devido à ação de ondas de gravidade. Neste trabalho, foi elaborado o acoplamento multifásico de um modelo euleriano não-linear de ondas do tipo Boussinesq, baseado na formulação numérica encontrada em Wei et al. (1995), com um modelo lagrangiano de partículas, fundamentado pelo princípio Newtoniano do movimento com o esquema de colisões do tipo esferas rígidas. O modelo de ondas foi testado quanto à sua fonte geradora, representada por uma função gaussiana, pá-pistão e pá-batedor, e quanto à sua interação com a profundidade, através da não-linearidade e de propriedades dispersivas. Nos testes realizados da fonte geradora, foi observado que a fonte gaussiana, conforme Wei et al. (1999), apresentou melhor consistência e estabilidade na geração das ondas, quando comparada à teoria linear para um kh   . A não-linearidade do modelo de ondas de 2ª ordem para a dispersão apresentou resultados satisfatórios quando confrontados com o experimento de ondas sobre um obstáculo trapezoidal, onde a deformação da onda sobre a estrutura submersa está em concordância com os dados experimentais encontrados na literatura. A partir daí, o modelo granular também foi testado em dois experimentos. O primeiro simula uma quebra de barragem em um tanque contendo água e o segundo, a quebra de barragem é simulada com um obstáculo rígido adicionado ao centro do tanque. Nesses experimentos, o algoritmo de colisão foi eficaz no tratamento da interação entre partícula-partícula e partícula-parede, permitindo a evidência de processos físicos que são complicados de serem simulados por modelos de malhas regulares. Para o acoplamento do modelo de ondas e de sedimentos, o algoritmo foi testado com base de dados da literatura quanto à morfologia do leito. Os resultados foram confrontados com dados analíticos e de modelos numéricos, e se mostraram satisfatórios com relação aos pontos de erosão, de sedimentação e na alteração da forma da barra arenosa

Estudo do efeito da adição de gás condensado sobre o ponto de fluidez e a viscosidade de petróleos pesados

Neste trabalho foi estudado o comportamento de quatro óleos pesados, com densidade API variando de 13,7 a 21,6, frente à adição de gás condensado, com o objetivo de se obter informações relevantes para o processo de escoamento destes óleos. Assim, foi analisado o comportamento da densidade à 20 °C, pontos de fluidez máximo e mínimo, e viscosidade dinâmica à 50 °C dos óleos contendo diferentes concentrações de gás condensado. Também foi analisado o efeito da variação da temperatura sobre a viscosidade dos óleos crus, e, adicionalmente, após o estudo do efeito do gás condensado sobre os óleos, foi avaliado o comportamento da viscosidade dinâmica dos mesmos com a adição de diferentes solventes orgânicos (querosene, aguarrás e tolueno). Os resultados obtidos indicaram que o gás condensado foi eficiente para a redução da densidade, dos pontos de fluidez máximo e mínimo e da viscosidade dos quatros óleos analisados. O óleo A apresentou uma taxa de decaimento da densidade mais baixa do que os outros óleos e foi o que apresentou o comportamento mais próximo de mistura ideal. A amostra de óleo mais pesada (óleo D) foi a que apresentou as maiores variações nos valores dos pontos de fluidez máximo e mínimo com a adição de condensado, chegando a reduzir um total de 19 °C no ponto de fluidez máximo e um total de 21 °C no ponto de fluidez mínimo com a adição de apenas 10,7% v/v de gás condensado. Nos resultados obtidos nas análises da viscosidade dinâmica observou-se que a grande maioria das misturas preparadas apresentou um comportamento de fluido newtoniano. Todas as amostras apresentaram uma notável diminuição da sua viscosidade, chegando a atingir valores percentuais de redução de viscosidade que variaram entre 75 e 91%, na concentração de 14% v/v de gás condensado. A partir desta concentração a viscosidade continua a decair, porém de forma mais atenuada, e o uso do condensado acima desta concentração pode significar gastos desnecessários com o solvente com a finalidade de se reduzir a viscosidade de óleos pesados. O óleo D foi o que apresentou os maiores percentuais de redução da viscosidade enquanto o óleo B foi o que apresentou os mais baixos valores. Comparando o gás condensado aos outros três solventes orgânicos testados, o condensado apresentou um comportamento bem semelhante ao tolueno quando analisadas as suas capacidades de redução da viscosidade dos óleos estudados.

Estudo do comportamento reológico de sistemas complexos micelares

O surfactante Brometo de Cetiltrimetilamónio (CTAB), quando dissolvido em água, agrega-se espontaneamente em micelas, que crescem uniaxialmente após introdução de aditivos, tornando-se elongadas e sucessivamente mais entrelaçadas. Apresenta-se um estudo reológico para este surfactante, usando diferentes aditivos com o objectivo de produzir fluidos que exibem reologia manipulável, por influência da temperatura, concentração de aditivos e condições de iluminação (ausência ou irradiação com luz UV, no sistema foto-reológico). A caracterização dos sistemas é feita recorrendo a ensaios de fluxo em escoamento estacionário, de varrimento de temperatura, dinâmicos e de espectrofotometria. No sistema neutro (pH=7), os aditivos são os sais Salicilato de Sódio (NaSal) e Brometo de Potássio (KBr), onde se demonstra que o NaSal promove mais eficazmente o crescimento micelar que o KBr. O sistema passa de ter um comportamento próximo do Newtoniano a baixas concentrações de aditivos para um comportamento não-Newtoniano quando a composição está acima da concentração crítica de sobreposição, exibindo fenómenos de reofluidificação e reoespessamento; adicionalmente, o tempo de relaxação aumenta. As alterações reológicas que surgem com o aumento da temperatura devem-se à diminuição do comprimento micelar. O sistema ácido (pH=2) obtém-se adicionando Ácido Salicílico(HSal) em substituição do NaSal. O seu comportamento reológico é qualitativamente comparável ao sistema contendo NaSal, apesar dos valores de viscosidade serem no geral menores. Ao sistema ácido adiciona-se o composto fotocrómico trans-2,4,4,-Trihidroxichalcone (Chalcone), originando um sistema foto-reológico. Em soluções micelares de CTAB a pH ácido, o Chalcone exibe fotocromismo, mudança de cor reversível após irradiação no UV. Diferentes estados conformacionais associados com diferentes colorações estão também associados com diferentes afinidades de residir dentro ou fora das micelas, sugerindo que uma transferência de Chalcone, induzida por irradiação, entre o espaço intra e inter micelar pode ser usada para manipular o comprimento das micelas e consequentemente as propriedades reológicas intrínsecas. As alterações foto-reológicas são reversíveis por um processo de relaxação térmica, a taxas que dependem do pH.

Transferência de calor em fluidos Não-Newtonianos

Foi realizado um estudo sobre o efeito do tipo de fluidos na transferência de calor. Pretende-se determinar a influência da concentração da solução de Goma de Xantano, do número de Reynolds, do número de Weissenberg, da temperatura e do tempo de escoamento no coeficiente de transferência de calor, jH. O estudo da transferência de calor foi feito num permutador de tubos duplos concêntricos. Já o estudo da reologia foi realizado num reómetro. Na caracterização reológica das soluções de XG, a viscosidade aumenta com a concentração das soluções, diminui para taxas de deformação crescentes e com o aumento da temperatura para ambas as soluções. Os dados mostram um aumento da intensidade da pseudoplasticidade com a concentração do polímero, sendo os valores representados pelo modelo de Sisco. A degradação da solução de 0,20% de goma de xantano a 25 ºC, com o escoamento, é muito acelerada. Os resultados dos ensaios apresentam uma diminuição da viscosidade de 9,4% a 22,9%, para tempos de escoamento de 12 a 47 horas, respectivamente. Num escoamento turbulento em conduta de secção circular constante os resultados mostram uma redução de arrasto total de 18 para 33%. Para a solução de 0,10 % de XG, verifica-se um aumento do calor transferido de 115% e de 130%, quando a temperatura aumenta de 25 ºC para 36 ºC, respectivamente. A água apresenta valores de calor transferido superiores, cerca de 170%, aos da solução de 0,1 %XG. O factor de correlação empírico de Colbourn (jH), utilizado neste trabalho apresenta valores de acordo com a relação de Cho and Hartnett (1985): jH<2/f. Quando o caudal do fluido quente aumenta verifica-se uma diminuição do factor jH. Em relação ao tempo de escoamento verifica-se uma diminuição de cerca de 70% do coeficiente de transferência de calor ao fim de 47 horas. Finalmente verificamos uma diminuição do factor de transferência de calor com o aumento da temperatura do fluido quente, para ambas as concentrações de goma de xantano. Para as soluções de 0,10 e 0,20% de XG essa diminuição variou entre 38 e 15% e entre 34 e 3%, respectivamente.

Temperaturas de fabrico e compactação de misturas betuminosas com betumes modificados

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Controle óptimo de fluidos não newtonianos

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Matemática

História da Biologia no séc. XX – momentos epistemológicos relevantes

Nesta comunicação apresentamos os três momentos epistemológicos mais pertinentes na história da Biologia no séc. XX. Começamos por enunciar o papel da Embriologia no início daquele século, com teorias vinculadas ao paradigma mecanicista-newtoniano (darwinismo) e ao aristotélico - ptolemaico (criacionismos).Este momento manifesta a passagem de um paradigma a um outro dentro da Biologia, e daí a sua importância.O segundo momento por nós escolhido situa-se inevitavelmente nos anos 60, com o surgimento do DNA. A capacidade, fornecida pela tecnologia, de visualizar o interior da célula criou a necessidade de recorrer à teoria da informação para descrição dos fenómenos observados. Tal marcará para sempre o desenvolvimento da biologia molecular, a sua instauração como teoria predominante, e quase exclusiva, da Biologia contemporânea, enquadrada no paradigma mecanicista newtoniano. O terceiro e último momento por nós salientado vincula-se a uma eventual transição dentro da Biologia, com teorias a emergirem alicerçadas no holismo epistemológico do pretenso paradigma da complexidade. Eventual transição e pretenso paradigma pois na história da ciência precisamos que passem mais uns três decénios para sabermos se as teorias biológicas que nos anos 80 surgiram conotados com o movimento da auto-organização se podem considerar como tendo constituído como novo paradigma; para tal, terá que se tornar o predominante na cultura ocidental, como nos lembra Kuhn. Algumas das teorias biológicas vinculadas a esse eventual paradigma, que caracterizamos, surgiram antes dos anos 80 mas a sua dimensão extremamente minoritária em biologia quase as eclipsaram; sobreviveram curiosamente graças às ciências sociais e humanas, sendo que actualmente possuem um estatuto de legitimidade dentro de alguma linhagem científica em Biologia. Os seus autores principais são G.Bateson, H. Maturana, F. Varela, S. Kauffman e H. Atlan

Aplicaciones de la teoría de PDE a la relatividad general

Este plan de trabajo contempla diversas aplicaciones de la teoría de las Ecuaciones en Derivadas Parciales en el contexto de la Relatividad General. (...) Estas aplicaciones tiene como una de las intenciones últimas la de ser empleadas en simulaciones numéricas. Entre ellas destacamos las siguientes: * Fluidos viscosos relativistas y sus límites parabólicos. * Modelado numérico de las ecuaciones del primer punto. * Existencia global de sistemas disipativos. * Teoremas no-hair cosmológicos. * Límite Newtoniano de la relatividad general, resultados rigurosos. * Condiciones de contorno para las ecuaciones de Einstein.

Produção e comportamento reológico de exopolissacarídeos sintetizados por rizóbios isolados de guandu

O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção e o comportamento reológico de exopolissacarídeos (EPS) produzidos por rizóbios isolados de nódulos de guandu [Cajanus cajan (L.) Millsp.], e a similaridade desses isolados, pela técnica de análise de restrição do DNA ribossomal amplificado. As bactérias foram cultivadas em meio YM líquido e os EPS foram obtidos por precipitação com etanol gelado a partir do caldo de cultivo. Em seguida, eles foram recuperados por centrifugação, secados a vácuo, pesados e ressuspensos em água para avaliações reológicas. Os três isolados avaliados apresentaram diferenças na produção e na eficiência relativa da produção de EPS, com destaque para o isolado 8.1c. Os EPS demonstraram comportamento não newtoniano e pseudoplástico, porém também apresentaram diferenças na viscosidade aparente em uma mesma taxa de cisalhamento. Na taxa de cisalhamento de 1 s-1, os três isolados foram diferentes, enquanto na taxa de cisalhamento de 40 s-1, os isolados 53.5 e 30.6a2 foram iguais e diferiram do isolado 8.1c. A similaridade dos isolados foi condizente com os resultados de reologia dos EPS, em que bactérias que sintetizaram EPS com menor viscosidade aparente apresentaram maior similaridade

PROPRIEDADES REOLÓGICAS DO SUCO DE BURITI (Mauritia flexuosa)

RESUMO O conhecimento do comportamento reológico de sucos de frutas tropicais é muito importante para a indústria de alimentos, uma vez que permite estabelecer condições de processamento e projetos de equipamentos relacionados à transferência de calor e massa bem como as operações unitárias envolvidas em todo o processo de obtenção. Este trabalho estudou o comportamento reológico do suco de buriti (Mauritia flexuosa). Os dados reológicos foram obtidos através de um viscosímetro rotacional com geometria de cilindros concêntricos (Brookfield, modelo DV II+). Os ensaios foram realizados em seis diferentes temperaturas (10; 20; 30; 40; 50 e 60ºC), e os resultados experimentais foram ajustados pelos modelos Lei da Potência e Mizrahi-Berk. O suco de buriti apresentou comportamento não newtoniano nas seis temperaturas. Na quantificação da viscosidade aparente (?ap), os parâmetros reológicos (K e n) foram obtidos através do ajuste do modelo Lei da Potência, que se mostrou bastante adequado na predição do comportamento reológico do suco, com coeficientes de determinação r2 > 0,99 para cinco das seis temperaturas investigadas. O produto apresentou comportamento pseudoplástico (n<1), e o índice de comportamento de fluxo decresceu com o aumento da temperatura. O efeito da temperatura sobre a viscosidade aparente foi descrita pela equação de Arrhenius e discutida em termos de energia de ativação (Ea), e os valores da Ea variaram de 2,84 a 3,0 kcal/gmol para a faixa da taxa de deformação utilizada.

Reologia do açúcar líquido invertido: influência da temperatura na viscosidade

O comportamento reológico do açúcar líquido invertido com inversão de 59,68% e 89,88% foi estudado experimentalmente nas temperaturas de 17°C a 65°C, utilizando um reômetro rotacional de cilindros concêntricos. Os resultados mostraram que o açúcar líquido invertido apresenta comportamento Newtoniano na faixa de temperatura estudada. O efeito da temperatura na viscosidade foi expresso por relações do tipo Arrhenius, cujos coeficientes de correlação foram superiores a 0,99 e as energias de ativação apresentaram valores de 70,5kJ.mol-1 e 86,5kJ.mol-1 para as soluções com inversão de 59,68% e 89,88%, respectivamente.

Estudo do liquor de cupuaçu

O cupuaçu (Theobroma grandiflorum Schum), que é um fruto amazônico, vem conquistando a cada ano mais espaço no mercado nacional e internacional com a comercialização de sua polpa. Suas sementes, consideradas como subproduto, vem despertando interesse não só no mundo científico como pelas indústrias. Sabe-se que, a partir das sementes, pode-se obter produtos análogos aos oriundos das sementes de cacau, seguindo as mesmas etapas de processamento. Dentre esses produtos tem-se o liquor de cupuaçu, semelhante ao liquor de cacau que é um dos ingredientes da formulação do chocolate. Este trabalho teve como objetivo o estudo da obtenção e caracterização física, química e físico-química do liquor de cupuaçu. Obteve-se três amostras de liquor de cupuaçu, cada qual partindo de lotes diferentes de fermentação. Foram avaliados a composição centesimal e o comportamento reológico. O liquor de cupuaçu apresentou alto teor de lipídios (63,93 a 66,51%) e alto valor calórico (677,35 a 691,17kcal/100g). O teor de proteínas variou de 8,95 a 10,31%. A viscosidade plástica de Casson diminuiu com o aumento de temperatura. A distribuição do tamanho das partículas influenciou nas diferenças de viscosidades entre as amostras, havendo maior redução de viscosidade plástica com o aumento da temperatura nas amostras que apresentaram maior diâmetro de partículas. A gordura de cupuaçu apresentou comportamento newtoniano à 40ºC.

Caracterização reológica de sorvetes

O conhecimento do comportamento reológico é de grande importância no processamento, manuseio, controle de qualidade e desenvolvimento de produtos alimentícios. A literatura relata que a maioria dos alimentos apresenta comportamento não newtoniano, em que a sua viscosidade pode variar com o tempo e com as condições de escoamento. Neste trabalho foi realizada a caracterização reológica de cinco diferentes tipos de sorvetes. As amostras nos sabores creme, creme light, limão, iogurte e soja banana foram fornecidas pela empresa Amoratto Sorvetes Artesanais, localizada na cidade de Florianópolis/SC. Os dados reológicos foram obtidos através de um reômetro com geometria de cilindros concêntricos. Os ensaios foram realizados em três diferentes temperaturas (-2, 0 e 2 °C) e os resultados experimentais foram ajustados pelos modelos de Bingham, Casson, Herschel-Bulkley e Lei da Potência. As diferentes amostras apresentaram comportamento não newtoniano nas três temperaturas. Os parâmetros reológicos (K e n) foram obtidos através do ajuste dos modelos e o da Lei da Potência mostrou o melhor ajuste aos resultados, com coeficientes de correlação (r) iguais a 0,99 para quatro das cinco amostras, nas três diferentes temperaturas.

Influência do tratamento térmico e da acidez no comportamento reológico de amidos nativos funcionais de milho cerosos orgânicos comerciais

Os amidos são amplamente utilizados em alimentos como molhos para salada, molhos e pratos prontos. Entretanto, as propriedades funcionais de amidos nativos não resistem aos processos estressantes tais como tratamento térmico, acidez e alto cisalhamento. Os amidos podem ser modificados quimicamente neste sentido, mas não atribuem ao alimento o rótulo de "natural". Uma outra opção é obter amidos naturais resistentes às condições de estresse. O objetivo do presente trabalho foi a avaliação de dois amidos que se comercializam rotulados como nativos e orgânicos frente ao tratamento térmico e à acidez. Suspensões dos amidos nativos funcionais orgânicos (9460 e 9560, National Starch and Chemical Industrial) preparadas numa concentração de 5% (peso/volume), foram acidificadas com ácido cítrico 1M ou autoclavadas a 121 °C por 30 minutos. O resultado dos tratamentos foi avaliado por microscopia óptica, pelas curvas de escoamento e pelos espectros mecânicos, obtidos por reologia estacionária e dinâmica. A acidez e o tratamento térmico aumentaram a estruturação dos géis dos amidos, que resistiram aos processos estressantes. Os géis apresentaram comportamento não newtoniano, (pseudoplástico) e tixotrópico. O comportamento pode ser modelado pela equação Lei da Potência ou Herschel-Bukley. Todos os géis apresentaram comportamento viscoelástico de gel fraco que foi preservado nos diversos tratamentos.