[pt] Neste trabalho, a interação fluido-estrutura é analisada em sistemas de tubulações transportando líquidos, considerando-se que o material dos tubos apresenta comportamento mecânico linear viscoelástico. São investigados, teoricamente, os efeitos do movimento da tubulação nas respostas transientes de pressão no líquido e tensão na estrutura quando se induz, através do fechamento rápido de válvulas ou ação de uma força de impacto sobre a tubulação, um estado de desequilíbrio no sistema. Na análise, considera-se o processo de propagação de ondas nas paredes da tubulação em consequência de esforços hidrodinâmicos localizados, assim como devido ao efeito Poisson. As equações que descrevem a dinâmica do movimento do líquido e do tubo são acopladas e resolvidas numericamente através do método das características. Os resultados obtidos para alguns sistemas de tubulação são comparados com o caso em que o tubo exibe resposta elástica e com resultados experimentais disponíveis na literatura. Os resultados indicam que o movimento estrutural pode induzir pressões e tensões mais elevadas que aquelas previstas pela análise clássica não acoplada, particularmente no início do regime transiente, antes que a víscoelasticidade do material do tubo atenue as respostas do sistema. Contudo, o acréscimo observado nas pressões e tensões devido ao movimento estrutura não é tão significativo em tubulações viscoelásticas quanto em elásticas. / [en] In the present work the fluid-structure interaction is analysed for compliant piping systems by assuming a linear viscoelastic behavior of the pipe material. The effects of pipe motion on transient responses of liquid pressure and pipe stresses are theoretically investigated when the system is disturbed in some fashion such as rapid valve closure and an external impact load. In this analysis it is considered the wave propagation process in the pipe wall due to localized hidrodynamics efforts and the Poisson effect. The set of equations describing the dynamics of the liquid and pipe wall are coupled and solved numerically by means of the method of characteristics. The results obtained for some piping systems are compared with those observed for elastic pipe material and with experiments available in the literature. The results indicate that the structural motion can produce pressures and stresses higher than those predicted by the classical, uncoupled, waterhammer analysis, particularly at the begining of the transient, before pipe material viscoelasticity damps the system responses. However, the increase observed on pressures and stresses due to structural motion is not as significant for a viscoelastic pipeline as it is for an elastic pipe.

[pt] Estenose é uma constrição ou estreitamento de um duto ou de uma passagem. Este termo é usado freqüentemente em referência a constrições que ocorrem em vasos sangüíneos, especialmente em artérias. Um vaso estenótico geralmente causa estagnação do fluxo sangüíneo e portanto a formação de trombos, os quais podem ser bastante pre- judiciais à saúde humana. Neste trabalho realizam-se experimentos com a técnica de velocimetria por imagens de partículas (PIV) a fim de estudar o escoamento de um líquido que possui uma tensão limite de escoamento (ou líquido viscoplástico) através de um tubo na vizinhança de uma constrição axissimétrica. Escolheu-se a reologia do líquido de modo a se aproximar daquela do sangue de hematócrito igual a 54%. Estudaram-se números de Reynolds e números de escoamento característicos para diferentes artérias. Obtiveram-se também resultados para fluidos Newtonianos, para fins de comparação. Entre outros resultados, observou- se que a reologia não Newtoniana causa mudanças significativas no padrão de escoamento na vizinhança da estenose. Como as condições para formação de trombos estão diretamente relacionadas com o padrão de escoamento, estudos do escoamento do sangue através de artérias com estenose que supõem uma reologia Newtoniana podem levar a conclusões errôneas. / [en] Stenosis is a constriction or narrowing of a duct or passage. This word is often used to refer to constrictions that occur in blood vessels, especially arteries. A stenotic vessel generally causes blood flow stagnation and hence formation of thrombus, which may be rather harmful to the human physiology. In this work we perform particle image velocimetry (PIV) experiments to study the flow of an yield-stress (or highly shear-thinning) liquid through a tube in the neighborhood of an axisymmetric constriction. The rheology of the liquid was chosen to be close to the one of blood with 54% hematocrit. Reynolds and Yield number values characteristic to different arteries have been studied. Results for a Newtonian liquid were also obtained, for comparison purposes. Among other findings, it has been observed that the non-Newtonian rheology causes a significant change in the flow pattern in the neighborhood of the stenosis. Because the conditions for thrombus formation are directly related to the flow pattern, studies of the flow through stenotic vessels that assume a Newtonian rheology may lead to erroneous conclusions.

[pt] A implementação de medidas que reduzam as emissões de gases de efeito estufa ganha importância no cenário atual. Um importante método para captura de CO2 consiste nos processos de separação por membranas. Visando melhorar a eficiência seletiva na separação de gases, este trabalho estudou a síntese de membranas poliméricas de matrizes mistas a fim de aumentar os valores de permeabilidade, utilizando líquidos iônicos em sua estrutura, que apresentam elevada solubilidade de CO2 e seletividade. A síntese do líquido iônico foi realizada a partir do cátion imidazólico e do ânion NTf2(-) , em reações de 3 etapas. Os filmes poliméricos de matrizes mistas foram sintetizados por diferentes tipos de polímeros comerciais, PEBAX 1657, PEBAX2533 e PU 1185A10; com concentrações de 0 por cento, 20 por cento e 60 por cento (m/m) do líquido iônico. A técnica de ressonância magnética nuclear (RMN) de (1)H e (13)C foi utilizada para validar a composição do líquido iônico. As caracterizações de membranas compósitas se deram pelas técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA) e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Na presença do líquido iônico, a seletividade relativa de CO2/N2 apresentou um aumento considerável para as membranas de PU e PEBAX2533, enquanto a permeabilidade de CO2 aumentou nas membranas de PU e PEBAX1657. / [en] The measures to reduce greenhouse gas emissions, gains more importance in the current scenario. Processes involving membrane separation are an important method for CO2 capture which are widely used. In order to improve the selective efficient in the gas separation this paper studies the development and synthesis of composite polymeric membranes that will be able to increase the permeability using ionic liquids in your structure, which have high CO2 solubility and selectivity. The ionic liquid synthesis was obtained using imidazolium cation and the NTf2(-) anion, on 3 steps reactions. The composite polymeric membranes were synthesized by different types of commercial polymers, PEBAX1657, PEBAX2533 and PU 1185A10; with 0 percent, 20 percent and 60 percent (wt.) concentrations of ionic liquid. The nuclear magnetic resonance (NMR) technique for 1H and 13C was used to validate the ionic liquid structure. The composite membrane characterizations were obtained by those techniques: scanning electron microscope (SEM), thermogravimetric analysis (TGA) and Fourier transform infrared (FTIR). In the presence of ionic liquid, the selectivity of CO2/N2 increased for the PU and PEBAX2533 membranes, and the permeability of CO2 increased for the PU and PEBAX1657 membranes.