[pt] Deposição de parafinas é um dos mais críticos problemas operacionais no transporte de óleo cru, nos dutos que operam em ambientes frios. Portanto, uma predição acurada da deposição de parafinas é crucial para o projeto eficiente de linhas submarinas. Infelizmente, a deposição de parafinas é um processo complexo e os mecanismos de deposição ainda não são bem compreendidos. Visando identificar a importância relativa dos diferentes mecanismos de deposição, dois deles foram investigados: Difusão Molecular e Browniana. Para determinar a quantidade de depósito, as equações de conservação de massa, quantidade de movimento linear, energia, concentração da mistura e concentração da parafina fora da solução foram resolvidas numericamente pelo método de volumes finitos. Um sistema de coordenadas móveis não ortogonais que se adapta a interface do depósito da parafina foi empregado. Apesar da obtenção de uma concordância razoável do perfil de depósito, obtido com os mecanismos selecionados no regime laminar, com resultados disponíveis na literatura, uma discrepância significativa foi observada durante o transiente. O emprego do mecanismo de difusão browniana levou a uma pequena melhora na predição da solução nas regiões sub- resfriadas. A influência do regime turbulento como o mecanismo de difusão molecular também foi investigado, empregando o modelo de turbulência para baixo Reynolds K- (Taxa de dissipação viscosa da energia cinética turbulenta).Os resultados obtidos apresentaram coerência física, com uma taxa menor de aumento do depósito com o tempo, pois a região próxima à interface com temperatura abaixo da temperatura de aparecimento de cristais é menor no regime turbulento. / [en] Wax deposition is one of the major critical operational problems in crude oil pipelines operating in cold environments. Therefore, accurate prediction of the wax deposition is crucial for the efficient design of subsea lines. Unfortunately, wax deposition is a complex process for which the mechanisms are still not fully understood. Aiming at the identification of the relative importance of the different deposition mechanisms, two of them were investigated: Molecular and Brownian Diffusion. To determine the amount of deposit, the conservation equations of mass, momentum, energy, concentration of the mixture and wax concentration outside the solution were numerically solved with the finite volume method. A non-orthogonal moving coordinate system that adapts to the wax interface deposit geometry was employed. Although for the laminar regime, the deposition profile predicted with the selected deposition mechanisms presented a reasonable agreement with available literature results for the steady state regime, a significant discrepancy was observed during the transient. The employment of the Brownian diffusion mechanism led to only a small improvement in the transient solution prediction in sub-cooled regions. The influence of the turbulent regime with the Molecular diffusion mechanism was also investigated by employing the Low Reynolds ê−turbulence model. The results obtained were physically coherent, presenting a smaller deposit thickness, since the region with temperature below the wax appearance temperature is smaller in the turbulent regime.

[pt] As tubulações de aço carbono são amplamente usadas em muitas redes de distribuição de transporte de derivados de petróleo. Estas apresentam dois inconvenientes (corrosão e perda da pressão devido à rugosidade interna elevada). Porem, diversas distribuidoras tentaram substituir as tubulações metálicas pelos tubos poliméricos. Entre o material não metálico, o polietileno de alta densidade (PEAD) parece ser uma alternativa mais viavél e econômico. Não obstante, sua aplicação industrial tem mostrado já alguns problemas, tais como inchamento e microfisuras, especialmente nas linhas de distribuição do álcool, óleo e combustível. Assim, nossa pesquisa foi dedicada ao estudo físico químico do envelhecimento do PEAD em contato com derivados do petróleo. Dois líquidos modelos (Diesel e Marcol) foram usados para analisar a influência da espécie aromática e parafínica no envelhecimento do polímero durante 150 dias a T=20°C e 50°C. Primeiramente, fizemos a caracterização do PEAD e dos líquidos modelos antes do envelhecimento, para entender as interações do polímero-líquido. No estudo de envelhecimento, as medidas gravimétricas com experiências TGA fazem possível avaliar a difusão do fluido dentro do PEAD. Os resultados mostraram que apesar da composição aromatica, o diesel, solubilizou as cadeias de baixo peso molecular do polímero. Foram realizados também testes de fluência para investigar os efeitos macroscópicos durante o envelhecimento do PEAD. Para períodos muito curtos de envelhecimento, a flexibilidade do PEAD foi devida à sorção do fluido, para tempos maiores de exposição no gasoil, a plastificação do PEAD é reduzida significativamente devido à extração de unidades poliméricas pequenas, mesmo na temperatura ambiente. / [en] Carbon steel pipes are widely used for the transportation of petroleum derivates in many distribution networks. However, these pipes present two important drawbacks (corrosion, pressure loss due to high internal roughness...) For these reasons, several petroleum furnishers have examined the opportunity to substitute metallic pipes by polymeric tubes. Among the non-metallic material, high density polyethylene (HDPE) represent a good alternative from a technical and economic point of view. Nevertheless, its application at the industrial scale has already shown some problems such as sweeling and microcracks especially in lines assigned to the distribution of alcohol, oil and fuel. Our research work was devoted to the physicochemical study of the ageing of HDPE samples in contact with petroleum derivatives. Two model fluids (gasoil and Marcol) were used to analyse the influence of aromatic and paraffinic species on the polymer ageing during 150 days at different temperatures (T=20°C and 50° C). First, we made the characterization of the polymer and of the model fluids before ageing for understand the polymer-liquid interactions. In the ageing study, the gravimetric measurements with TGA experiments made it possible to evaluate the fluid diffusion inside the polymeric matrix. Important discrepancies were shown between gasoil and Marcol actions. In spite of its aromatic composition, the former was more powerful to solubilize low weight polymer chains. Creep tests were performed to investigate the macroscopic effects on the ageing on the HDPE. For very short periods of ageing time, the HDPE flexibilization was due to the fluid sorption. For higher exposure times in gasoil, the HDPE plasticization is significantly reduced because of the occurrence of the extraction of small polymeric units even at room temperature.

[pt] Materiais granulares, por sua enorme gama de aplicaçõesindustriais (da indústria alimentícia à astrofísica), vêm sendo cada vez mais estudados durante as últimas duas décadas. No entanto, muito da descrição física inerente ao comportamento deste tipo de material ainda elude os cientistas, tornando este um campo particularmente rico de investigação. Dentre as questões insolutas, estão algumas de crescente interesse, como os mecanismos de fluxo e transporte de grãos, que descrevem fenômenos como a difusão correlacionada e a formação de bandas de cisalhamento, por exemplo. Através de modelos fenomenológicos e matemáticos, este trabalho visa melhorar a compreensão destes fenômenos e dos mecanismos por trás deles, em especial a participação fundamental dos arcos de forças formados pelos grãos. Através de um modelo fenomenológico razoavelmente simples e de simulações computacionais, o papel dos arcos fica evidente ao se observar, nas simulações, o comportamento característico da formação de bandas de cisalhamento, reproduzindo resultados experimentais e previsões de modelos teóricos encontrados na literatura. Concomitantemente, foi desenvolvido um modelo matemático teórico para se descrever a difusão correlacionada de grãos, fenômeno que acreditamos estar baseado no mesmo princípio de transporte através dos arcos, reproduzindo o comportamento qualitativo de simulações computacionais. / [en] Granular materials, due to their huge amount of industrial applications (from food industry to astrophysics), have been the object of an increasing number of studies throughout the last couple of decades. Much of the physical description concerning the behaviour of this kind of material, however, still eludes scientists, turning this field of research into a particularly rich one. Among the unsolved questions in this area there are some of growing interest, such as the mechanisms of grains transport and flux, which describe phenomena like correlated diffusion and the formation of shear bands, for example. By means of phenomenological and mathematical models, this work tries to improve the understanding of these phenomena and the mechanisms behind them, particularly the fundamental role of arches of forces created by the grains. Using a relatively simple phenomenological model and computer simulations, the role of arches becomes evident when it is observed, in the simulations, the characteristic behaviour of shear bands formation, reproducing experimental results and the predictions of theoretical models found in the literature. Simultaneously, a theoretical mathematical model was developed to describe granular correlated diffusion, a phenomenon we believe is based on the same principle of transportation by means of arches, reproducing the qualitative behaviour of computer simulations.

[pt] Nos projetos de locais de disposição de resíduos e na avaliação da contaminação do solo e da água subterrânea por substâncias químicas orgânicas e inorgânicas, é essencial que se conheça os mecanismos de transporte de contaminantes por estes meios. São dois os processos básicos no transporte de solutos: advecção e dispersão hidrodinâmica. Advecção é o processo através do qual a água subterrânea carrega consigo os solutos dissolvidos. A quantidade de soluto transportado depende de sua concentração na água subterrânea, do volume de água fluindo e da velocidade da água subterrânea. O mecanismo de dispersão hidrodinâmica engloba o mecanismo de dispersão mecânica e o transporte por difusão. A medida que o soluto se movimenta no meio poroso, o processo de dispersão age no sentido de diluir o soluto e reduzir sua concentração. A difusão é o processo através do qual as espécies moleculares e iônicas dissolvidas na água se movem devido a um gradiente de concentração, indo das áreas de maior para menor concentração, mesmo na ausência de fluxo de água subterrânea. O transporte difusivo através de um meio não saturado é mais complicado do que através de meios saturados. Neste caso os parâmetros de transporte podem variar no espaço e no tempo. Portanto, a determinação destes parâmetros no laboratório deve ser feito nas condições mais próximas possíveis das condições in situ. Os processos através dos quais as substâncias se movem através do solo podem ser expressos por modelos matemáticos. Eles se baseiam na integração da equação advectiva-dispersiva utilizando condições de contorno específicas para o sistema de interesse. Entretanto, sua aplicabilidade é limitada devido à falta de parâmetros experimentais confiáveis. Esta tese procura preencher o espaço entre os modelos numéricos e os estudos experimentais. Um novo difusímetro foi desenvolvido para medir o coeficiente de difusão em solos não saturados. O projeto combina o método do reservatório simple, proposto por Rowe et al. (1988), com a técnica de controle osmótico. Foram feitos ensaios com sucção variando entre 0 e 500 kPa. Os solutos utilizados foram cloreto de sódio e cloreto de potássio difundindo através de um amostra relativamente inerte, preparada em laboratório. Os resultados obtidos indicam que a nova técnica proposta funciona bem, sendo entretanto recomendado maiores desenvolvimentos no sistema de controle de sucção, através do uso de instrumentação mais precisa. / [en] In the design of waste disposal facilities and evaluation of groundwater and soil contamination by organic and inorganic species, it is essential a knowledge of the mechanisms of transport of the contaminants. There are two basic processes in the transport of solutes: advection and hydrodynamic dispersion.Advection is the process by which moving groundwater carries with it dissolved solutes. The amount of solute being transported depends on its concentration in the groundwater, on the volume of groundwater flowing, and on the groundwater velocity. The hydrodynamic dispersion mechanism involves mechanical dispersion and diffusion. As solutes are carried through porous media, the process of dispersion acts to dilute the solute and reduce its concentration. Diffusion, is the process by which both ionic and molecular species dissolved in water move from areas of higher concentration to areas of lower concentration, even in the absence of groundwater flow.Advective-diffusive transport through unsaturated media is somewhat more complicated than for saturated soils. In this case, the transport parameters may vary both in space and in time. Hence, the determination of such parameters in laboratory should be performed as close as possible to in situ conditions.The processes by which the substances move through porous media can be expressed through mathematical models. They are based on the integration of the advection-dispersion equation using specific boundary conditions for the system of interest. However, their applicability has been often limited due to the lack of reliable parameters obtained experimentally. This thesis seeks to fulfil the gap between numerical modelling and experimental studies. A new diffusimeter has been developed to measure the diffusion coefficient in unsaturated soils. It combines the single reservoir method, proposed by Rowe et al. (1988), with the osmotic control technique. Tests were performed under suction values ranging from 0 to 500kPa. Sodium chloride and potassium chloride were used as solutes diffusing through a compacted inert sample prepared in the laboratory. The results obtained indicated that the new proposed technique worked quite well, being however recommended an improvement in the system of suction control through the use of more precise instrumentation.

[pt] Os problemas de interação folhelho-fluido estão em geral associados à troca de íons entre o fluido dos poros do folhelho e o fluido de perfuração, causada pelo gradiente químico entre os mesmos. Estes problemas são tratados pela utilização de produtos químicos inibidores da hidratação e da expansibilidade dos folhelhos (Bol, 1986). Dentre estes produtos, encontram-se as soluções salinas (Steiger, 1976), que tentam reduzir a migração iônica através do equilíbrio químico entre as rochas e os fluidos. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma metodologia que permita medir a variação de concentração salina, usando sensores a fibra óptica, onde as concentrações são avaliadas sem a retirada das pressões aplicadas na amostra. Assim, a variação da concentração durante os ensaios de difusão e advecção, pode ser medida em tempo real,durante todo o ensaio. A variação da concentração com o tempo é de fundamental importância para a obtenção dos coeficientes de transporte iônico que ocorre durante os ensaios com os folhelhos e os arenitos.Foram realizados ensaios em uma amosta de folhelho oriundo da Bacia de Campos e em uma amostra de arenito Botucatu. Através do desenvolvimento de uma metodologia de ensaios para análise da interação rocha- fluido, foi possível obter-se resultados que permitirão prever instabilidades geradas nos poços durante a sua perfuração. / [en] Shale-drilling fluid interaction problems are generally associated with the exchange of ions between shale pore fluid and the drilling mud, being this change caused by the chemical gradient that holds between both. These problems are treated in general by using chemical products, so that the hydration and the expansion of the shales can be inhibited (Bol, 1986). Among these products, we found saline solutions (Steiger, 1976),which attempt to reduce the ionic migration by means of chemical balance between rocks and fluids.The objective of this work is to develop a methodology that allows measuring the variation of salt concentration, by using optic fiber sensors, in order to allow concentrations to be assessed without the withdrawal of the pressures applied into the sample, so that the variation of the concentration during the assays of diffusion and advection can be measured in real time, during the entire assay. The variation of the concentration with time is of fundamental importance for the attainment of the coefficients of ionic transport that occur during the assays with the shales and the sandstone. Assays in a sample of shale from Campos basin, as well as one sample of sandstone from Botucatu, have been carried out. Through the development of a methodology of assays specific for analyzing the interaction rock-fluid, it was possible to obtain resuls, which will allow to foresee instabilities generated in the wells during the digging process.

[pt] Desde seu surgimento no Brasil, em 1990, os celulares apresentaram notável rapidez em sua expansão, superando os telefones fixos em 2003 e chegando a 54 milhões de linhas em meados de 2004. Esta dissertação analisa o processo de difusão da telefonia celular no Brasil e tem como objetivos (a) compreender como se deu este processo e (b) encontrar fatores econômicos, tecnológicos e decisões de negócio que possam tê- lo influenciado. O processo de difusão é baseado na teoria epidêmica de difusão de inovações e são revisados e discutidos os modelos de difusão de inovações mais utilizados na literatura. A análise dos dados se dá por meio de técnicas de regressão não lineares e lineares. Os resultados da pesquisa mostram que o processo de difusão dos celulares no Brasil pode ser adequadamente representado por um modelo epidêmico de difusão de inovações que indica que o crescimento está próximo de seu ponto de inflexão, onde inicia a desaceleração a caminho da maturidade. Finalmente, a pesquisa evidencia que a competição, os investimentos em marketing, as tarifas e a inovação foram os fatores que aceleraram a velocidade o processo de difusão da telefonia celular no Brasil. / [en] Since its appearance in Brasil, in 1990, the mobile phones showed a remarkably fast expansion, exceeding the number of fixed phones in 2003 and reaching 54 million of active subscribers in the middle of 2004. This dissertation analyses the process of diffusion of mobile telephony in Brasil and its objectives are (a) to understand how this process happened and (b) to find economic, technology or business decisions that may have influenced it. The diffusion process is based in epidemic theory of diffusion of innovations and this study analyses and discusses the most popular models of diffusion of innovations found in the literature. The data is analyzed by nonlinear and linear regression and the results of the research show that the process of diffusion of mobile phones in Brazil can be fitted in an epidemic innovation diffusion model which indicates that the growth is close to its inflexion point, where it began to slow down towards maturity. Finally, the research shows that competition, marketing expenses, tariffs and innovation were the factors that accelerated the speed of the diffusion of mobile telephony in Brasil.

[pt] Dois anos e meio desde o lançamento da TV digital no Brasil, a penetração desta tecnologia é ainda muito pequena. Dos principais benefícios oferecidos pela TV digital para os dispositivos fixos (aparelhos televisores), apenas a alta definição (HDTV – high definition television) está disponível em escala comercial, sendo atualmente o principal apelo para a adoção da tecnologia digital. No Brasil, o consumo de conteúdo em alta definição tem se dado principalmente pelos assinantes de TV paga, grupo formado basicamente por domicílios de renda familiar elevada. Para aumentar o entendimento dos estímulos e barreiras à adoção da TV por assinatura em alta definição no Brasil, conduziu-se, à luz da teoria de difusão de inovações, quinze entrevistas com pessoas de domicílios com renda elevada. Em seguida, realizou-se um levantamento de dados, com amostra de conveniência de assinantes de TV paga que não tinham pacotes em alta definição, investigando-se a relação entre as percepções dos atributos da alta definição e a intenção de adotar um pacote em HD. Os resultados apresentam evidências de que recursos percebidos, custo/benefício do conteúdo disponível em HD, percepção de vantagem relativa, posse de televisores preparados para alta definição e frequência de idas ao cinema são relevantemente relacionados à intenção de adoção de um serviço de TV por assinatura em alta definição. / [en] Two and a half years since the launch of digital TV in Brazil, the penetration of this technology is still very small. Among the main beneficts offered by digital TV to fixed devices (TV sets), only high definition television (HDTV) is available on a commercial scale, being nowadays the main appeal to the adoption of digital technology. In Brazil, the consumption of high definition content has occurred mainly by Pay TV subscribers, a group formed basicly by high-income households. To increase the understanding of the stimulus and barriers to adoption of high-definition Pay TV in Brazil, fifteen interviews with people from high-income households were conducted, under the light of diffusion of innovations theory. Afterwards, a survey was made with a convenience sample of Pay TV subscribers without subscription of HDTV services, investigating the relationship between the perceptions of high-definition attributes and the adoption intent of HDTV services. Results showed evidence that perceived resources, cost-benefit of content available in HD, perception of relative advantage, ownership of HD television sets and frequency of moviegoing are relevantly related to adoption intent of high-definition Pay TV services.

[pt] O presente trabalho apresenta uma revisão sobre os Canais Iônicos de Sódio e de Potássio fazendo uma relacão com os aspectos biofísicos, computacionais e matemáticos. Estudamos os canais iônicos, sob o ponto de vista da Mecânica Estatìstica, mais precisamente, considerando os canais iônicos como um processo markoviano. O objetivo principal deste trabalho é representar a dinâmica dos canais iônicos utilizando a caminhada aleatória e elaborar programas computacionais que simulem o funcionamento dos mesmos. Para tanto, estudamos a partida de íons do início do canal (fonte) e a sua chegada em um sítio final (sorvedouro) a uma distância D. Para a simulacão dos Canais de Sódio e de Potássio foram consideradas as massas atômicas dos referentes elementos químicos, não foram levados em consideracão, a dinâmica de ativacão e inativacão dos canais, assim como, a estrutura celular. A importância do presente trabalho está em generalizar o estudo dos canais iônicos e assim, buscar parâmetros que possam diferenciálos. Consideramos também o parâmetro do tempo, pois entendemos a sua importãncia para a compreensão do comportamento dos sistemas biológicos. Por fim, a dissertacão é encerrada com alguns resultados da simulacão do Canal de Sódio e de Potássio além de propor ao leitor alguns trabalhos futuros. / [en] This dissertation work presents an overview of ion channels for sodium and potassium for making a relationship with the biophysical, computational and mathematical. Studied in a qualitative way ion channels from the point of view of statistical mechanics, more precisely, considering the ion channel as a Markov process. The main objective of this work is to represent the dynamics of ion channels using the random walk and develop computer programs that simulate the operation thereof. We studied the departure of ions from the beginning of the channel (source) and its final arrival at a site (sink) a distance D. For the simulation of the channels for sodium and potassium were considered for the atomic masses of related chemicals, were not taken into account, the dynamic activation and inactivation of the channels, as well as the cellular structure. The importance of this work is to generalize the study of ion channels and thus seek parameters that could differentiate them. We also consider the importance of time, because we understand that real-time analysis is an important tool for understanding the behavior of biological systems. Finally, the essay ends with some simulation results of the channel for sodium and potassium to the reader and propose some future work.

[pt] A interpretação sísmica consiste em um conjunto de metodologias que visam compreender o modelo estrutural e estratigráfico de uma determinada região. Durante este processo, o intérprete analisa a imagem sísmica buscando identificar estruturas geológicas como falhas, horizontes e canais, dentre outras. Dada a baixa razão sinal-ruído, os algoritmos que dão suporte à interpretação precisam de uma etapa de pré-processamento onde o ruído é reduzido. Esta tese propõe um novo método de filtragem por difusão anisotrópica que melhor preserva as feições sísmicas de interesse. A formulação do processo de difusão permite que os atributos identificadores de horizontes e de falhas sejam incorporados ao método a fim de evitar que estas estruturas sejam corrompidas durante a difusão da amplitude sísmica. O método proposto implementado apresenta resultados aplicados a dados reais disponíveis na literatura. Para estes resultados, é apresentada uma análise da influência do método de filtragem anisotrópica proposta nas medidas de correlação ao longo de horizontes previamente rastreados. Finalmente, a tese apresenta algumas conclusões e sugestões para trabalhos futuros. / [en] Seismic interpretation can be viewed as a set of methodologies to enhance the understanding of the structural and stratigraphic model of a given region. During this process, the interpreter analyzes the seismic imaging seeking to identify geological structures such as faults, horizons and channels, among others. Given the low signal to noise ratio, the algorithms that support the interpretation require a pre-processing stage where the noise is reduced. This thesis proposes a new filtering method based on the anisotropic diffusion of the amplitude field. The formulation of the diffusion process proposed here uses seismic attributes to identify horizons and faults that are preserved in the diffusion process. The proposed method implemented in this thesis also presents results applied to real and synthetic data. Based on these results, we present an analysis of the influence of the proposed method in correlation measurements over horizons previously tracked. Finally the thesis presents some conclusions and suggestions for future work.

[pt] Esta tese trata do movimento de nanopartículas através de nanoporos – translocação – e como esse fenômeno pode ser utilizado como ferramenta de caracterização. Nanopartículas, não apenas ocorrem amplamente na natureza, mas também têm sido extensivamente aprimoradas em pesquisas acadêmicas e em desenvolvimento industrial. Devido às suas propriedades únicas, nanopartículas são utilizadas em diversas aplicações industriais. Ferramentas de caracterização que são acessíveis, fáceis de usar e robustas são fundamentais para pesquisa e controle de qualidade na ciência e tecnologia de nanopartículas. Raramente todas essas características desejáveis são encontradas em uma única ferramenta de caracterização. Por exemplo, o Espalhamento Dinâmico de Luz é uma técnica conhecida por ser de fácil execução, mas mede o tamanho de muitas partículas ao mesmo tempo, sendo propensa a erros em distribuições dispersas e mistas. Por outro lado, a visualização direta das partículas por Microscopia Eletrônica de Transmissão fornece informações precisas sobre o tamanho das partículas, mas é difícil de se realizar em larga escala e é propensa a viés de amostragem. O Sensoriamento via Nanoporos pode, no entanto, medir propriedades físicas em cada partícula individualmente e em alta escala. Experiências foram bem-sucedidas na caracterização da concentração, tamanho e carga elétrica de nanopartículas. No entanto, os resultados experimentais nem sempre são facilmente interpretáveis. Ferramentas de modelagem e simulação são usadas para esclarecer as relações complexas provenientes do ambiente em nanoescala. Apesar do grande desenvolvimento nesta área, simulações dependentes de trajetória que possam efetivamente reproduzir os pulsos da translocação ainda são escassas. Aqui, o formalismo de Poisson-NernstPlanck foi combinado com aprendizagem de máquina e Monte-Carlo Dinâmico para formar uma ferramenta de simulação que captura o movimento de difusão e eletroforese, obtendo os pulsos de corrente correspondentes a essas trajetórias. Esferas e hastes foram simuladas translocando poros de diferentes dimensões. As simulações sugerem limitações inerentes na resolução devido ao efeito Browniano. Enquanto estudos anteriores conseguiram simular apenas algumas trajetórias ou estimar estatísticas usando argumentos teóricos, neste estudo foram calculadas centenas de trajetórias, calculando estatísticas diretamente da população de resultados. A estrutura desenvolvida nesta pesquisa pode ser expandida para investigar outros sistemas, auxiliando no desenvolvimento do sensoriamento via nanoporos. / [en] This dissertation focuses on the transport of nanoparticles through nanopores - nanoparticle translocation - and how this phenomenon can be used as a characterization tool known as nanopore sensing. Nanoparticles not only occur widely in nature but also have been extensively engineered in academic research and industrial development. Due to their unique properties, nanoparticles are used in several industrial applications. Characterization tools that are accessible, easy to use, and robust are key for both research and quality control in nanoparticle science and technology. Rarely all these desirable characteristics are encountered in a single characterization tool. For example, Dynamic Light Scattering (DLS) is known to provide easy measurements of nanoparticle size but is prone to errors when analyzing dispersed and mixed distributions. On the other hand, direct visualization of the particles by Transmission Electron Microscopy (TEM) provides accurate information on particle size but is difficult to perform with high throughput and is prone to sampling bias. Nanopore sensing can, however, measure physical properties both at a single particle level and with high throughput. Experiments were successful in characterizing particle concentration, size, and charge. However, the experimental results are not always readily interpretable. In response, modeling and simulation tools are used to shed light on the complex relationships coming from the nanoscale environment. Despite the great amount of development in this area, there is still a lack of trajectorydependent simulations that can effectively reproduce the pulses from the translocation of a freely interacting particle. Here, Poisson-Nernst-Planck formalism was combined with Machine Learning and Dynamic Monte-Carlo to form a simulation tool that captures the drift-diffusion motion of hard particles and the current pulses corresponding to these trajectories. Spheres and rods were simulated translocating pores of different dimensions. The simulations suggest inherent limitations in resolution due to the Brownian effect. Whereas previous studies were able to simulate only a few trajectories or estimated the statistics of the features using theoretical arguments, in this study hundreds of trajectories were simulated, calculating statistics directly from the population of results. The framework developed in this research can be expanded to investigate other nanopore systems, helping the development of nanopore sensing.