[pt] O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta para o estudo de problemas de transporte de contaminantes na água subterrânea. No desenvolvimento desta ferramenta foram utilizados métodos de estabilização na solução da equação de transporte e o método dos gradientes conjugados. Os métodos de estabilização buscam superar as limitações impostas pelo número de Peclet. O método dos Gradientes Conjugados, por sua vez, tem como objetivo melhorar a eficiência da solução do sistema de equações decorrente da utilização do método dos elementos finitos na solução do problema de transporte. Desenvolveu-se um modelo de reação química que fosse capaz de lidar com compostos que possuem propriedades de transporte diferentes. O desenvolvimento deste modelo levou à idealização de uma metodologia que abrange outros modelos químicos de uma forma única. Para descrever essa metodologia foi utilizado o paradigma de Orientação a Objetos que deu origem a uma hierarquia de classes capaz de suportar o desenvolvimento de modelos químicos das mais variadas formas. Por fim utilizou-se a ferramenta desenvolvida para avaliar alguns problemas decorrentes da contaminação por HCH da Cidade dos Meninos no município de Duque de Caxias, estado de Rio de Janeiro, e a avaliação da técnica de barreiras reativas como alternativa de remediação de águas subterrâneas contaminadas. / [en] This work presents the development of a tool to study the water contamination problem. This tool involves the utilization of stabilization methods and the utilization of the Conjugate Gradient method. The stabilization methods aims at overcoming the limitations imposed by the grid Peclet number. The Conjugate Gradient method aims at providing an eficient method to solve the system of equations which arises from the application of the finite element method in the solution of the contamination problem. As part of this work a chemical model was developed to simulate the interaction among chemical species involved in the transport process. These species sometimes have different physical properties that have to be taken under consideration by the chemical model. Taking advantage of the Object Oriented paradigm, we proposed a class hierarchy (OOP) to support the development of a chemical model. Finally the developed program was used to study a contamination problem with HCH at Cidade dos Meninos city in Duque de Caxias township, Rio de Janeiro, and to evaluate the reactive barrier design as a remediation method. / [es] Este trabajo presenta el desarrollo de una herramienta para el estudio de problemas de transporte de contaminantes en el agua subterránea. En el desarrollo de esta herramienta se utilizaron métodos de estabilización en la solución de la ecuación de transporte y el método del gradiente conjugado. Los métodos de estabilización intentan superar las limitaciones impuestas por el número de Peclet. El método del Gradiente Conjugados, por su vez, tiene como objetivo mejorar la eficiencia de la solución del sistema de ecuaciones que resulta de utilizar el método de los elementos finitos en la solución del problema de transporte. Se dearrolló un modelo de reacción química para compuestos que poseen propriedades de transporte diferentes. El desarrollo de este modelo tiene como resultado a formulación de una metodología que contiene otros modelos químicos de una forma única. Para describir esa metodología fue utilizado el paradigma de Orientación a Objetos que dió origen a una jerarquía de clases capaz de soportar el desarrollo de modelos químicos de las más variadas formas. Se utilizó la herramienta desarrollada para evaluar algunos problemas provocados por la contaminación por HCH de la Ciudad de los Meninos en el municipio de Duque de Caxias, estado de Rio de Janeiro, y la evaluación de la técnica de barreras reactivas como alternativas de remediación de aguas subterráneas contaminadas.

[pt] Este trabalho tem como objetivo apresentar uma avaliação do uso de borra oleosa processada como material de construção em sistemas de impermeabilização de Aterros Sanitários. O estudo se baseia em resultados de ensaios de laboratório e em dados fornecidos pela PETROBRAS, além de informações da literatura, as quais foram utilizadas para prever a mobilidade do contaminante e os principais mecanismos de interação entre este e a borra.Foi desenvolvido um equipamento para a realização de ensaios de transporte em laboratório, que permite a determinação dos parâmetros de transporte do contaminante no solo. / [en] The purpose of this thesis is to present an evaluation of the use o processed oil ground as a building material for barrier systems in Landfill facylities. The study is based on experimental laboratory results and on PETROBRAS data, besides literature data, which have been used for predicting the contaminant mobility and the main mechanisms of its interaction with the soil.An equipment has been developed to carry out laboratory tests on confined soil samples using water and a contaminant solution as the percolating fluid, which allows the determination of the transport parameters of the contaminant in the soil.

[pt] O fato de que as bolhas ao atravessarem uma interface liquido-liquido podem aprender em seu entorno uma película, da fase inferior e conduzi-la através da fase superior, tem dado ensejo a vários trabalhos de pesquisa nesta Universidade. Neste, em particular se fez um estudo experimental da influência da tensão interfacial na quantidade de líquido transportado e na velocidade das bolhas transportadoras, quando a fase líquida superior tem viscosidade cinemática elevada. Usou-se para fase superior um líquido com viscosidade 60cS, composto de 15 por cento de Varsol e 85 por cento de Nujol. As tensões interfaciais 12,5 e 21,5 din/cm foram obtidas adicionando pequenas quantidades do agente tenso-ativo Teepol na água filtrada usada como fase inferior e que proporcionou a tensão interfacial 26,2 din/cm. Verificou-se que a tensão interfacial oi é de pouca relevância na quantidade de líquido transportado, e na velocidade terminal das bolhas transportadas, tendo entretanto grande influencia na faixa de diâmetros destas bolhas. A faixa das bolhas transportadas diminui com o aumento da tensão interfacial, e ambos os limites tendem a um valor intermediário, existindo uma tensão oi limite, a partir da qual o fenômeno de transporte de película deixa de ocorrer. / [en] The fact thjat bubbles passing through a liquid-liquid interface may acquire na enveloping layer, from the lower phase and carry it trough the upper phase hás provided na opportunity for many research Works at this UNiversity. In this particular work an experimental study of the influence of the interfacial tension on the quantity of liquid transported and on the speed of the rising bubbles was conducted for upper liquid phases with high kinematic viscosity. A liquid with a viscosity of 60cs, composed of 15 per cent Varsol and 85 per cent Nujol was uses as upper phase. Interfacial tensions of 12,5 and 21,5 din /cm were obtained by adding small quantities of the tense-active agente teepol in the filtered water which was used as the lower phase and which had an interfacial tension of 26,2 din/cm in the pure state. The interfacial tension was observed to exert a small influence on both the quantity of transported liquid and on the terminal velocity of transported liquid and on the terminal velocity of the rising bubbles. Llowever a great influence was found on the diameter range of these bubbles. The range of the transporting bubbles was found to decrease with increasing interfacial tension and both the upper and lower limits tend toward an intermediary value above which the transport phenomenon no longer exists.

[pt] Investigamos as propriedades de transporte de spin polarizado através de um ponto quântico conectado a dois terminais. A corrente elétrica que circula em nosso sistema pode ter sua polarização modulada através de um potencial de porta que controla o acoplamento spin-órbita (efeito Rashba). Nós estudamos o efeito de polarização do spin em um transistor constituído por um ponto quântico em que suas energias podem ser controladas através de um outro potencial de porta que opera apenas na região de confinamento. O alto grau de confinamento e correlação entre as cargas dão origem a fenômenos físicos interessantes que descreveremos neste trabalho. Nós demonstramos que através da manipulação de um potencial externo é possível controlar de uma maneira extremamente eficiente a intensidade e a polarização da corrente através do sistema. Outro parâmetro importante que iremos manipular para uma compreensão detalhada do sistema é o campo elétrico externo. Na segunda parte deste trabalho estudamos a evolução temporal da função de onda, suposta inicialmente como um pacote de onda circulando nosso sistema composto por um ponto quântico. Podemos comprovar efeitos de tunelamento ressonante e efeitos de interferência de nosso pacote inicial ao longo do tempo e, além disso, estudamos também efeitos de interação spin- órbita na polarização de nosso pacote de onda. / [en] We investigated spin polarized transport properties through a quantum dot connected with two terminals. An electric current that circulates in our system can have its polarization modulated with an external potential that controls the spin orbit coupling (Rashba effect). We studied the effect of spin polarization n a transistor constituted by a quantum dot where its energies can be controlled with a gate potential that operates only in the confinement region. The high confinement and correlation between the charges give rises to interesting phenomena that we describe in this work. We demonstrate that tuning an external potential it is possible to control with a extremely efficient precision the intensity and the polarization of the current through this system. Another important parameter that we used to better understand this system was the external electric field. In the second part of this work, we studied the time evolution of a wave function supposed to be initially a wave package circulating our system composed by a quantum dot. We can prove resonant tunneling effects and interference effects in such a wave package as time goes by and we also studied spin orbit interaction effects on the polarization of the carrier.

[pt] Para uma empresa como a Petrobras o transporte marítimo tem grande importância nas suas operações logísticas de suprimento dos mercados nacional e internacional. As informações geradas por esse modal são utilizadas na coordenação do planejamento e o controle das operações, por isso a necessidade de garantir a sua qualidade. Esse trabalho apresenta uma aplicação prática dos conceitos da Engenharia de Processos e do Processo de Pensamento da Teoria das Restrições através de um estudo de caso cujo foco é o fluxo de informações no transporte marítimo. O objetivo é apresentar O quê mudar, Para o quê mudar e Como mudar a realidade desta empresa e melhorar o desempenho de seus processos. / [en] For a company like Petrobras, the marine transportation has a great importance in its supply logistic operations for national and international markets. The information generated for this modal are used in the planning coordination and the control operations, so that, there is the necessity of guarantee its quality. The work presents a practical application of the concepts of Processes Engineering and the Theory of Constrains Thinking Process through a case study with focus on information flow of the maritime transport. The objective is present what to change, what t change to and how to change the reality of this company and to improve the its processes performance.

[pt] O presente trabalho apresenta uma análise dos fatores que influenciam o valor de frete no transporte marítimo de petróleo e seus derivados, no mercado spot de curto prazo. A análise levará em conta fatores específicos da indústria, como por exemplo estoques de petróleo nos Estados Unidos, preço de compra de navio, bem como fatores mais genéricos, como temperatura, PIB, taxas de câmbio, entre outros. Embora a parcela de frete seja relativamente pequena em relação ao preço do produto transportado (varia usualmente entre 3% e 10%), ele é fator decisivo na composição da margem de lucro. Muitas vezes seu preço faz a diferença entre um negócio ser lucrativo ou não, pelo fato das margens de negociação de petróleo e seus derivados serem bastante restritas devido à forte competição. Entender como se comporta esse mercado é de grande utilidade para as empresas participantes desse mercado. A atividade de afretamento é responsável por grande parte dos custos logísticos das empresas da indústria, logo uma melhor performance nessa atividade certamente trará resultados sensivelmente positivos ao resultado global dessas empresas. / [en] This dissertation presents an analysis of the variables that influence the freight rate of the maritime transportation industry of liquid bulk cargoes, on the spot market in the short term. This analysis will consider both the specific variables of the industry, such as crude oil inventories in United States, price of a vessel, as well as generic variables, such as temperatures, GDP, exchange rates, among others. Although the freight rates usually have small participation comparing with the product`s price (often between 3% and 10%), it is very important when considering profits. Frequently the freight rate will make the whole difference, and will tell if the business was profitable or not, because margins in the crude oil and derivates trade are very tight, due to the strong competition. Understanding how this industry works is of great value for the players of this market. Chartering is responsible for a big share of the logistical costs of oil companies, thus a better performance of this activity will surely bring better global results for them.

[pt] O Brasil é uma potência no agronegócio mundial e o setor sucroalcooleiro é um dos seus pilares, sendo o segundo em valor exportado na pauta de exportações brasileira em 2010. O Brasil apresenta características climáticas favoráveis para o desenvolvimento da cana, além de uma ampla extensão para cultivo. Atualmente, o país é líder mundial em produção e exportação de açúcar, foco deste trabalho. A região Centro-Sul destaca-se por ser a grande produtora do país, responsável por 87 por cento da produção nacional da safra 2009/2010 e, por consequência, onde se mais movimenta o produto com destino ao mercado externo. O Brasil cresceu bastante no setor nas últimas décadas com investimentos em maquinários e modernização tecnológica, que juntamente com as características climáticas e ampla terra de cultivo contribuem para forte competitividade do país, frente aos grandes produtores mundiais de açúcar, em termos de custos produtivos. Porém, toda essa competitividade produtiva é afetada pelos gargalos gerados pelas deficiências da infraestrutura logística, que impactam num elevado custo logístico. A fim de promover a aceleração do desenvolvimento econômico do país, o governo lança em 2007 o PAC, mediante investimentos em diversos setores, dentre os quais o de infraestrutura logística. Seus principais objetivos são: minimizar os gargalos do setor, promover um maior equilíbrio da matriz de transportes, onde atualmente predomina o modal rodoviário. Sendo assim, esse trabalho tem como objetivo analisar a infraestrutura logística utilizada na exportação de açúcar na região Centro Sul e os impactos que serão gerados pelas obras do PAC no setor. / [en] Brazil is a significant player in the global agribusiness, in which the sugar and alcohol sector is one of its pillars, as the second largest in export value in the list of Brazilian exports in 2010. Brazil has favorable climatic characteristics for the development of sugar cane, and most of the agriculture areas of the country have suitable conditions for its cultivation. Currently, the country is the world leader in production and exportation of sugar, the focus of this work. The South-Central region stands out for being the major producer in the country, accounting for 87per cent of national production in 2009/2010 and therefore the predominant source of the product destined for the export market. The industry that supports sugar production in Brazil has grown significantly in recent decades, with investments in machinery and technological modernization which, together with the climatic characteristics and extensive farmland, in terms of production costs contribute to strong competitiveness of the country, compared to the other major world producers. However, all that favorable productive competitiveness is affected by the bottlenecks created by the deficiency of the logistics infrastructure that impact the logistics costs. In order to promote the acceleration of economic development of the country, the federal government launched in 2007 the PAC, or Plan for Accelerating Growth, through investments in various sectors, among which the logistics infrastructure. Its main objectives are to minimize the bottlenecks of the sector, promote a more balanced transport matrix, which currently is dominated by the highways. Thus, this study aims to analyze the logistics infrastructure used to export sugar from the South-Central region and the impacts that the PAC will generate in the industry.

[pt] Esta dissertação apresenta um levantamento dos principais pontos de captura, transporte, utilização e armazenamento permanente do dióxido de carbono. Este estudo considera duas motivações importantes e complementares: (1) Os diversos usos e métodos de armazenamento permanente de CO2 na atualidade; (2) O transporte deste fluido entre o ponto de captura e o ponto de uso e/ou armazenamento. O estudo está divido entre os principais métodos para captura do CO2, os principais usos do CO2 e os métodos de transporte, mas especificamente na área de dutos. Nesta parte, foram feitas diversas simulações, tanto teóricas quanto baseadas em casos reais, assim como um breve estudo da parte de custos destes projetos. / [en] This dissertation presents a compiling of the major point from the capture, transport, use and permanent storage of carbon dioxide. This study considers two main linked motivations: (1) the several uses e storage methods for CO2 in present time; (2) The need to transport the fluid from its capture point to the de point of use or storage. The study is divided between the capture methods, the main uses for CO2 and the methods of transportation, more specifically thru pipeline. In this part, several simulations were made, both theoretic and real case studies, including a brief study of the cost of the pipelines.

[pt] Este trabalho faz reflexões sobre como é possível avançar na melhoria do gerenciamento de transporte, especificamente em relação às decisões mais operacionais, como a roteirização, através de métodos heurísticos simples e já difundidos na literatura. Utilizando um estudo de caso, é possível apresentar os benefícios da mudança de um método empírico de roteirização, totalmente baseado nos conhecimentos tácitos, para a aplicação de um método de criação de áreas de entregas e definição de rotas fixas de forma empírica. Além desta análise, o trabalho também apresenta a aplicação de um método dinâmico de roteirização utilizando o método de Clarke e Wright. Da comparação dos resultados obtidos surgem sugestões de criação de rotinas e ferramentas para aplicação do método, de forma consistente e definitiva, na operação da empresa do estudo de caso. / [en] In this research some considerations are made about the possibility of improving making the transportation management, specifically in operations decisions, like routing vehicles, using simple and well known heuristic methods mentioned in the literature. Using a case study, it is possible to show the benefits of changing an empirical routing method based on implicit knowledge towards an empirical application using fixed routes. In additional, is applied a dynamic routing method: the Clarke and Wright`s Method. Results are compared, and after that are recommended routine and tools development to use this application method, consistent and emphatically, in the company case study operation.

[pt] Solos residuais são geralmente pobres em nutrientes. Isto prejudica a aplicação da atenuação natural monitorada em sítios contaminados com compostos orgânicos no Brasil. Para que o processo de biodegradação obtenha sucesso torna-se necessário à adição de nutrientes inorgânicos essenciais, como o fosfato e o nitrato, na massa de solo. Contudo, este processo deve ser estritamente controlado buscando atingir o equilíbrio de carbono:nitrogênio -C/N- mais favorável. Em solos com baixa condutividade hidráulica a adição de compostos inorgânicos na amostra de solo pode ser alcançada através da eletrocinese. O programa experimental desenvolvido neste trabalho objetivou avaliar a viabilidade do transporte de nitrato de amônio em um solo residual maduro do Município de Duque de Caxias através da eletrocinese. O programa também buscou acessar a variação na microbiota em decorrência da exposição prolongada de um campo elétrico. Os resultados obtidos no programa experimental revelaram que o nitrato de amônio pode ser transportado facilmente através de solos residuais. Também foi observado que houve um aumento de uma ordem de magnitude na população microbiana dentro da amostra de solo após a aplicação do potencial elétrico. Resultados preliminares indicaram que a eletrocinese pode ser uma alternativa para estimular a biorremediação de contaminantes orgânicos em solos residuais. / [en] Residual soils are generally poor in nutrients. This minimizes potential application of monitored natural attenuation of sites contaminated with organic compounds in Brazil. In order to allow the biodegradation process it is necessary to add essential inorganic nutrients, such as phosphate and nitrate. However this process must be strictly controlled in order to attain the most favorable C/N balance. In soils with low hydraulic conductivity the addition of inorganic compounds through the soil mass could well be achieved by electrokinetics. An experimental programme was carried out on mature residual soil samples from Duque de Caxias aiming on assessing the feasibility of ammonium nitrate transport via electrokinetics. The programme also evaluated the change in microbiota due the prolonged exposure to an electrical field. Results have shown that ammonium nitrate can be easily transported through residual soils. It was also observed one-order magnitude microbial population increase within the soil mass after the application of DC current. Preliminary results indicated that electrokinetics could well be used to enhance bioremediation of organic contaminants in residual soils.