Cette thèse est consacrée à l'étude des écoulements de gaz raréfiés à travers divers micro-conduits de type circulaire et rectangulaire dans des conditions isotherme et stationnaire. L'objectif de la thèse est de contribuer à l'étude de l'interaction gaz-surface notamment en déterminant le coefficient d'accommodation de la quantité de mouvement pour différent matériaux de surface (Or, Silice, Acier inoxydable et Sulfinert) associés à différents types de gaz (hélium, azote, argon et dioxyde-de-carbone). Afin d'atteindre cet objectif, on adopte un triple point de vue : expérimental, théorique et numérique. L'aspect expérimental est réalisé par des mesures de débit massique à travers les micro-conduits, en utilisant la méthode dite « à volume constant ». L'aspect théorique original est développé à travers une nouvelle approche basée sur la résolution de l'équation de Stokes. Cette approche a permis d'écrire une expression analytique de débit massique en régime de glissement, qui prenne en compte les effets bidimensionnels dans une section de conduit rectangulaire. Cette approche complètement explicite, est conduite au deuxième ordre. Enfin l'aspect numérique permet de calculer le débit massique, en régimes transitionnel et moléculaire libre, en résolvant numériquement l'équation cinétique BGK linéarisée. La comparaison des mesures de débit massique avec l'équation analytique, en régime de glissement, ou avec les calculs numériques, en régimes transitionnel et moléculaire libre, nous a permis de déduire des coefficients de glissement et les coefficients d'accommodation correspondant à chaque couple gaz-surface dans tous les régimes de raréfaction. / This thesis is devoted to the study of rarefied gas flows through micro-channels of various cross sections (circular and rectangular) under isothermal and stationary conditions. The objective of this thesis is to contribute to the study of gas-surface interaction by determining the tangential momentum accommodation coefficient for different surface materials (gold, silica, stainless steel and Sulfinert) and associated to various gases (helium, nitrogen, argon and carbon-dioxide). To achieve this goal three aspects are considered: experimental, theoretical and numerical. The experimental aspect is considered by measuring the mass flow rate through microchannels using the constant volume technique. The theoretical aspect is considered by the development of a new approach based on the Stokes equations. This approach yields to the analytical expression of the mass flow rate in the slip regime, which takes into account the second order effects. The last aspect, numerical, is considered by the numerical simulations of the mass flow rate in the transitional and free molecular flow regimes by solving the linearized BGK kinetic model. The comparison between the measured mass flow rates and the analytically expressions in the slip regime or with the results of numerical simulations in the transitional and free molecular regimes enabled to deduce the tangential momentum accommodation coefficients corresponding to each pair gas-surface in all flow regimes.

[pt] A supervisão da vazão da água de resfriamento em equipamentos de produção de energia de usinas hidrelétricas tem sido uma questão de preocupação devido à possibilidade de obstrução dos equipamentos de medição pela água sem tratamento. Outrossim, por razões econômicas, um instrumento barato e confiável deve ser escolhido para os vários pontos de monitoramento. Neste trabalho, um dispositivo não intrusivo foi desenvolvido, tendo seu desempenho avaliado para a medição da vazão da água na faixa de 0,7 a 7 m3/h. O princípio básico de operação é a variação da freqüência de formação de vórtices como função da vazão. Um acelerômetro colocado na parede externa de uma tubulação mede a freqüência de vibração induzida pelos vórtices. Vários testes mostraram que o instrumento é sensível a ruídos, que devem ser filtrados para a redução da incerteza de medição. O número de Strouhal foi avaliado como função do número de Reynolds do escoamento, mostrando um comportamento assintótico para números de Reynolds elevados. O instrumento diferencia nitidamente a existência ou não de escoamento. Presentemente, um esforço para condicionamento do sinal está sendo feito para a redução da incerteza de medição da vazão, que é estimada nesta dissertação. / [en] The supervision of the cooling water flow rate in power producing equipments of hydro-electric plants has been an issue of concern due to the possibility of clogging up measurement instruments by the used non treated flowing water. Furthermore, for economic reasons, a cheap and reliable instrument must be chosen for each of the many monitoring points. In this work, a non-intrusive device was developed and its performance analized for measuring water flow rate in the 0,7 to 7 m3/h range. The basic operating principle is the variation of the vortex shedding frequency with flow rate. An accelerometer placed outside the pipe wall measures the vortex induced vibration frequency. Several tests showed that the instrument is noise sensitive, which must be filtered to reduce the uncertainty of measurement. The Strouhal number was plotted as a function of the flow Reynolds number, showing an asymptotic trend towards an approximately constant value at high Reynolds numbers. The instrument sharply differenciates between flow and non-flow situations. Presently, a signal conditioning effort is being conducted to reduce the uncertainty of measurement of the flow rate, which is estimated in this dissertation.

In der Milchviehhaltung nimmt die Anzahl der eingesetzten Onlinesensoren zu. Somit können bedeutende biologische Veränderungen bei Kühen z. B. Sekretveränderungen frühzeitig erkannt werden. Hohe mechanische Belastungen am Zitzengewebe, die z. B. zu Ringbildungen führen, treten beim Melken jedoch immer noch häufig auf. Eine nicht optimal angepasste Melktechnik kann einer der Gründe dafür sein. Hauptziel dieser Arbeit ist es, ein Vakuumregelungssystem für das zitzenendige Melkvakuum zu entwickeln, das in engen Zeitabständen reagiert. Das zitzenendige Melkvakuum soll durch die Regelung in der Saugphase bei großen Milchflüssen einen konstant niedrigen Vakuumabfall aufweisen. In der Entlastungsphase soll die Regelung dagegen einen konstant hohen Vakuumabfall erzeugen. Bei Nassmessungen (ISO 6690, 2007) wurden verschiedene viertelindividuelle Melksysteme im Melklabor und in Praxisbetrieben in Bezug auf ihr zitzenendiges Melkvakuum untersucht. Nachfolgend wurden verschiedene Vakuummess- und Aktorsysteme zur Vakuumbeeinflussung untersucht. Die wichtigsten Ergebnisse der Untersuchungen bestehen darin, dass die Konzeption für ein Vakuumregelungssystem gefunden und ein Prototyp gebaut werden konnte. Weiter wurden die Anforderungen an ein optimales zitzenendiges Melkvakuum erarbeitet. Das Konzept für das entwickelte Vakuumregelungssystem lässt erwarten, dass das zitzenendige Melkvakuum in der Saugphase auf 20 kPa bei einem Milchfluss von 0,25 l/min/ Euterviertel reduziert werden kann. Bei hohen Milchflüssen von 1,5 l/min/ Euterviertel und mehr wird das Vakuum in derselben Phase hingegen auf einen Mittelwert von 30 kPa eingestellt. Damit kann erstmals ein hohes Melkvakuum bei hohen und ein niedriges Melkvakuum bei niedrigen Milchflüssen erreicht werden. In Zukunft sollte das entwickelte Vakuumregelsystem zur Nutzung in allen viertelindividuellen Melksystemen angepasst werden. / The number of online-sensors in dairy farming is increasing. In this manner, important biologically changes in cows as for example changes in secretion can be detected at an early stage. But high mechanical strains on the teat tissue during milking still occur frequently and can for example lead to formation of teat rings. A suboptimal adjusted milking technology can be one of the reasons for the mentioned observations. The objective of this dissertation was to develop a vacuum control system for the teat-end vacuum that can react in short time intervals. The teat-end vacuum produced by that control system should be with constant low vacuum reduction in suction phase at high milk flows. Moreover, in release phase the control system should provide constantly high vacuum reductions. In wet-tests (ISO 6690, 2007) several individual quarter milking systems in laboratory and practical milking parlours were evaluated in terms of their associated teat-end vacuum conditions. Several vacuum measuring and actuator systems for controlling the vacuum were tested. The most important result of the studies was that the general concept for a teat-end vacuum control system was developed, and a prototype of that system was produced. Important requirements for an optimum teat-end vacuum were revealed during that work. The concept for the planned vacuum control system suggests that it is possible to reduce the mean teat-end milking vacuum in the suction phase to 20 kPa at a flow rate of 0.25 l/min per udder quarter. At higher flow rates of 1.5 l/min and more per udder quarter, the teat-end vacuum is similar to the machine vacuum with a mean value of approximately 30 kPa. Therefore, for the first time, it is possible to supply a high teat-end vacuum at a high and a low teat-end vacuum at low milk flow rates. In the future, the developed vacuum control system should be adapted for installation in all types of individual quarter milking systems.

INTRODUÇÃO: As doenças respiratórias têm sido associadas com a emissão de poluentes atmosféricos, tanto por fontes fixas quanto por fontes móveis, em estudos de bases agregadas. Poucos estudos de base individual têm sido relatados na literatura investigando essa associação, principalmente nas cidades de pequeno e médio porte. Objetivo: Avaliar os efeitos da poluição do ar sobre sintomas respiratórios e pico de fluxo expiratório (PFE) em estudantes de três escolas públicas, localizadas em área de exposição e área de não exposição à dispersão da pluma de poluentes provenientes da mineradora localizada no município de Anchieta - ES. MÉTODOS: Estudo de Painel, avaliando a emissão de poluentes da mineradora citada anteriormente, no período de maio de 2008 a maio de 2009. Dois grupos foram definidos de acordo com o status de exposição (área exposta e área não exposta) dos participantes para as emissões industriais. Foram recrutados 121 alunos, com idade entre 8-16 anos, selecionados aleatoriamente entre todos os alunos matriculados nessas escolas. O tamanho da amostra foi baseado na prevalência de doenças respiratórias no município segundo a faixa etária escolhida. Após responderem um questionário de sintomas respiratórios auto-aplicado (ISAAC), medidas individuais diárias de PFE foram realizadas nos alunos selecionados, duas vezes ao dia, uma pela manhã e outra a noite. Concentrações médias diárias de PM10, temperatura e umidade relativa do ar foram coletadas através da rede de monitoramento localizada na cidade. A associação entre os registros diários de PFE e PM10 foi investigada através de modelos de regressão de efeitos mistos, controlando para a temperatura média, umidade relativa média, status de exposição e índice de massa corpórea. RESULTADOS: Dos 121 participantes randomizados, quatro desistiram e 117 foram avaliados: 65 na área exposta e 52 na área não exposta. Foi identificada uma prevalência de asma de 16,9% na área exposta e 15,4% na área não exposta. Foram realizadas aproximadamente 70.000 medidas de PFE. Para todos os participantes, o aumento de 14?g/m3 do PM10 foi associado significativamente com o decréscimo nas medidas percentuais do PFE da manhã e da noite (-1,04%, 95% IC: -1,32; -0,77 e - 1,2%, 95% IC: -1,49; -0,92, respectivamente). Para o grupo de asmáticos, também houve uma associação significativa entre o aumento de PM10 e o decréscimo do percentual do PFE da manhã e da noite (-1,21%, 95% IC: - 1,80; -0,62 e -1,66%, 95% IC: -2,27; -1,05, respectivamente). Esses efeitos foram encontrados em concentrações de PM10 abaixo do padrão brasileiro de qualidade do ar recomendado. CONCLUSÕES: Houve uma associação entre o aumento de PM10 na atmosfera e a diminuição da medida de pico de fluxo expiratório em toda a população estudada, independentemente da área de exposição, tanto para a população geral quanto para o grupo de asmáticos / The association between respiratory diseases and air pollutant emissions from both, stationary and mobile sources have been reported in several ecological studies. However, few studies using epidemiological individual designs have been found in the literature investigating this association in small and medium cities. Objective: To evaluate the effects of air pollution on respiratory symptoms and peak expiratory flow (PEF) in students from three public schools located inside and outside areas of exposure to air pollution mining plume dispersion in the municipality of Anchieta - ES. METHODS: Panel study, from May 2008 to May 2009. Two groups were defined according to the participants exposure status (exposed area and unexposed area) for industrial emissions. Among all students enrolled in schools located in the two areas were selected 121 children and adolescents aged between eight and 16 years. The sample size was based on the prevalence of respiratory diseases in the municipality according to the chosen age group. After answering a self-reported respiratory symptoms questionnaire (ISAAC), daily PEF measurements were performed in each one of selected students, twice a day, in the morning and at night. Average daily PM10, temperature and humidity were collected by the monitoring network in the city during the period of study. Association between daily records of PEF and PM10 were assessed using mixed effects regression models, controlling to the average temperature, humidity, exposure status, and body mass index. RESULTS: Four participants gave up and 117 were evaluated: 65 in exposed and 52 in unexposed areas. About 70,000 PEF measures were performed. Asthma prevalence was 16.9% in the exposed area and 15.4% in the unexposed area. For all participants, increases of 14?g/m3 of PM10 were associated with decreases of PEF measurements in the morning and in the evening (-1.04%, 95% CI: -1.32; -0.77 and -1.2%, 95% CI: -1.49; -0.92 respectively). For the asthmatic group, increases of PM10 also induced decreases of PEF in the morning and in the evening (- 1.21%, 95% CI: -1.80; -0.62 and -1.66%, 95% CI: -2.27; -1.05 respectively). Adverse effects were found in PM10 concentrations below the recommended air quality Brazilian standard. CONCLUSIONS: There was an association between the increasing of PM10 in the atmosphere and reduced lung function in the entire study population, regardless of the exposure area, for both the general population and the asthmatic group

A cianobactéria Arthrospira (Spirulina) platensis, uns dos microrganismos fotossintetizantes mais estudados e cultivados no planeta, tem uma composição particular de biomassa que inclui: elevado conteúdo de proteínas, ácidos graxos poliinsaturados, pigmentos naturais e outras substâncias de interesse nas indústrias alimentícia, farmacêutica e cosmética. Estudos recentes demonstram que devido a sua composição de biomassa, está sendo estudada para a extração de biocompostos e para a produção de biocombustíveis. O uso de fontes de nitrogênio de baixo custo, como a uréia, pode contribuir para a viabilização da produção deste microrganismo. A. platensis foi cultivada em fotobiorreatores tubulares fechados de capacidade de 3,5 L, com intensidade luminosa de 120 µmol fótons.m-2.s-1 utilizando processo descontinuo alimentado com uréia como fonte de nitrogênio com adição intermitente. O planejamento experimental utilizado foi de modelo fatorial 22, acrescido dos pontos centrais, mais configuração estrela que permitiu avaliar o efeito das variáveis independentes temperatura (T) e vazão molar de alimentação diária de uréia (K). Os resultados foram avaliados com auxílio da metodologia de superfície de resposta que permitiu verificar, através da otimização simultânea das variáveis independentes, uma condição ótima de T = 32 °C e K = 1,16 mM.dia-1 para o crescimento de A. platensis durante 8 dias de cultivo, conseguindo-se nestas condições, concentração celular máxima de 4186 ± 39 mg.L-1, produtividade celular de 757 ± 8 mg.L-1.d-1 e fator de conversão de nitrogênio em células de 14,3 ± 0,1 mg.mg-1. Os valores de Xm obtidos experimentalmente correspondem a 0,4 % a menos do que os valores máximos estimados pelo modelo matemático. O teor de lipídeo da biomassa não foi influenciado pelas condições experimentais adotadas neste trabalho, sendo os valores obtidos dentro da faixa citada na literatura para este microrganismo (aproximadamente 7 %). O teor de proteína da biomassa foi dependente da temperatura e da vazão molar de alimentação diária de uréia. Para vazões molares de uréia até 0.717 mM. dia-1, o aumento da temperatura diminui o teor de proteínas na biomassa. Por outro lado, para valores de vazão de uréia maiores (≥ 0,883 mM.dia-1), o aumento da temperatura leva ao aumento do teor de proteínas na biomassa. O maior valor de teor de proteína obtido neste trabalho foi de 39,49 % (T = 33 ºC, K = 1,879 mM.dia-1). / The cyanobacterium Arthrospira (Spirulina) platensis, ones of the most studied and cultivated photosynthetic microorganisms in the planet, has a unique biomass composition that includes: high protein content, polyunsaturated fat acids, natural pigments and other substances of interest in food, pharmaceutical and cosmetic industries. Recent studies demonstrate that due to its biomass composition, it has being studied for biocomponents extraction and bio-fuels production. The use of low cost nitrogen sources, such as urea, can contribute to the viability of this microorganism production. A. platensis was cultivated in 3.5-liters closed tubular photobioreactors, under luminous intensity of 120 µmol fótons.m-2.s-1, using fed-batch cultivation process with urea as nitrogen source, added intermittently. The utilized experimental design was one of a factorial model 22, increased of the central points and star configuration, which allowed evaluating the effect of the independent variables, such as temperature (T) and urea daily molar flow-rate (K). The results were evaluated with response surface methodology (RSM) that allowed verifying, through the simultaneous optimization of the independent variables, an optimum condition of T = 32 °C and K = 1.16 mM.dia-1 for the growth of A. platensis during 8 days of culture, obtaining maximum cellular concentration of 4186 ± 39 mg.L-1, cellular productivity of 757 ± 8 mg.L-1.d-1 and nitrogen-to-cells factor of 14.3 ± 0.1 mg.mg-1. The Xm values obtained experimentally corresponds to 0.4 % less than the maximum values estimated by the mathematical model. The biomass lipid content was not influenced by the experimental conditions adopted in this work, being the obtained values within the range mentioned in the literature for this microorganism (approximately 7 %). The biomass protein content was dependent of the temperature and urea molar flow-rate. For the latter parameter, values up to 0.717 mM.dia-1, the increase in temperature diminished biomass protein content. On the other hand, for higher urea molar flow-rate values (≥ 0,883 mM.dia-1), the increase of temperature leads to increase of biomass protein content. The highest value of biomass protein content obtained in this work was of 39.49 % (T = 33 ºC, K = 1.879 mM.dia-1).

A poluição atmosférica está associada a efeitos adversos à saúde, desde diminuição da função pulmonar até mortalidade. Nos últimos 20 anos a incidência de doenças respiratórias alérgicas tem aumentado em vários países. Além de fatores genéticos, existe a possibilidade da poluição atmosférica ser um dos fatores contribuintes para esse aumento. Com o intuito de investigar os efeitos da poluição atmosférica no pico de fluxo expiratório de crianças com sensibilização alérgica e sem, este estudo foi realizado. Acompanhou-se 96 crianças com idade entre 9 e 11 anos, com medições do pico de fluxo expiratório em todos os dias letivos entre 1 de abril e 7 de julho de 2004. Foram colhidas amostras de sangue para dosagem de IgE e hemograma (eosinofilia), de esfregaço nasal para realização de citologia, de fezes (parasitoses). Foram realizados testes cutâneos de hipersensibilidade imediata para ácaros (Dermatophagoides pteronyssinus, Dermatophagoides farinae e Blomia tropicalis), cachorro (Canis familiaris), gato (Felis domesticus), barata (Periplaneta americana) e pool de fungos (Aspergillus fumigatus, Alternaria alternata, Cladosporium herbarium, Chaetomium globosum, Mucor mucedo, Pullularia pullulans, Penicillium notatum). Foram obtidos dados dos poluentes da temperatura e umidade relativa do ar para todos os dias do estudo. A análise foi realizada por meio de regressão linear (GEE). Os resultados mostraram haver redução do pico defluxo expiratório associada à exposição aos diversos poluentes. Esse efeito ocorreu tanto para as concentrações médias dos poluentes algumas horas antes do teste, bem como para as concentrações médias de três a sete dias. A redução do pico de fluxo expiratório esteve associada principalmente à exposição ao PM10, NO2 e O3. O efeito dos poluentes não diferiu segundo a sensibilização alérgica das crianças / The health effects of air pollution range from lung function decrements to mortality. In the last 20 years, there has been an increase in the incidence of allergic respiratory diseases worldwide. Even though genetic factors play an important role, air pollution has been discussed as one of the factors responsible for this increase. The objective of this study was to investigate the effects of air pollution on peak expiratory flow of children who were sensitized and children who were not. Ninety-six children (9 to 11 years old) were followed from April to July, 2004 with daily measurements of peak expiratory flow. Blood samples were collected for IgE and total blood count. Skin prick test was done using common allergens: mites (Dermatophagoides pteronyssinus, Dermatophagoides farinae e Blomia tropicalis), dog (Canis familiaris), cat (Felis domesticus), cockroach (Periplaneta americana) and fungus (Aspergillus fumigatus, Alternaria alternata, Cladosporium herbarium, Chaetomium globosum, Mucor mucedo, Pullularia pullulans, Penicillium notatum). Daily hourly concentrations of all criteria pollutants, temperature and relative humidity were available for the entire period. Analysis was performed with the generalized estimated equations (GEE). A decrease in peak flow measurements was found to be associated mainly with PM10, NO2 and O3, considering different time lags (hours, previous day, moving average). The effects of the pollutants were not different among children with or without allergic sensitization

O presente trabalho desenvolve uma proposta para a avaliação da redução da vazão de pico do hidrograma do método racional, no contexto de bacias hidrográficas topograficamente planas. Entendem-se como planas aquelas localidades, cujas declividades médias características e/ou projetadas são inferiores a 0,5%. Pretende-se também neste trabalho apresentar metodologias e práticas de projeto de drenagem usualmente adotadas em regiões de características topográficas semelhantes. No desenvolvimento do estudo, foram discutidas as bases teóricas do Método Racional e outros métodos de avaliação hidrológica que procuram levar em conta o amortecimento da vazão durante o seu escoamento sobre o leito das vias. Apresentam-se também as bases científicas para a criação de um modelo hidrodinâmico a ser usado no estudo para a determinação do fator de redução da vazão de pico do hidrograma racional. A capacidade de escoamento em vias urbanas é então discutida, de forma a se justificar as relações criadas como conclusão do trabalho. O resultado final apresentado é o estabelecimento de uma relação entre a variação do pico da vazão do Método Racional, com a capacidade de armazenamento ou amortecimento de cheias existente nessas vias. Relações estas que, para fins práticos, significam tanto o incremento positivo no período de retorno do projeto, quanto a redução da vazão para efeito de dimensionamento de galerias. Tais resultados são demonstrados de forma prática por meio do estudo de caso no município de Praia Grande, o litoral sul paulista. / This work presents a proposal for estimating the reduction of the Peak Flow Rate determined by the Rational Method, considering flat basins as a main characteristic. It is considered flat, all of those basins in which the average slope on the streets are smaller than 0,5 %. It is also intentions of this work discuss methods and practices adopted to flat areas as urban drainage solutions and best management practices. Within this work, we also present all the theoretical basis of the Rational Method, among others, that try to fuse the street storm water storage capacity whit the conveyance capacity of a usual street. It is also presented theoretical basis of hydrodynamic models to be used as the main tool to determine de peak flow reduction factor of the Rational Method Hydrogram. Conveyance capacity of a usual street is discussed, street storm water conveyance capacity is also discussed in order to justify the relations proposed as a conclusion of this work. As a result of this work it is established a relationship between the Peak flow rate determined by the Rational Method and the street storm water storage capacity. In addition, this peak reduction can be used as a positive increment on the Recurrence Interval or as flow rate reduction when designing the sewerage system, which means implementation costs reduction. An application to the city of Praia Grande, located the Sao Paulo State, is presented and used as a case of study.

Poucos estudos são reportados na literatura sobre o comportamento dinâmico do reator UASB submetido a variações cíclicas diárias, de cargas orgânicas e hidráulicas, em períodos curtos de duração - iguais ou menores que 24h, com os quais verifica-se queda na eficiência do reator, causada pela provável flotação dos grânulos, problemas com geração de odor e alta concentração de sólidos suspensos no efluente. Para melhor compreender a resposta dinâmica desses reatores submetidos a essas variações, foi desenvolvido o modelo MMS baseado no modelo hidrodinâmico de mistura completa em reatores em série, modelo cinético de primeira ordem para consumo de substrato e para crescimento da biomassa e equacionamentos empíricos reportados na literatura. Esse modelo indicou a capacidade do reator de amortecer as variações impostas e a influência da cinética na eficiência de remoção da matéria orgânica. Para calibrar e validar o MMS, foi avaliado o desempenho de um reator UASB (160 L) no tratamento de esgoto sanitário municipal da cidade de São Carlos. Durante o período de operação, o reator foi submetido a variações senoidais cíclicas, de cargas orgânica e hidráulica, em valores inferiores e superiores a 40% e 60% da vazão afluente de 16,0 L/h. A produção média de gás metano e a eficiência média de remoção de DQO alcançadas pelo reator foram de aproximadamente: 1,83 L/h e 61% para vazão afluente de 16 L/h, TDH de 10 h e velocidade ascensional de 0,23 m/h; 2,24 L/h e 48% para variação cíclica de 40% e 2,97 L/h e 40% para variação cíclica de 60%. O MMS indicou faixa de valores para a DQO efluente com diferença em relação aos resultados observados experimentalmente - de 37% para vazão afluente constante de 16 L/h e 59% e 56% para variações senoidais cíclicas de 40% e 60% da vazão afluente, respectivamente – devido à limitação do modelo em considerar o arraste de sólidos no efluente que ocorreu ao longo de toda a operação do reator e mais acentuadamente quando foram aplicadas variações da vazão afluente. O modelo ADM1 proposto por Batstone et al.(2002a,b)apresentou menor similaridade com os resultados observados experimentalmente por não contemplar a variação horária e diária de alguns parâmetros de entrada, mas apenas a média aritmética dos valores. / There are no extensive reports on the dynamic behaviour of UASB reactor submitted to cyclical daily variations of organic and hydraulic loads of short periods of time - equal to or shorter than 24 hours - that can damage the reactor efficiency due to probable granule flotation, odor generation and high concentration of suspended solids in the effluent. Aiming to understand the dynamic response of these reactors when submitted to these variations, it was developed the MMS model based on the N-continuous flow stirred tank reactors (CSTR) in series model, first order kinetics model for substrate consumption and biomass growth and empirical equations reported in the literature. The model indicated the reactor capacity on dampening the imposed flow rate variations and the influence of the kinetics in the organic matter removal efficiency. It was evaluated the response of a UASB in bench scale (160 L) treating sanitary sewage of São Carlos city in order to calibrate and validate the MMS. During the operation, the reactor was submitted to cyclical sinusoidal variations of organic and hydraulic loads in lesser and higher values of 40% and 60% of the influent flow rate of 16 L/h. The reactor achieved mean methane production and mean COD removal efficiency of: 1,83 L/h and 61% to influent flow rate of 16 L/h, HRT of 10 h and upflow velocity of 0,23 m/h; 2,24 L/h and 48% to sinusoidal variation of 40%; 2,97 L/h and 40% to sinusoidal variation of 60%. The MMS model results indicated a range of effluent COD values with a difference of 37% to influent flow rate of 16 L/h, 59% and 56% to sinusoidal variations of 40% and 60%, respectively, in comparison with the experimental observed data. This probably occurred due to the model limitation in considering and predicting the solids washout in the effluent that was verified during all the operation, and also more significant when the sinusoidal variations were applied. The ADM1 reported by Batstone et al. (2002a,b) presented lesser similarity with the experimental observed results due to the fact that it does not consider hourly and daily variations of some input parameters, but only the arithmetical mean of the values.

O presente trabalho desenvolve uma proposta para a avaliação da redução da vazão de pico do hidrograma do método racional, no contexto de bacias hidrográficas topograficamente planas. Entendem-se como planas aquelas localidades, cujas declividades médias características e/ou projetadas são inferiores a 0,5%. Pretende-se também neste trabalho apresentar metodologias e práticas de projeto de drenagem usualmente adotadas em regiões de características topográficas semelhantes. No desenvolvimento do estudo, foram discutidas as bases teóricas do Método Racional e outros métodos de avaliação hidrológica que procuram levar em conta o amortecimento da vazão durante o seu escoamento sobre o leito das vias. Apresentam-se também as bases científicas para a criação de um modelo hidrodinâmico a ser usado no estudo para a determinação do fator de redução da vazão de pico do hidrograma racional. A capacidade de escoamento em vias urbanas é então discutida, de forma a se justificar as relações criadas como conclusão do trabalho. O resultado final apresentado é o estabelecimento de uma relação entre a variação do pico da vazão do Método Racional, com a capacidade de armazenamento ou amortecimento de cheias existente nessas vias. Relações estas que, para fins práticos, significam tanto o incremento positivo no período de retorno do projeto, quanto a redução da vazão para efeito de dimensionamento de galerias. Tais resultados são demonstrados de forma prática por meio do estudo de caso no município de Praia Grande, o litoral sul paulista. / This work presents a proposal for estimating the reduction of the Peak Flow Rate determined by the Rational Method, considering flat basins as a main characteristic. It is considered flat, all of those basins in which the average slope on the streets are smaller than 0,5 %. It is also intentions of this work discuss methods and practices adopted to flat areas as urban drainage solutions and best management practices. Within this work, we also present all the theoretical basis of the Rational Method, among others, that try to fuse the street storm water storage capacity whit the conveyance capacity of a usual street. It is also presented theoretical basis of hydrodynamic models to be used as the main tool to determine de peak flow reduction factor of the Rational Method Hydrogram. Conveyance capacity of a usual street is discussed, street storm water conveyance capacity is also discussed in order to justify the relations proposed as a conclusion of this work. As a result of this work it is established a relationship between the Peak flow rate determined by the Rational Method and the street storm water storage capacity. In addition, this peak reduction can be used as a positive increment on the Recurrence Interval or as flow rate reduction when designing the sewerage system, which means implementation costs reduction. An application to the city of Praia Grande, located the Sao Paulo State, is presented and used as a case of study.

A aplicação de filmes finos em diferentes setores da indústria tem aumentado consideravelmente nos últimos anos. Dentre os diversos tipos de revestimentos, filmes finos cerâmicos tem se destacado por melhorarem as propriedades mecânicas, tribológicas e superficiais dos componentes industriais. Dentre os mais variados filmes finos cerâmicos, o Nitreto de Titânio (TiN) é um dos mais conhecidos e aplicados. Caracteriza-se principalmente por possuir alta dureza, resistência à corrosão, estabilidade química e resistência ao desgaste. Essas e outras características são extremamente sensíveis ao processo e, principalmente, aos parâmetros de deposição. Entender a influência da variação dos parâmetros de deposição em busca de melhorar as propriedades é um dos desafios da Ciência e Engenharia de Superfícies. O objetivo deste trabalho é obter, caracterizar e avaliar as propriedades mecânicas e adesivas de filmes finos de TiN obtidos via deposição física a vapor (PVD, Physical Vapour Deposition). Os filmes foram depositados em substratos de alumínio AA 1000, utilizando a técnica Triodo Magnetron Sputtering. Variou-se o fluxo de N2 durante a deposição e comparou-se com a condição de fluxo de N2 constante, sendo verificada a viabilidade de produção de filmes funcionalmente gradados. Os filmes obtidos foram caracterizados por Nanoindentação instrumentada, Difração de Raios-X por ângulo rasante, Teste de riscamento (scratch test), TEM (Transmission Electron Microscopy), Microscopia de Varredura de Alta Emission Gun) e Ensaio de tração em escala reduzida. Como resultado, os filmes depositados com fluxo de N2 variável possuíram melhor comportamento mecânico/adesivo e quando comparados com os filmes depositados sob fluxo de N2 constante. Portanto, a obtenção de filmes finos de TiN gradados funcionalmente com propriedades superiores aos filmes finos de TiN obtidos de modo convencional é possível, e sua aplicação em diferentes áreas da indústria tendem a ser melhor exploradas. / The application of thin films in different industry sectors has increased considerably in recent years. Among the various types of coatings, thin ceramic films have been distinguished by improving the mechanical, tribological and surface properties of industrial components. Among the ceramic thin films, titanium nitride (TiN) is one of the most known and applied. It is characterized by its high hardness, corrosion resistance, chemical stability and wear resistance. These characteristics are extremely sensitive to the deposition process.Understanding the influence of the variation of deposition parameters to improve properties is one of the challenges of Surface Science and Engineering. The films were deposited on AA 1000 aluminum substrates by Triode Magnetron Sputtering. N2 flow was varied during deposition and compared to the constant N2 flow condition and the viability of production of functionally graded films was tested. The obtained films were characterized by instrumented Nanoindentation, Grazing Incidence X-Ray Diffraction (GIXRD), scratch test, TEM (Transmission Electron Microscopy), Field Emission Gun (FEG) and Tensile Test on a reduced scale. As a result, films deposited with variable N2 flow had better mechanical / adhesive behavior when compared to films deposited under constant N2 flow. Therefore, obtaining thin films of functionally graded TiN with properties superior to the TiN thin films obtained in conventional manner is possible, and their application in different areas of industry tend to be better explored.