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Aperfeiçoamento do algoritmo colônia de formigas para o desenvolvimento de modelos quimiométricosPessoa, Carolina de Marco January 2015 (has links)
O desenvolvimento e aperfeiçoamento de métodos de otimização são pontos de profundo interesse em todas as áreas de pesquisa. Tais técnicas muitas vezes envolvem a aquisição de métodos de controle novos ou melhores, o que está diretamente ligado a duas tarefas importantes: a escolha de formas eficientes de monitoramento do processo e a obtenção de modelos confiáveis para a variável de interesse a partir de dados experimentais. Graças às suas diversas vantagens, os sensores óticos vêm sendo amplamente aplicados na primeira tarefa. Uma vez que é possível a utilização de vários tipos de espectroscopia através deste tipo de sensor, modelos capazes de lidar com dados espectrais estão se tornando cada vez mais atraentes. A segunda tarefa, por sua vez, depende não só de quais preditores são utilizados na construção do modelo, mas também de quantos. Como a qualidade do modelo depende também do número de variáveis selecionadas, é importante desenvolver métodos que identifiquem aqueles que explicam o máximo possível da variabilidade dos dados. O método de otimização Colônia de Formigas (ACO) aparece como uma ferramenta bastante útil na seleção de variáveis, podendo-se encontrar muitas variações desse algoritmo na literatura. O propósito deste trabalho é desenvolver métodos de seleção de variáveis com base no algoritmo ACO, conceitos estatísticos e testes de hipóteses. Para isso, diversos critérios de decisão foram implementados nas etapas do algoritmo referentes à atualização de trilha de feromônios (C1) e à seleção de modelos (C2). A fim de estudar estas modificações, foram realizados dois estudos de caso: o primeiro na área de bioprocessos e o segundo na área de caracterização de alimentos. Ambos os estudos mostraram que, em geral, os modelos com menores erros são obtidos utilizando-se métricas dos componentes do modelo, tal como o tamanho do intervalo de confiança de cada parâmetro e o teste-t de hipóteses. Além disso, a modificação do critério de seleção de modelos parece não interferir significativamente no resultado final do algoritmo. Por último, foi feito um estudo da aplicação dessas versões do ACO no campo de caracterização de combustíveis, mais especificamente diesel, associando-se duas análises espectroscópicas para predição do conteúdo de enxofre. Algumas das versões desenvolvidas mostraram-se superior ao algoritmo ACO utilizado como base para este trabalho, proposto por Ranzan (2014), e todas os versões forneceram melhores resultados na quantificação de enxofre que aqueles obtidos por PCR. Dessa forma, comprova-se a potencialidade de métricas implementadas no algoritmo ACO, associadas à espectroscopia, na seleção de preditores significativos. / The development and improvement of optimization methods are points of deep interest in all areas of research. These techniques are often related to the acquisition of new or better control methods, which are directly attached to two importante tasks: choosing efficient forms of process monitoring and obtaining reliable models for the monitored variable from experimental data. Due to their several advantagens, optical sensors are being widely applied in the first task. Since several types of spectroscopy are possible through this type of sensor, models capable of dealing with spectral data are becoming increasingly attractive. The second task depends not only on which predictors are used in the model, but also on how many. Since the quality of the model depends on the number of selected variables, it is important to develop methods that identify those that explain the greater amount of data variability as possible, without compromising the reliability of the model. The Ant Colony Optimization is an important tool for variable selection, being possible to find a lot of variations of this method in literature. The purpose of this work is to develop a method of variable selection based on the Ant Colony Optimization (ACO) algorithm, statistical concepts and hypothesis testing. For this purpose, several decision criteria for trail update (C1) and model selection (C2) were implemented within the routine. In order to study these modifications, two case study was conducted: one related to bioprocess monitoring and another one envolving the characterization of food products. Both studies showed that, in general, the models with the lowest errors were obtained through the use of model component metrics, such as the length of the confidence interval associated with each parameter and the t hypothesis test. Besides, the modification of the model selection criterion doesn’t seem to affect the algorithm final result. Finally, the aplicattion of these methods in the field of fuels characterization, specifically diesel fuel, was studied, associating two spectroscopical analyses in order to predict the sulfur content. Some of the new developed methods appeared to be better than the ACO algorithm used as basis in this work, proposed by Ranzan (2014), and all methods showed better results than those from the models constructed by PCR. Thus, it is proved the high potencial of using different metrics within ACO algorithm, associated with spectroscopy, in order to select significative predictors.
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Biorremediação de solo contaminado com a mistura B10 em concentração de intervenção / Bioremediation of soil amended with diesel/biodiesel blend at intervention concentrationMercado, Luisa Weber January 2013 (has links)
Os derrames e vazamentos acidentais são problemas ambientais relacionados aos combustíveis que podem ocorrer durante o transporte e armazenamento contaminando solo, águas superficiais e subterrâneas. De acordo com a Portaria 016/2010 da FEPAM, áreas contaminadas com Hidrocarbonetos Totais de Petróleo (HTP) acima de 5 g.Kg- 1 de solo devem receber tratamento para a descontaminação, sendo a biorremediação um dos tratamentos indicados. O objetivo deste trabalho foi avaliar e comparar a degradação da mistura B10 de um solo contaminado simulando um derrame superficial sob diferentes estratégias: atenuação natural, bioestimulação e bioaumentação. Foi realizado um ensaio preliminar de biorremediação em um solo propositalmente contaminado com a mistura B10, a partir do qual, foram isoladas bactérias do gênero Bacillus. Em outra etapa de prospecção do mesmo solo contaminado com a mistura B10, as bactérias isoladas formaram consórcios e foram submetidas às concentrações de 15 %, 30 %, 45 % e 60 % em meio mineral com indicador redox. Um novo experimento de biorremediação de solo contaminado com a mistura B10 na concentração de 36 g de HTP.kg-1 de solo foi avaliado por 28 dias. Estimou-se as populações de heterotróficos totais e degradadores, mineralização do combustível (respirometria) e degradação de HTP (cromatografia gasosa). O tratamento de atenuação natural (correção do pH e umidade), reduziu 19 % dos HTPs, sugerindo que a microbiota autóctone, mesmo sem ter sido previamente exposta ao contaminante, foi capaz de expressar capacidade degradativa. A bioaumentação com consórcio nativo, apresentou percentual de degradação de HTP similar aos demais tratamentos. / Spillages and leaks are accidental environmental problems related to fuels that may occur during transport and storage. They can contaminate the soil, the surface water and groundwater. According to FEPAM ordinance 016/2010, amended areas with Total Petroleum Hydrocarbons (TPH) above 5 g.Kg-1 soil should be submitted to treatment for decontamination, and bioremediation is one of the recommended treatments. The aim of this study was to evaluate and compare the degradation of a B10 blend amended soil simulating a surface spill under different strategies: natural attenuation, biostimulation and bioaugmentation. Preliminary bioremediation assays were carried out in a purposely amended soil by B10 blend, from which bacteria of the Bacillus genus were isolated. From another step of prospecting the same soil amended with the B10 blend, the isolated bacteria formed a consortia and it was subjected to fuel concentrations at 15%, 30%, 45% and 60% in mineral medium plus redox indicator. A new bioremediation experiment of soil amended with B10 at a 36 g de TPH.kg-1 of soil concentration was evaluated for 28 days. The total heterotrophic and degrading populations, fuel mineralization (respirometry) and degradation (gas chromatography) were estimated. The natural attenuation (pH and moisture correction) reduced 19% of TPHs suggesting that the autochthonous microbiota, even without have been previously exposed to the contaminant, was able to express degradative capability. The TPH degradation of bioaugmentation with native consortium was similar to the other treatments.
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Estudo de remediação de solo contaminado por borra oleosa ácida utilizando a técnica de encapsulamento / Study for repairing soil contaminated with acidic oily sludge using the encapsulation techniqueJiménez Rojas, José Waldomiro January 2007 (has links)
Este trabalho tem como objetivo aplicar a técnica de encapsulamento, conhecida também como solidificação/estabilização, em um solo contaminado com crescentes quantidades do resíduo industrial borra oleosa ácida, utilizando como agente encapsulante o cimento Portland CP-V ARI. O programa experimental consistiu na realização de estudos pré e pós-tratamento, analisando fisicamente o solo através de ensaios de caracterização geotécnica, compactação, resistência à compressão simples, durabilidade e condutividade hidráulica. Quimicamente foram realizados ensaios de lixiviação em coluna e análises químicas e físico-químicas do lixiviado. Devido às elevadas temperaturas detectadas no momento das misturas de solo/cimento e borra oleosa ácida, foram realizados ensaios para o monitoramento da temperatura e o tempo de hidratação do cimento. Os resultados apontam que quanto maior a quantidade de borra oleosa ácida presente no solo tratado, maior é a temperatura de hidratação do cimento e mais rápido atinge o pico máximo, resultando em menor resistência à compressão simples e maior perda de massa. Em amostras sem cimento, a condutividade hidráulica diminui com o aumento de borra oleosa ácida, quando adicionado cimento a condutividade hidráulica inicialmente diminui com o acréscimo de borra oleosa ácida, mas volta a aumentar com quantidades maiores de contaminante. A técnica de encapsulamento mostrou-se eficiente quanto à redução dos metais pesados, devido, principalmente, ao aumento do pH e a precipitação de tais elementos. Porém não se mostrou eficiente quanto ao sulfato, condutividade elétrica e demanda química de oxigênio. / The objective of this study is applying the encapsulation technique, also known as solidification/stabilization, in soil contaminated with increasing amounts of acidic oily sludge industrial residues, using Portland cement CP-V ARI as the encapsulating agent. The experimental program consisted of studies pre and post-treatment, in which the soil was physically analyzed through geotechnical characterization testings, compactation, unconfined compressive strength, duration and hydraulic conductivity tests. In chemical terms, column leach testings were conducted, along with chemical and physical-chemical analyses of the leachete. Due to the high temperatures detected upon mixing soil/cement and the acidic oily sludge, tests were conducted to monitor the temperature and the hydratation rate of the cement. The results show that the greater the amount of acidic oily sludge in the treated soil, the higher the temperature necessary to hydrate the cement and the faster it reaches the maximum peak, which results in less unconfined compressive strength and greater mass loss. In samples without cement, the hydraulic conductivity reduced upon increasing the amount of acidic oily sludge. When cement is added, the hydraulic conductivity initially decreases with the acidic oily sludge, but it increases again with greater amounts of the substance. The encapsulation technique proved to be efficient in the reduction of heavy metals, due mainly to the pH increase and the precipitation of such components. However, the technique did not prove to be efficient in relation to sulphate, and to the electrical conductivity and the chemical oxygen demand.
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Avaliação experimental da transferência de calor em fornalha flamotubular utilizando como combustível o biodiesel e o óleo diesel / Experimental evaluation of heat transfer in a flame tube furnace using ethyl ester of vegetable oil and diesel oilGustavo Rodrigues de Souza 27 June 2005 (has links)
O trabalho consiste em uma análise experimental comparativa do processo de combustão e de transferência de calor ao longo de uma fornalha flamotubular. Os combustíveis utilizados são o óleo diesel e o biodiesel proveniente de óleo de fritura. Uma outra parcela deste trabalho é investigar os níveis de emissões gasosas no processo de combustão do biodiesel em fornalha flamotubular. Não seria possível realizar esta pesquisa sem uma fornalha flamotubular dotada de câmaras calorimétricas, janelas de observação e extração de gás, e totalmente instrumentada. Assim, foi efetuado em paralelo o projeto e a construção de uma fornalha calorimétrica flamotubular. Os parâmetros utilizados para se analisar os combustíveis na fornalha são: rendimento térmico, taxa de fluxo mássico, temperatura de chama e perda de carga. Observou-se que o óleo diesel apresentou maior taxa de transferência de calor para a maioria das seções expostas à chama. Na região onde o corpo da chama não está presente, a taxa de transferência de calor do biodiesel torna-se ligeiramente superior. Em relação às emissões gasosas observaram-se baixos níveis de poluentes / This work consists in a comparative experimental evaluation of the process of combustion and heat transfer along a flame tube furnace. The fuels used are diesel oil and ethyl ester from waste vegetable oil (biodiesel). Another part of this work investigates the percentage of pollutants and emissions of gases in the flame tube furnace. It would not be possible to carry out this research without a flame tube furnace endowed with calorimetric chambers, windows of observation and extraction of gases, and totally instrumented. Thus, the project and the construction of a flame tube calorimetric furnace were done parallel. The parameters used to analyze the fuels in the furnace are: thermal efficiency, mass flow rate, temperature of flame and draught loss. It was observed that diesel oil presented higher heat transfer rate in most parts of the furnace that was near the flame. In the region where the body of flame is not present, the heat transfer rate of biodiesel becomes a little higher. In relation to emission of gases, it was observed low indexes of pollutants
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Avaliação do efeito da lavagem com surfactante na biodegradação de um solo contaminado por óleo diesel. / Evaluating the effect of soil flushing with surfactant on the biodegradation of soil contaminated by diesel oil.Nicolas Moura Rodrigues 06 June 2011 (has links)
O óleo diesel é um dos derivados do petróleo mais consumidos no Brasil e responsável com grande número de áreas contaminadas. Enquanto há técnicas consagradas para a remoção do óleo diesel nas fases livre, vapor e dissolvida, as soluções para a remoção da fase residual ainda carecem de maior eficiência e/ou menor custo. Este trabalho mostra os resultados de uma investigação laboratorial da remoção de HPA de amostras indeformadas de um solo contaminado com óleo diesel por meio de ensaios de lavagem com soluções do surfactante Lauril Sulfato de Sódio (LSS) nas concentrações de 0,6, 1,5 e 3 CMC (concentração micelar crítica), seguido de um ensaio de respirometria para avaliar a capacidade de biodegradação aeróbia. Um equipamento foi desenvolvido especialmente para a realização dos ensaios de coluna utilizando os próprios anéis de amostragem. Os resultados mostraram que apenas na concentração de 3 CMC foi possível remover HPA em concentrações acima do limite de detecção da técnica analítica, e que essa remoção foi inferior a 7,6 % da massa residual no solo. Os resultados de respirometria mostraram que o solo sem a adição de surfactante degradou em média 1% do contaminante inicial, por semana. A influência da lavagem na biodegradação não demonstrou um comportamento regular e durou aproximadamente duas semanas. A biodegradação posterior ao período de influência do surfactante apresentou alta correlação linear com a concentração inicial de contaminante. / Diesel fuel is one of the most petroleum derivates consumed in Brazil and responsible with large numbers of contaminated areas. While there are consecrated techniques for the removal of diesel oil-free phases, vapor and dissolved, the solutions to remove the residual phase still need greater efficiency and/or lower cost. This work shows the results of a laboratory investigation of the removal of PAH undisturbed samples of soil contaminated with diesel oil by soil flushing tests with solutions of surfactant Sodium Lauryl Sulfate (SLS) at concentrations of 0,6, 1,5 and 3 CMC (critical micelle concentration), followed by a respirometric test to assess the ability of aerobic biodegradation. A device was developed specifically for the test column using their own sampling rings. The results showed that only the solution with 3 CMC concentration was able to remove PAH concentrations above the detection limit of the analytical technique, and that this removal was less than 7.6% of residual mass in the soil. The results showed in the soil respirometry without the addition of surfactant biodegraded on average 1% per week of the initial contaminant. The influence of flushing on the biodegradation has not established a regular pattern and lasted about two weeks. The biodegradation after the period of influence of the surfactant was highly correlated linearly with the initial concentration of contaminant.
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Emprego da avaliação do ciclo de vida para levantamento dos desempenhos ambientais do biodiesel de girassol e do óleo dieselSallaberry, Rogério Rodrigues January 2009 (has links)
Este trabalho avaliou o desempenho ambiental do biodiesel obtido de óleo de girassol e metanol, através da Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), mediante identificação e quantificação da energia e materiais consumidos, e das emissões ao longo do ciclo de vida, com o objetivo de analisar os impactos sobre o ambiente e avaliar as possibilidades de melhoria. Adicionalmente, foram comparados os resultados obtidos para o biodiesel com os do ciclo de vida do óleo diesel, ambos desempenhando a mesma função de combustível para motores diesel. Neste estudo, foram analisadas cinco categorias de impacto que representaram as principais ações da produção e uso do óleo diesel e biodiesel no ambiente: acidificação, aquecimento global, eutrofização, uso de energia não-renovável e oxidação fotoquímica. O que se pôde observar, dentro do escopo desse estudo, é que o biodiesel, em comparação com o óleo diesel, reduz o uso de energia não-renovável e aquecimento global. Por outro lado, o uso do biodiesel aumenta os impactos da acidificação e eutrofização. Ainda, o uso do óleo diesel causa mais impacto relativamente à oxidação fotoquímica, embora as emissões do uso do biodiesel também sejam relevantes. Considerando-se os escores normalizados, o maior impacto do biodiesel é a acidificação (45,5%), seguido da eutrofização (24,6%), aquecimento global (12,9%), energia não-renovável (12,9%) e oxidação fotoquímica (4,1%). O maior impacto do diesel é o aquecimento global (43,8%), seguido da energia não-renovável (43,4%), oxidação fotoquímica (9,0%), acidificação (3,5%) e eutrofização (0,3%). Observouse também que a obtenção da matéria-prima óleo vegetal e a combustão são as etapas dentro do ciclo de vida do biodiesel com maior impacto, dentre as categorias selecionadas. Isso torna as técnicas agrícolas de plantio e manejo de fertilizantes, bem como a eficiência de motores ciclo diesel, fatores cruciais para o desempenho como um todo do biodiesel. Uma cuidadosa atenção a estas etapas é altamente relevante para que o biodiesel seja considerado contribuinte das soluções mitigadoras da alteração do clima e da poluição antrópica. / This study evaluated the environmental performance of biodiesel from sunflower oil and methanol through the Life Cycle Assessment (LCA), through identification and quantification of energy, material consumption, and emissions throughout the life cycle. The objective of this work was analysis of environmental impacts, along with the assessment of process improvements. Additionally, results obtained for biodiesel were compared with those of the life cycle of diesel, both performing the same function as fuel for diesel engines. In this study, five environmental impact categories representing environmental burdens, in the production chain and use of diesel and biodiesel, were analysed: acidification, global warming, eutrophication, use of non-renewable energy and photochemical oxidation. A reduction of the use of non-renewable energy and global warming was observed when comparing biodiesel with diesel fuels. On the other hand, the use of biodiesel increases acidification and eutrophication. Yet, the use of diesel fuel causes more impact related to photochemical oxidation, although emissions are also relevant, when biodiesel is utilised. Considering the normalized scores, the largest impact of biodiesel is the acidification (45.5%), followed by eutrophication (24.6%), global warming (12.9%), non-renewable energy (12.9%) and photochemical oxidation (4.1%). The largest impact of the diesel is global warming (43.8%) followed by non-renewable energy (43.4%), photochemical oxidation (9.0%), acidification (3.5%) and eutrophication (0.3%). It was also observed that the processes of sunflower seeds production and fuel combustion are the steps in the life cycle of biodiesel with the largest impact among the selected processes. As a consequence planting and fertilizer management, and the efficiency of diesel engine are crucial factors to the overall performance of biodiesel. A careful attention should be given to these stages in order to have a biodiesel that can be considered as a solution to climate change and anthropogenic pollution.
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Estudo de remediação de solo contaminado por borra oleosa ácida utilizando a técnica de encapsulamento / Study for repairing soil contaminated with acidic oily sludge using the encapsulation techniqueJiménez Rojas, José Waldomiro January 2007 (has links)
Este trabalho tem como objetivo aplicar a técnica de encapsulamento, conhecida também como solidificação/estabilização, em um solo contaminado com crescentes quantidades do resíduo industrial borra oleosa ácida, utilizando como agente encapsulante o cimento Portland CP-V ARI. O programa experimental consistiu na realização de estudos pré e pós-tratamento, analisando fisicamente o solo através de ensaios de caracterização geotécnica, compactação, resistência à compressão simples, durabilidade e condutividade hidráulica. Quimicamente foram realizados ensaios de lixiviação em coluna e análises químicas e físico-químicas do lixiviado. Devido às elevadas temperaturas detectadas no momento das misturas de solo/cimento e borra oleosa ácida, foram realizados ensaios para o monitoramento da temperatura e o tempo de hidratação do cimento. Os resultados apontam que quanto maior a quantidade de borra oleosa ácida presente no solo tratado, maior é a temperatura de hidratação do cimento e mais rápido atinge o pico máximo, resultando em menor resistência à compressão simples e maior perda de massa. Em amostras sem cimento, a condutividade hidráulica diminui com o aumento de borra oleosa ácida, quando adicionado cimento a condutividade hidráulica inicialmente diminui com o acréscimo de borra oleosa ácida, mas volta a aumentar com quantidades maiores de contaminante. A técnica de encapsulamento mostrou-se eficiente quanto à redução dos metais pesados, devido, principalmente, ao aumento do pH e a precipitação de tais elementos. Porém não se mostrou eficiente quanto ao sulfato, condutividade elétrica e demanda química de oxigênio. / The objective of this study is applying the encapsulation technique, also known as solidification/stabilization, in soil contaminated with increasing amounts of acidic oily sludge industrial residues, using Portland cement CP-V ARI as the encapsulating agent. The experimental program consisted of studies pre and post-treatment, in which the soil was physically analyzed through geotechnical characterization testings, compactation, unconfined compressive strength, duration and hydraulic conductivity tests. In chemical terms, column leach testings were conducted, along with chemical and physical-chemical analyses of the leachete. Due to the high temperatures detected upon mixing soil/cement and the acidic oily sludge, tests were conducted to monitor the temperature and the hydratation rate of the cement. The results show that the greater the amount of acidic oily sludge in the treated soil, the higher the temperature necessary to hydrate the cement and the faster it reaches the maximum peak, which results in less unconfined compressive strength and greater mass loss. In samples without cement, the hydraulic conductivity reduced upon increasing the amount of acidic oily sludge. When cement is added, the hydraulic conductivity initially decreases with the acidic oily sludge, but it increases again with greater amounts of the substance. The encapsulation technique proved to be efficient in the reduction of heavy metals, due mainly to the pH increase and the precipitation of such components. However, the technique did not prove to be efficient in relation to sulphate, and to the electrical conductivity and the chemical oxygen demand.
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Aperfeiçoamento do algoritmo colônia de formigas para o desenvolvimento de modelos quimiométricosPessoa, Carolina de Marco January 2015 (has links)
O desenvolvimento e aperfeiçoamento de métodos de otimização são pontos de profundo interesse em todas as áreas de pesquisa. Tais técnicas muitas vezes envolvem a aquisição de métodos de controle novos ou melhores, o que está diretamente ligado a duas tarefas importantes: a escolha de formas eficientes de monitoramento do processo e a obtenção de modelos confiáveis para a variável de interesse a partir de dados experimentais. Graças às suas diversas vantagens, os sensores óticos vêm sendo amplamente aplicados na primeira tarefa. Uma vez que é possível a utilização de vários tipos de espectroscopia através deste tipo de sensor, modelos capazes de lidar com dados espectrais estão se tornando cada vez mais atraentes. A segunda tarefa, por sua vez, depende não só de quais preditores são utilizados na construção do modelo, mas também de quantos. Como a qualidade do modelo depende também do número de variáveis selecionadas, é importante desenvolver métodos que identifiquem aqueles que explicam o máximo possível da variabilidade dos dados. O método de otimização Colônia de Formigas (ACO) aparece como uma ferramenta bastante útil na seleção de variáveis, podendo-se encontrar muitas variações desse algoritmo na literatura. O propósito deste trabalho é desenvolver métodos de seleção de variáveis com base no algoritmo ACO, conceitos estatísticos e testes de hipóteses. Para isso, diversos critérios de decisão foram implementados nas etapas do algoritmo referentes à atualização de trilha de feromônios (C1) e à seleção de modelos (C2). A fim de estudar estas modificações, foram realizados dois estudos de caso: o primeiro na área de bioprocessos e o segundo na área de caracterização de alimentos. Ambos os estudos mostraram que, em geral, os modelos com menores erros são obtidos utilizando-se métricas dos componentes do modelo, tal como o tamanho do intervalo de confiança de cada parâmetro e o teste-t de hipóteses. Além disso, a modificação do critério de seleção de modelos parece não interferir significativamente no resultado final do algoritmo. Por último, foi feito um estudo da aplicação dessas versões do ACO no campo de caracterização de combustíveis, mais especificamente diesel, associando-se duas análises espectroscópicas para predição do conteúdo de enxofre. Algumas das versões desenvolvidas mostraram-se superior ao algoritmo ACO utilizado como base para este trabalho, proposto por Ranzan (2014), e todas os versões forneceram melhores resultados na quantificação de enxofre que aqueles obtidos por PCR. Dessa forma, comprova-se a potencialidade de métricas implementadas no algoritmo ACO, associadas à espectroscopia, na seleção de preditores significativos. / The development and improvement of optimization methods are points of deep interest in all areas of research. These techniques are often related to the acquisition of new or better control methods, which are directly attached to two importante tasks: choosing efficient forms of process monitoring and obtaining reliable models for the monitored variable from experimental data. Due to their several advantagens, optical sensors are being widely applied in the first task. Since several types of spectroscopy are possible through this type of sensor, models capable of dealing with spectral data are becoming increasingly attractive. The second task depends not only on which predictors are used in the model, but also on how many. Since the quality of the model depends on the number of selected variables, it is important to develop methods that identify those that explain the greater amount of data variability as possible, without compromising the reliability of the model. The Ant Colony Optimization is an important tool for variable selection, being possible to find a lot of variations of this method in literature. The purpose of this work is to develop a method of variable selection based on the Ant Colony Optimization (ACO) algorithm, statistical concepts and hypothesis testing. For this purpose, several decision criteria for trail update (C1) and model selection (C2) were implemented within the routine. In order to study these modifications, two case study was conducted: one related to bioprocess monitoring and another one envolving the characterization of food products. Both studies showed that, in general, the models with the lowest errors were obtained through the use of model component metrics, such as the length of the confidence interval associated with each parameter and the t hypothesis test. Besides, the modification of the model selection criterion doesn’t seem to affect the algorithm final result. Finally, the aplicattion of these methods in the field of fuels characterization, specifically diesel fuel, was studied, associating two spectroscopical analyses in order to predict the sulfur content. Some of the new developed methods appeared to be better than the ACO algorithm used as basis in this work, proposed by Ranzan (2014), and all methods showed better results than those from the models constructed by PCR. Thus, it is proved the high potencial of using different metrics within ACO algorithm, associated with spectroscopy, in order to select significative predictors.
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Biorremediação de solo contaminado com a mistura B10 em concentração de intervenção / Bioremediation of soil amended with diesel/biodiesel blend at intervention concentrationMercado, Luisa Weber January 2013 (has links)
Os derrames e vazamentos acidentais são problemas ambientais relacionados aos combustíveis que podem ocorrer durante o transporte e armazenamento contaminando solo, águas superficiais e subterrâneas. De acordo com a Portaria 016/2010 da FEPAM, áreas contaminadas com Hidrocarbonetos Totais de Petróleo (HTP) acima de 5 g.Kg- 1 de solo devem receber tratamento para a descontaminação, sendo a biorremediação um dos tratamentos indicados. O objetivo deste trabalho foi avaliar e comparar a degradação da mistura B10 de um solo contaminado simulando um derrame superficial sob diferentes estratégias: atenuação natural, bioestimulação e bioaumentação. Foi realizado um ensaio preliminar de biorremediação em um solo propositalmente contaminado com a mistura B10, a partir do qual, foram isoladas bactérias do gênero Bacillus. Em outra etapa de prospecção do mesmo solo contaminado com a mistura B10, as bactérias isoladas formaram consórcios e foram submetidas às concentrações de 15 %, 30 %, 45 % e 60 % em meio mineral com indicador redox. Um novo experimento de biorremediação de solo contaminado com a mistura B10 na concentração de 36 g de HTP.kg-1 de solo foi avaliado por 28 dias. Estimou-se as populações de heterotróficos totais e degradadores, mineralização do combustível (respirometria) e degradação de HTP (cromatografia gasosa). O tratamento de atenuação natural (correção do pH e umidade), reduziu 19 % dos HTPs, sugerindo que a microbiota autóctone, mesmo sem ter sido previamente exposta ao contaminante, foi capaz de expressar capacidade degradativa. A bioaumentação com consórcio nativo, apresentou percentual de degradação de HTP similar aos demais tratamentos. / Spillages and leaks are accidental environmental problems related to fuels that may occur during transport and storage. They can contaminate the soil, the surface water and groundwater. According to FEPAM ordinance 016/2010, amended areas with Total Petroleum Hydrocarbons (TPH) above 5 g.Kg-1 soil should be submitted to treatment for decontamination, and bioremediation is one of the recommended treatments. The aim of this study was to evaluate and compare the degradation of a B10 blend amended soil simulating a surface spill under different strategies: natural attenuation, biostimulation and bioaugmentation. Preliminary bioremediation assays were carried out in a purposely amended soil by B10 blend, from which bacteria of the Bacillus genus were isolated. From another step of prospecting the same soil amended with the B10 blend, the isolated bacteria formed a consortia and it was subjected to fuel concentrations at 15%, 30%, 45% and 60% in mineral medium plus redox indicator. A new bioremediation experiment of soil amended with B10 at a 36 g de TPH.kg-1 of soil concentration was evaluated for 28 days. The total heterotrophic and degrading populations, fuel mineralization (respirometry) and degradation (gas chromatography) were estimated. The natural attenuation (pH and moisture correction) reduced 19% of TPHs suggesting that the autochthonous microbiota, even without have been previously exposed to the contaminant, was able to express degradative capability. The TPH degradation of bioaugmentation with native consortium was similar to the other treatments.
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Avaliação da biorremediação de solo contaminado pela mistura B10 por consórcio bacteriano / Biodegradability evaluation of blend b10 in soil bioremediation assay with bacteria consortiumColla, Tatiana Simonetto January 2012 (has links)
O diesel brasileiro é um importante combustível dentro da matriz energética e pode ser comercializado como uma mistura com biodiesel (Diesel B). A introdução do biodiesel trouxe importantes vantagens para esta nova formulação, em relação ao diesel de petróleo. Como vantagens: fonte renovável, maior biodegradabilidade e redução no impacto ambiental por emitir baixo teor de hidrocarbonetos não queimados, óxidos de enxofre, monóxido de carbono e material particulado. O objetivo deste trabalho foi o de avaliar a biodegradação da mistura diesel:biodiesel B10 em solo propositalmente contaminado, através das estratégias de atenuação natural, bioestimulação, bioaumentação convencional (adição do inóculo ao tempo 0) e bioaumentação sucessiva (adição do inóculo aos tempos 0 e 11). A seleção de um consórcio bacteriano foi realizada em meio mineral mínimo, contendo o indicador redox cloreto de trifeniltetrazólio e a mistura B10. A partir da estimativa da produção de proteínas totais, o consórcio T, composto por três micro-organismos, identificados como Pseudomonas aeruginosa, Achromobacter xylosoxidans e Ochrobactrum intermedium, foi selecionado para participar dos ensaios de bioaumentação. Nos experimentos de biodegradação em solo, foram estimadas as populações de heterotróficos totais e degradadores e avaliada a dinâmica estrutural da comunidade por DGGE. A quantificação da liberação de CO2 e da concentração de hidrocarbonetos totais de petróleo (HTP) também foram realizadas. Os resultados obtidos apontaram para percentuais de biodegradação de 35,7% e 32,2% para os tratamentos bioestimulação e bioaumentação sucessiva, respectivamente. Verificou-se, assim, que a microbiota autóctone, embora não tivesse sido previamente exposta a contaminantes derivados de petróleo, diante de estímulos apropriados, foi capaz de expressar seu potencial degradador de maneira eficiente. A bioaumentação sucessiva, apesar de exibir um percentual de biodegradação semelhante ao da bioestimulação, exibiu níveis de redução de HTP superiores ao da bioaumentação convencional, demonstrando que o emprego da estratégia por inoculações sucessivas deve ser melhor investigado, para que seus resultados sejam otimizados, já que se trata de uma tecnologia ainda emergente. / The brasilian diesel is an important fuel within the energy matrix and can be marketed as a mixture with biodiesel (Diesel B). The biodiesel introduction brought important advantages to this new formulation with respect to diesel oil. The advantages: renewable source, higher biodegradability and reduced environmental impact by emit low levels of hydrocarbons, sulfur oxides, carbon monoxide and particulate matter. The aim of this study was assess blend diesel:biodiesel B10 biodegradation in soil purposely contaminated, through strategies natural attenuation, biostimulation, conventional bioaugmentation (inoculum addition at the beginning time) and successive bioaugmentation (inoculum addition at the beginning and at day 11). The bacteria consortium selection was performed in mineral minimum medium, with redox indicator triphenyltetrazolium chloride (TTC) and B10. From the estimate of total protein production, T consortium, comprising three microorganisms, identified as Pseudomonas aeruginosa, Achromobacter xylosoxidans e Ochrobactrum intermedium, was selected to participate in the bioaugmentation trials. In the soil biodegradation experiments were estimated total heterotrophic and degrading populations and it was evaluated the structural dynamic community through DGGE. The CO2 evolution and total petroleum hydrocarbons (TPH) concentration were also carried out. The results showed to biodegradation percentages of 35,7% and 32,2% for the biostimulation and successive bioaugmentation treatment, respectively. Therefore, the autochthonous microbiota, although it had not been previously exposed to derivatives of oil contaminants, with appropriated stimuli, it was able to express their potential degraded efficiently. Successive bioaugmentation, despite showing a biodegradation percentage similar to the biostimulation, display reduction TPH levels higher than conventional bioaugmentation. The use of the successive inoculations strategy should be better investigated since it is still an emerging technology.
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