[pt] O estudo da ruptura de taludes em solos não saturados tem se tornado possível com o desenvolvimento de modelos que simplificam a elaboração da curva característica e estimam valores da resistência ao cisalhamento não saturada. Este trabalho utiliza dados de ensaios de campo e de laboratório para a realização de três simulações numéricas para o talude de corte localizado no Morro do Águia, em Salvador. O talude é de um perfil residual de solo siltoso oriundo de rocha metamórfica de gnaisse e migmatitos. A ruptura ocorreu aproximadamente dois anos após a execução de trabalhos de terraplenagem no período de construção da avenida Luís Eduardo Magalhães. A metodologia consistiu em levantar os dados disponíveis de ensaios realizados logo após a ruptura do talude, realizar ensaios complementares com o objetivo de obter dados de entrada para as simulações em três diferentes cenários. Foram realizados os seguintes ensaios: caracterização e análise mineralógica; curva de retenção; resistência ao cisalhamento por cisalhamento direto com as amostras inundadas, na umidade natural e com as amostras secas ar. Os cenários escolhidos para as simulações foram: análise de estabilidade considerando solo totalmente saturado em perfil de camada simples; análise de estabilidade acoplada com análise de fluxo com solo parcialmente saturado em camada simples e análise de estabilidade acoplada com análise de fluxo em solo parcialmente saturado em perfil de camada dupla. O estudo também estimou o ângulo (fi ao quadrado)b pela metodologia proposta por Vilar (2006). O resultado das simulações mostrou que o mecanismo de ruptura foi reproduzido quando se considerou o parâmetro não saturado (fi ao quadrado)b. O modelo simplificado, considerando o solo todo saturado, não reproduziu o mecanismo de ruptura. O (fi ao quadrado)b estimado pela metodologia de Vilar (2006) foi de 16 graus. O resultado das análises utilizando (fi ao quadrado)b = 16 graus não diferiu das análises utilizando (fi ao quadrado)b = 18 graus. O resultado das simulações mostrou que a ruptura ocorreu devido a infiltrações à montante do talude, em período de chuva de distribuição histórica atípica e período prolongado, que atingindo a profundidade do NA elevou a sua cota a zonas de instabilidade, causando a ruptura. / [en] The study of slope stability in unsaturated soils become possible with the development of models that simplify the construction of the characteristic curve and estimate values of unsaturated shear strength. This work presents the results of two stability analysis of a cut slope in Morro do Águia in Salvador, which had collapsed after construction of Luís Eduardo Magalhães Avenue. The slope is made of silty clay residual soil from metamorphic rocks originated by gneisses and migmatites. The methodology of analysis consists in collecting five undisturbed soil samples scattered in the area of study. Characterization and mineralogical analysis were performed; retention curve was constructed; and strength resistance by direct shear was determinate with samples in three conditions: flooded, in natural moisture and dried in air. The methodology of simplified estimation unsaturated shear strength (Vilar, 2006) was used to determinate (phi square)b. Computer simulations obtained from tests results were presented to three situations: first condition the safety factor was obtained considering stability analyses with saturated soil; second condition the soil was unsaturated and the groundwater flow consider rainwater during 86 days before rupture slope and afterwards was made the stability analysis; third condition the groundwater flow was modeled considering rainwater during 20 days afterwards was made the stability analysis. As a result of these analysis, the rupture mechanism that occurred at the time of the collapse is only reproduced by simulation when the parameter unsaturated (phi square)b is introduced, which occur at the second simulation. The value of (phi square)b obtained by Vilar methodology was 16 degrees.

[pt] Discute-se a modelagem de segunda ordem do acionamento por motor de indução de rotor bobinado usando cascata subsíncrona e o controle de velocidade do mesmo. As estratégias de controle habituais são criticadas e propõe-se um controlador PI com realimentação proporcional de corrente. Propõe-se também um algoritmo de projeto considerando as possibilidades de ajustes finais. / [en] The second order modeling and speed control of the Wound Rotor Induction Motor Drive using Subsynchronous Converter Cascade are discussed. The usual control projects is criticized, and a PI controller with current proportional feedback, and also a algorthm for the design with possibilities of final adjustments are presented.

[pt] O controle de velocidade do motor de indução do rotor bobinado, através de uma cascata de conversores estáticos no rotor, conhecido como Sistema Kramer Estático, é considerado um dos melhores acionamentos para motores acima de 500 Hp, devido às suas características de baixo custo inicial, menor complexidade do sistema de conversores e regeneração de energia. Nestas últimas décadas, as pesquisas nesta área se concentraram basicamente na melhoria da estrutura dos conversores estáticos, o projeto de controle recebeu pouca atenção e sua estrutura de controle continuava inspirada no controle do motor de corrente contínua. Em um recente trabalho (1987) foi proposto um controlador PI com realimantação proporcional de corrente no elo c.c. . Contudo, este projeto, como os outros, foram baseados em uma modelagem simples. Nesta dissertação de mestrado, revê-se e critica-se modelagens e projetos de controle existentes, desenvolve- se um modelo de 6ª ordem e propõe-se um projeto de controle que atente às especificações usuais de controle. A estrutura proposta é composta de um regulador de estado mais um observador parcial de estado. Esta estrutura é fisicamente realizável e o seu algoritmo de projeto é simples, claro e direto. Comprova-se que o uso de modelos mais completos e estruturas de controle mais eficazes não implicam em controladores complexos e irrealizáveis. / [en] The speed control of wound rotor induction motor by a static converter cascade (Kramer Static System) is considered one of the best large motor drive (above 500 Hp.) due to its characteristics of low initial cost, less complexity of the converters and energy regeneration. In the last decades, the researches emphasize basicilly the improvement of the converter structure. The control design was almost forgotten and its structure was Kept based on the direct current motor control. In 1987, it was proposed a PI controller with proportional feedback of direct current. But, this last design, like the others, was based on a simple model. In this dissertation, the modellings and control designs are reviewed and criticized. Besides this, a sixth order model is developed and a new control design is proposed in order to solve the usual control requirements. This proposed structure is composed of a state regulator plus a partial state observer. It´s also of easy achievement and its design algolirhm is simple, easy and direct. It´s confirmed that the use of morepowerful control structure doesn´t implacate in complex and unfeasible controller.

[pt] Uma grande parcela da população depende de águas subterrâneas para o consumo. Assim, vazamentos dos tanques de gasolina representam um risco significativo de saúde pública, além dos riscos de incêndio e explosão que o vazamento de vapores destes tanques pode causar nas linhas de esgotos dos edifícios. Estes tanques estão em geral localizados na zona não saturada dos solos, acima do nível freático. Torna-se assim importante avaliar a mobilidade destes compostos nestas condições e em particular de prever a sua chegada no lençol freático. Esta avaliação pode ser feita através de procedimentos numéricos de análise. O principal objetivo deste trabalho é a implementação numérica de um programa que simule o fluxo transiente de NAPLs (non aqueous phase liquids) em meios porosos não saturados. A solução numérica é obtida pela utilização do método dos volumes finitos. Para representar as características hidráulicas dos solos, a função Brooks e Corey e os modelos de Brooks e Corey-Burdine são utilizados. O trabalho apresenta detalhes do programa desenvolvido e o seu uso para simular ensaios de fluxo de gasolina e gasolina misturada com etanol realizados na PUC em estudos anteriores. / [en] A large proportion of the population depends on groundwater for consumption. Thus, leakage of gasoline tanks represents a significant risk to public health besides the risk of fire and explosion in the sewer lines, due to the flammable gases. These tanks are generally located in the unsaturad soil above the groundwater level. It is therefore important to evaluate the mobility of these compounds under these conditions and in particular to predict its arrival in the water table. This assessment can be done by numerical procedures for analysis. The main objective of this work is the numerical implementation of a program that simulates the transient flow of NAPLs (non aqueous phase liquids) in unsaturated porous media. The numerical solution is obtained by using the method of finite volumes. To represent the hydraulic characteristics of soils, the function of Brooks and Corey, as well as the Brooks and Corey-Burdine’s model are used. The essay presents details of the program developed and its use to simulate the flow testing of gasoline and gasoline blended with ethanol made in the PUC in previus studies.

[pt] Transparência tem sido por tempos um anseio das sociedades democráticas. O direito de ser informado e de ter acesso à informação tem sido um problema importante nas sociedades modernas. A demanda por verdades baseadas na transparência tem aumentado no contexto das transformações globais. A importância da abertura do fluxo de informações está criando uma sociedade aberta na qual o objetivo é o estabelecimento de uma sociedade democrática com cidadãos engajados capazes de entender e acessar as informações disponíveis (Holzner, 2006). Entretanto, não é suficiente para uma organização desejar ser transparente. As organizações precisam saber o que é transparência e como elas podem inserir este conceito no seu negócio. Esta tese define transparência e a forma de aplicá-la aos processos de negócio utilizando-os como meio de explicitar a transparência dentro de organizações. Para isso, propõe uma abordagem orientada a aspectos que permita introduzir características de transparência nos processos organizacionais através da construção de políticas e padrões, e da inserção de elementos nos modelos de processos organizacionais com uso de um catálogo de transparência. Para validar a proposta da definição de transparência, foi conduzida uma análise de processos organizacionais através de dois levantamentos utilizando questionários. Para a validação da abordagem proposta, foi realizado um estudo de caso a partir de processos de negócio de uma organização real. Este estudo de caso permitiu a obtenção de alguns resultados preliminares sobre a aplicabilidade e viabilidade do uso desta abordagem. / [en] Transparency has been a desire of democratic societies for a long time. The right to be informed and have access to information has been a major problem in modern societies. The demand for truth based on transparency has increased in the context of global change. The importance of openness in the flow of information is creating an open society in which the very idea is to establish a democratic society with engaged citizens able to understand and use the information that is accessible to them (Holzner, 2006). However, it is not sufficient for an organization to wish to be transparent. Organizations need to know what transparency is and how they can apply this concept to their business. This thesis defines transparency and a way of using it in business processes, using these processes as a means of making explicit the transparency within organizations. An aspect oriented approach is proposed in order to allow the introduction of transparency characteristics into business processes. Policies and standards are proposed as well as a technique for inserting new elements into the business processes using a transparency catalog. In order to validate the proposed definition of transparency, an analysis of organizational processes, using two surveys, was performed. A case study, using the business processes from of a real organization, was performed to validate the proposed approach. This case study produced some preliminary results on the applicability and feasibility of using this approach.

[pt] Nos dias atuais, pesquisas envolvendo a computação gráfica e a área médica, têm contribuído muito para a evolução tecnológica de exames e diagnósticos. Uma vertente desses trabalhos está relacionada diretamente à reconstrução 3D de estruturas anatômicas do corpo humano, em específico a coluna vertebral. O sedentarismo e a alta dependência dos computadores vêm aumentando e agravando os problemas posturais das pessoas. Por esse motivo, novas técnicas de reconstrução 3D baseada em exames de tomografia computadorizada (TC), ressonância magnética (RM) e raios-x são desenvolvidas, tornando as avaliações clínicas cada vez mais precisas. Neste trabalho é proposto um sistema de modelagem 3D baseado em radiografias digitais com a finalidade de recriar a coluna vertebral em um ambiente virtual. A recuperação das informações tridimensionais de cada vértebra ajuda a melhorar a avaliação feita atualmente com base apenas em imagens 2D. A técnica utilizada no desenvolvimento do método se baseia na estereoradiografia. E a utilização de radiografias, em relação à TC, reduz consideravelmente o tempo de exposição do paciente à radiação, além de ser mais acessível à população pelo seu menor custo. Os resultados obtidos apresentaram uma boa precisão do sistema. Além do mais, o método proposto atingiu resultados bem próximos aos de pesquisas baseadas em TC e RM, onde os dados de entrada são bem mais legíveis do que as imagens de raiosx. / [en] Research involving computer graphics and laboratory exams has contributed much to the quality of the Medical diagnose. One aspect of these researches is directly related to 3D reconstruction of anatomical structures of the human body, especially the spine. The sedentary lifestyle and the high dependence of computers have increased the postural problems of the population. Therefore, new techniques for 3D reconstruction based on Computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI) and x-ray images are required, in order to make the clinical evaluation increasingly accurate. This work proposes a 3D modeling system based on x-ray images that yields a virtual spine model. The recovery of three-dimensional information of each vertebra helps improve the assessment currently made using only 2D images. The technique used here is based on stereo radiographic. The use of x-ray images instead of CT, significantly reduces the exposure time of the patient to radiation, and is more useful to the general population due to its lower cost. The results presented here show good accuracy despite its lower cost. The proposed method has achieved results very close to those based on expensive CT or MRI, where the input image is better than x-ray images.

[pt] Dutos são sistemas eficientes e seguros para o transporte de óleo e gás. O estudo da capacidade de carga de dutos em condições de serviço envolvendo o transporte de produtos agressivos e sujeitos a altas temperaturas e pressões ganha atualmente maior interesse dada a severidade das condições de operação e a crescente necessidade de manutenção e adaptação dos dutos existentes às condições atuais de serviço. No entanto,a presença de defeitos e imperfeições em segmentos de dutos pode ocasionar a redução na resistência do mesmo e eventualmente sua falha. Este trabalho tem como objetivo a previsão do comportamento de dutos sujeitos a cargas combinadas, tendo em vista os carregamentos que podem ocorrer em campo. São contemplados nestes carregamentos efeitos térmicos, movimentos geotécnicos,pressão de operação. No caso de assentamento de solo, o duto pode estar submetido a efeitos de flexão que resultam em curvaturas excessivas. Como consequência ocorre a flambagem local do duto e desenvolvem-se rugas. Nestas condições podem surgir deformações acima dos valores limites estabelecidos em normas.Tendo em vista a natureza tri-dimensional do problema e a investigação do fenômeno de flambagem local, faz-se necessário o entendimento do comportamento tridimensional de cascas em condições de grandes deslocamentos e grandes deformações em regime elasto- plástico.Neste trabalho desenvolvem-se alguns modelos para a previsão do comportamento de dutos submetidos a cargas combinadas. Procura-se reproduzir as condições de ensaio de laboratório de modo a se desenvolver um modelo de previsão confiável. Para tal foram tomados como referência alguns resultados de ensaios disponíveis na literatura. Aspetos de modelagem de condições de contorno e carregamento são enfocados. Dado o desenvolvimento de rugas e de grandes deformações estão presentes também outros aspectos importantes da modelagem como o aparecimento de regiões de auto-contato nas rugas.Alguns exemplos numéricos analisados com o programa comercial de elementos finitos ABAQUS são apresentados. / [en] Pipelines are efficient and safe systems for the transport of oil and gas. The study of the load capacity of these systems under functional conditions which include the transport of aggressive products under high temperatures and pressures has gained larger interest due to the severe operation conditions and growing needs for maintenance and adaptation of the existing pipelines to these conditions. However, the presence of defects and imperfections in pipe segments may lead to reduction of resistance and eventually to failure. The scope of this dissertation is the prediction of the behavior of pipelines subjected to combined load conditions and sequences till collapse, reproducing those which occur on field and in laboratory tests. Axial forces, internal pressure and bending are applied to the model in order to reproduce thermal effects, operating pressure and ground movements. In the case of soil settlement the pipeline may be subject to bending effects which result in excessive curvatures. As a consequence local buckling occurs with the development of wrinkles. Under these conditions strains above those recommended in the codes can take place.Due to the three dimensional nature of the problem the investigation of the local buckling phenomena, requires the understanding of the behavior shells under large displacement and large strain conditions in elasto- plastic regime.In the present work some models are developed for the prediction of the behavior of pipelines subjected to combined loading. Validation of these models allows us to accompany and establish experimental programs. Some reference laboratory results available in the literature are included. Aspects of the modeling such as boundary and loading conditions, material modeling and solution procedure are addressed. The development of wrinkles and large deformations brings into the model additional aspects such as the presence of self-contact areas. Numerical examples are analyzed using the commercial finite element program ABAQUS.

[pt] Absorção é um processo no qual os componentes de uma corrente gasosa são separados através do uso de um solvente líquido. O processo pode ser simplesmente físico ou seguido por uma reação química. Na indústria, um processo de absorção importante é a remoção de dióxido de carbono (CO2), usando uma solução aquosa de monoethanolamina (MEA), dos gases de combustão expelidos pelas plantas alimentadas por combustíveis fosseis tais como: as usinas de geração de energia, a indústria farmacêutica, a indústria de petróleo, etc. Os projetos desenvolvidos por grandes corporações usualmente são cercados de sigilo, e as companhias evitam a divulgação de suas soluções tecnológicas. Além disso, no Brasil pouco tem-se publicado a respeito. Neste trabalho, apresenta-se um modelo simples que simula a absorção de CO2 em solução aquosa de MEA. O modelo envolve as equações de conservação de massa, quantidade de movimento e energia, podendo predizer o comportamento geral do processo de absorção. Os resultados das simulações da absorção de CO2 em contracorrente com uma coluna de filme líquido foram comparados com dados experimentais disponíveis apresentando uma boa concordância. / [en] Absorption is a process where the components of a gaseous stream are separated through the use of a liquid solvent. The process may be simply physical or be followed by a chemical reaction. In industry, one of the most important absorption processes is the removal of carbon dioxide (CO2), by using an aqueous solution of monoethanolamine (MEA), from flue gases exhausted by fossil-fuel-fired power plants, the pharmaceutical industry, the petroleum industry, etc. The projects developed by large companies usually are surrounded by secrecy and the companies avoid dissemination of their technological solutions. In addition, there is almost nothing published in Brazil about this subject. In this work, we present a simple model that simulates the absorption of CO2 by a MEA based aqueous solution. The model involves the equations for the conservation of mass, momentum, and energy, and may predict the general behavior of the absorption process. Results for the simulation of the absorption of CO2 in a countercurrent liquid film contactor were compared with available experimental data, presenting good agreement.

[pt] A avaliação da recarga subterrânea e de sua variação temporal e espacial, em bacias hidrográficas, é essencial para estudos de sustentabilidade de recursos hídricos e requer, na maior parte das vezes, o uso de um modelo numérico de fluxo 3D. Geralmente, dados como mapas geológicos e pedológicos estão disponíveis, a localização e geometria das principais feições estruturais podem ser identificadas a partir de imagens de satélite, em ambiente SIG, e dados de hidrologia superficial e de elevação de terreno são fáceis de conseguir. No entanto, para se utilizar um modelo numérico que forneça uma primeira avaliação da sustentabilidade de uma explotação, é necessário alimentá-lo com dados de propriedades hidráulicas consistentes com a faixa de valores representativos dos tipos de rocha que compõe a bacia. Uma revisão de dados hidrogeológicos de uma série de localidades mostra que, enquanto as propriedades hidráulicas das rochas fraturadas apresentam uma grande variação em seus valores, quando analisadas de forma indiscriminada, ao serem agrupadas por tipo litológico, apresentam uma faixa de variação mais restrita (i.e. granito fraturado vs. gabro fraturado). Há um grande volume de dados relativos a projetos de disposição de lixo radioativo, mineração e engenharia civil, em diversos sítios ao redor do mundo, em que foram feitas investigações detalhadas do meio fraturado. Dados de um determinado maciço fraturado podem ser usados em outro, não investigado, como uma primeira aproximação, desde que possuam o mesmo tipo litológico e pertençam a ambientes tectônicos semelhantes. Este tratamento foi utilizado para modelar a vazão sustentável de uma pequena bacia de drenagem no Noroeste Fluminense. Dados relativos às estruturas dominantes e aos sistemas de fraturas foram extraídos de imagens de satélite, fotos aéreas e de afloramentos, e tratados em ambiente SIG. O modelo de fluxo subterrâneo foi construído com dados de elevação do terreno, mapas geológicos, registros hidrológicos históricos bem como mapas pedológicos e de uso da terra. O programa FEFLOW (Diersch, 1998) foi usado para simular a distribuição espacial e temporal da recarga subterrânea na bacia e diferentes cenários de explotação de água subterrânea. O modelo mostrouse capaz de fornecer uma primeira aproximação das reservas subterrâneas da bacia e de avaliar a relação entre o fluxo subterrâneo e dos cursos d’água superficiais, em condições naturais e nos cenários de explotação, sendo assim uma ferramenta útil para análises de sustentabilidade de exploração destes recursos. / [en] The estimation of groundwater recharge and its spatial and temporal variability in a drainage basin is essential for sustainability assessments and requires, in most cases, the use of an appropriate 3D numerical flow and transport model. For most drainage basins, the bedrock and overburden geology maps exist, the location and geometry of major structural features can be identified using available GIS databases, and surface water and terrain elevation data at an appropriate scale are readily available. In order to use 3D models to provide an initial assessment of the sustainability of the groundwater resource extraction of a specific drainage basin, the 3D model has to be populated with hydraulic properties that are consistent with the range of values that are representative of the rock types that underlie the drainage basin. A review of hydrogeological data from a number of sites shows that while there is a wide range in the hydraulic properties of fractured rocks in general, the range for individual rock types is more constrained, (i.e. fractured granite versus fractured gabbro). There is a great amount of hydrogeological data from fractured rock masses that have been investigated in detail as part of nuclear waste, mining and civil engineering projects around the world. Data from a specific site can be used as a first approach in another one, not investigated, once they have the same geologic characteristics and tectonic environment. This approach was used to model the sustainable groundwater yield of a small drainage basin in Southeast Brazil. Data on major structures and fracture systems were extracted from satellite images, aerial photos and outcrop expositions using GIS environment. The groundwater flow model was constructed using terrain elevation data, geology maps, hydrological records, as well as soil type and land use maps. FEFLOW (Diersch, 1988) was used to simulate the spatial and temporal distribution of groundwater recharge in the basin, using different pumping scenarios. The model was capable to yield a good estimation of groundwater resources in the watershed, as a first approach, and to assess groundwater and surface water relations in natural conditions and in stress scenarios being a useful tool for sustainability analysis of groundwater exploitation.

[pt] A formação de emulsões está presente em diversas atividades industriais, incluindo o setor petrolífero. A análise de quebra de gota em capilares com garganta remete ao estudo da formação de emulsões e suas características em meios porosos. Esta dissertação apresenta um modelo numérico baseado nas equações de conservação, e na teoria da lubrificação. O modelo foi desenvolvido considerando as duas fases como fluidos Newtonianos, e o sistema de equações diferencias resultante foi resolvido pelo método de diferenças finitas centrais, implementado em ambiente MATLAB®. Determina-se o campo de pressão dos fluidos, bem como sua interface ao longo do tempo. A análise da influência de parâmetros, tanto da geometria do capilar quanto das propriedades dos fluidos, indicou comportamentos adequados em comparação com os dados disponíveis na literatura. Observou-se que a viscosidade do fluido da fase contínua possui maior influência no tempo de formação de gota, do que a viscosidade do fluido da fase dispersa. O tempo de quebra de gota da fase dispersa varia linearmente com a viscosidade da fase contínua. Observa-se que o raio da garganta do capilar influencia diretamente no tempo de quebra de gota, onde para raios menores, o tempo de formação de gota será menor do que para um raio de garganta maior, devido a um gradiente de pressão capilar mais elevado. / [en] The snap off of emulsion drops appears in several industrial activities, including the oil industry. The analysis snap off in a constricted capillary is related to the study of emulsion formation and its characteristics in a porous media. This thesis presents a numerical model based on the conservation equations and lubrification theory developed for Newtonians fluids. The resulting system of differential equations was solved by finite difference and the code implemented in MATLB®. The analysis of the effect of different parameters, such as the geometry of the capillary and the liquid proprieties, indicated appropriate behaviors in comparison to data in the literature. It was observed that the viscosity of the continuous phase fluid has a stronger influence in the snap off time than the viscosity of the dispersed phase fluid. The snap off time rises with the viscosity of the continuous phase fluid. It was observed that the variation of the radius of the neck directly influences the snap off time, where smaller throat radius leads to shorter snap-off time, due to stronger capillary pressure gradient.