Made available in DSpace on 2015-12-02T01:13:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000476511-Texto+Completo-0.pdf: 5427207 bytes, checksum: 7ee3e833bdd0c3bf519e352e332d5b93 (MD5) Previous issue date: 2015 / Objective: To describe the levels of pollution in public schools from the city of Porto Alegre. Methods: Thus, the aim of this work was to investigate the relationship between weather conditions an air quality of some public schools in Porto Alegre. Indoor and outdoor particulate matter concentrations were measured and analysed throughout the four seasons. Mobile devices were used to measure particulate matter concentrations in nive microenvironments near schools and in the routes used by students. Temperature, humidity and wind were also measured. Results: The particulate matter concentrations in the nine microenvironmets were similar and mostly higher than the tolerated level recommended by the World Health Organization (WHO).Conclusion: It was observed that only in the autumn season the particulate matter concentrations remained close to the exposure levels recommended by WHO for 24 hours. / Objetivo: Avaliar a concentração de MP 2. 5 em nove microambientes na cidade de Porto Alegre-RS. Materiais e métodos: Foram incluídas nove escolas públicas de ensino fundamental da cidade de Porto Alegre-RS, que foram georreferenciadas e demarcadas três rotas para realizar a coleta de material particulado em dois turnos em quatros estações do ano. Resultados: Foram avaliadas concentrações de material particulado de 2. 5 micrometros em movimento, em três rotas de nove microambientes em quatro estações climáticas, e também dois pontos fixos no interior de salas de aula. As concentrações de pico de material particulado foram realizadas em momento de criticidade de aumento de deslocamento em que as crianças ficam expostas ao se deslocarem para escola. Os valores de pico no nove microambientes diferenciaramse entre si e mantiveram-se elevados em três estações climáticas diferenciando-se no outono. Conclusão: Os resultados do presente estudo demonstram achados similares nas concentrações de pico de material particulado de 2. 5 nos nove microambientes indoor e outdoor.

Orientador: José Luz Silveira / Banca: Celso Eduardo Tuna / Banca: Jose Nedilo Carrinho de Castro / Banca: João Manoel Dias Pimenta / Banca: Luiz Francisco Marcon Ribeiro / Resumo: Máquinas de absorção são dispositivos que produzem frio ou calor útil utilizando como fonte principal o calor residual de processos ou da queima de combustíveis diversos. Estes sistemas de refrigeração podem ser recomendados para aplicações em sistemas de condicionamento de ar de ônibus e caminhões, onde o espaço disponível para a instalação do mesmo é pequeno. Neste trabalho efetua-se o balanço exergético de uma máquina de absorção que utiliza o calor dos gases de exaustão de um motor de combustão interna (diesel) como fonte de energia. Este sistema é aplicado como ar condicionado veicular alternativo. O cálculo baseia-se em sistema aplicado a um ônibus, onde há um grande fluxo de gases de exaustão a elevadas temperaturas. Conclui-se que o calor residual liberado pelo ônibus é suficiente para acionar o sistema de ar condicionado alternativo, e que em termos exergéticos as maiores irreversibilidades estão associadas ao gerador (desorbedor), indicando de certo modo a necessidade de efetuar melhorias neste componente do sistema de absorção. Finalmente a Análise da Eficiência Ecológica é aplicada, considerando o sistema alternativo para um ônibus com motor Mercedez-Benz. A utilização do mesmo possibilita, além de uma visível economia de combustível, a melhoria da eficiência global e ecológica. / Abstract: Absorption machines are devices that produce useful cold or heat using the residual heat of systems or combustion of several fuels. These absorption refrigeration systems can be recommended for applications in air conditioning systems of buses and trucks, which have a restricted space available for their installation. This work presents the energetic and exergetic balances of an absorption machine that uses the exhaust gases of an internal combustion engine (diesel) as source of energy. Such system is applied as an alternative vehicular air conditioner. The calculation is based on a bus-installed system where a high flow of exhaust gases at high temperatures is produced. It is concluded that the residual heat released by the bus is sufficient to activate the alternative air conditioning system, and that the largest irreversibilities in exergetic terms are associated to the generator (desorber), indicating somewhat the need to accomplish several improvements in this component of the absorption system. Finally the Ecological Efficiency Analysis are applied considering the alternative system to a bus with a Mercedez-Benz Engine. Using that engine enable an economy of combustion and a global and ecological efficiency better. / Doutor

Orientador: João Andrade de Carvalho Junior / Co-orientador: Luiz Fernando Costa Nascimento / Banca: Ana Cristina Gobbo Cesar / Banca: George de Paula Bernardes / Resumo: A constatação de que os níveis de poluição do ar são suficientes para causar danos à saúde. Este estudo analisou os efeitos da exposição a poluição atmosférica nas internações hospitalares por doenças cardiovasculares e respiratórias no município de Taubaté - SP, Brazil. Realizou-se um estudo de base ecológica de série temporal com dados relativos à saúde (internações por doenças cardiovasculares e respiratórias) e de poluentes do ar (CO, O3, NOx e PM2.5, obtidos de bancos de dados públicos. Estabeleceram-se as variáveis e estimou-se o risco segundo a exposição aos diferentes poluentes do ar utilizando-se a ferramenta do modelo CATT-BRAMS. Os valores dos riscos relativos para as internações utilizando o modelo linear generalizado de regressão de Poison. Assim, apresentaram-se evidências da associação dos efeitos da exposição aos contaminantes atmosféricos, representada pelas internações hospitalares por doenças cardiovasculares e respiratórias. Os resultados encontrados neste estudo poderão nortear políticas públicas em saúde / Abstract: The finding that current levels of air pollution are sufficient to cause damage to health. This study examined the effects of exposure to air pollution on hospitalizations for cardiovascular and respiratory diseases in Taubaté - SP, Brazil. We conducted a study of ecological basis of time series data on health (hospital admissions for cardiovascular and respiratory diseases) and air pollutants (CO, O3, NOx and PM2,5), obtained from public databases. Settled the variables and estimated the risk according to exposure to different air pollutants using the template tool CATT-BRAMS. The values of the relative risk for hospitalizations using generalized linear Poisson regression model. Thus, if presented evidence for the association of the effects of exposure to air contaminants, represented by hospital admission for cardiovascular and respiratory diseases. The results of this study can guide public health policies / Mestre

Orientador: André Luiz Seixlack / Banca: João Batista Campos Silva / Banca: Vicente Luiz Scalon / Resumo: Neste trabalho, apresenta-se um modelo numérico do escoamento e da transferência de calor, no regime transiente, de fluidos refrigerantes no interior de tubos capilares, largamente usados como dispositivos de expansão em sistemas de refrigeração e condicionamento de ar de pequeno porte. Os tubos capilares aqui analisados formam, em parte de suas extensões, um trocador de calor em contracorrente com a linha de sucção do compressor, conhecido como trocador de calor tubo capilar-linha de sucção. A análise do comportamento dinâmico do escoamento é de fundamental importância, pois os tubos capilares são usados em sistemas de refrigeração, que geralmente são controlados pelo método liga-desliga. Tal escoamento é assumido unidimensional e, dependendo da condição no tempo, é dividido em uma região onde o fluido refrigerante encontra-se no estado de líquido sub-resfriado, outra de escoamento bifásico líquido-vapor e outra de vapor superaquecido. O tubo capilar é considerado reto, horizontal, com diâmetro constante e o fenômeno de metaestabilidade do escoamento é desconsiderado. Implementa-se no modelo o procedimento para a simulação de transientes de partida do sistema. A solução do sistema de equações diferenciais, usando o método de Volumes Finitos, é obtida ao longo do tubo até que a condição de bloqueio seja alcançada, ou até que a pressão de evaporação seja atingida, caso o escoamento não esteja bloqueado. Os resultados obtidos são comparados com os dados experimentais disponíveis na literatura e obtidos a partir de outros modelos / Abstract: This work presents a numerical model to simulate unsteady flow and heat transfer along nonadiabatic capillary tubes, commonly used as expansion devices in small refrigeration and air conditioning systems. These capillary tubes form with the suction line of the compressor, in part of their extension, a counter flow heat exchanger. Such device is called capillary tubesuction line heat exchanger. Analysis of the flow dynamic behavior is very important, since the capillary tubes are used in refrigeration systems generally controlled by on-off method. The flow along the straight and horizontal capillary tube, with constant inner diameter, is divided, depending of time condition, into three regions: a single-phase flow of subcooled liquid, a two-phase flow region and a single phase of flow superheat. The flow is taken as one-dimensional and the metastable flow phenomenon is neglected. The procedure for simulation of the start-up transient period of the system is implemented in the model. The solution of the governing equations is obtained using the Finite Volume method, along the tube until the blocking condition is reached, or until the evaporation pressure is reached, if the flow is not blocked. The numerical results obtained are compared with the experimental date from the literature and with results obtained from other models / Mestre

Orientador: Lourdes Aparecida Martins dos Santos-Pinto / Banca: Maria Cristina Borsatto / Banca: Regina Maria Puppin Rontani / Banca: Angela Cristina Cilense Zuanon / Banca: Carlos Alberto dos Santos Cruz / Resumo: O objetivo do presente estudo foi determinar qual tamanho de partícula de óxido de alumínio, utilizado em sistema de abrasão a ar, remove maior quantidade de dentina cariada, preservando o máximo de estrutura hígida. Superfícies de dentina foram obtidas a partir de secções longitudinais de 30 terceiros molares isentos de cárie. Em uma das metades foi realizada a indução de cárie artificial (Grupo C), enquanto a outra permaneceu hígida (Grupo H). Os espécimes do Grupo H (dentina hígida) e os espécimes do Grupo C (dentina cariada) foram divididos aleatoriamente em 3 subgrupos cada, de acordo com o tamanho de partícula empregada (27, 50 e 125æm). A ponta do aparelho (Microetcher II) foi posicionada perpendicularmente e a 1 mm da superfície dentinária, sendo o jato abrasivo aplicado durante 15 segundos. A pressão de ar comprimido foi regulada para 70 psi. A profundidade e a largura das cavidades foram medidas em fotomicrografias obtidas em MEV. A aplicação da análise de Variância e do teste de Tukey aos dados obtidos, revelaram que as partículas de 27 e 50mm foram capazes de remover maior quantidade de tecido cariado e menor quantidade de dentina hígida, quando comparadas às partículas de 125æm, sendo mais recomendadas para um tratamento conservador das lesões de cárie. / Doutor

Made available in DSpace on 2014-02-28T02:01:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000453973-Texto+Completo-0.pdf: 2336011 bytes, checksum: e45d181e32c66485902e3a8c18713209 (MD5) Previous issue date: 2013 / Due to the growing concerns with the environmental problems caused by the use of heavy fuel oil, is increasingly the incentive to clean fuels, mainly in the field of transport. In this study, emissions of a truck of garbage collection in route in the city of Porto Alegre fuelled with CNG and biogas were monitored. A truck from the ELCD® database moved by diesel was used for comparison of this fuel. Life Cycle Assessment (LCA) methodology was used to assess the environmental impacts of CNG and biogas in phase of use in this vehicle. For the majority analyzed situations for the CNG, the global warming potential was approximately 10 kg CO2-Eq. /km rotated, the acidification potential and terrestrial eutrophication were 0. 5 and 0. 04 m² /km rotated, respectively. The database truck moved by diesel had less potential for global warming and acidification and greater potential for eutrophication terrestrial, when compared to CNG; and better performance in all categories front to biogas. The study enabled to identify the main responsible for impacts, and observe the emissions profile in different traffic conditions. / Devido às crescentes preocupações com os problemas ambientais causados pelo uso de combustíveis pesados, é cada vez maior o incentivo aos combustíveis limpos, principalmente no setor de transportes. Nesse trabalho, foram monitoradas as emissões de um caminhão de coleta de lixo em rota na cidade de Porto Alegre abastecido com GNV e biogás. Um caminhão da base de dados ELCD® movido a diesel foi utilizado para comparação desse combustível. A metodologia da Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) foi utilizada para avaliar os impactos ambientais do GNV e do biogás na fase de uso nesse veículo. Para a maior parte das situações analisadas para o GNV, o potencial de aquecimento global foi de aproximadamente 10 kg CO2-Eq. /km rodado, os potenciais de acidificação e eutrofização terrestre foram de 0,5 e 0,04 m²/km rodado, respectivamente. O caminhão da base de dados movido a diesel teve menor potencial de aquecimento global e acidificação e maior potencial de eutrofização terrestre, quando comparado ao GNV; e melhor desempenho em todas as categorias frente ao biogás. O estudo possibilitou identificar os principais responsáveis pelos impactos, e observar o perfil das emissões em diferentes condições de tráfego.

Made available in DSpace on 2014-02-18T02:01:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000453650-Texto+Completo-0.pdf: 939779 bytes, checksum: 7364d093228e0b61e9c071e815ee401a (MD5) Previous issue date: 2013 / Objective : To describe the levels of pollution in of public schools from the city of Porto Alegre, as well as to estimate the behavior of the different methodologies used to evaluate the concentration of pollutants. Methods : We measured the levels of pollutants that students are exposed in public schools from Porto Alegre. The distance from schools and homes to the avenue of higher vehicle traffic was estimated, and the levels of particulate matter of 2. 5μm (MP2. 5) in the microenvironments of the schools were measured, both at selected and moving points. Results : Nine public schools of Porto Alegre were included and a total of 196 students. Thirty three percent of schools were within 400 meters of distance to a big avenue, a distance considered risky; the number of students living within 400 meters to a big avenue was 96 (49%). Eighty two students (42%) were exposed to MP2. 5 levels above 25 mcg / m³, considered risky to health, during their pathway from home to school; at the indoor environment, 29 students (15%) and 53 students to outdoor environment (27%). The agreement between the methods used at the most polluted places Kappa values ranged from -0. 443 (measured indoor) to 0. 422 (measured outdoor).Conclusion : This study indicates that a significant number of schools in the city of Porto Alegre and students’ residencies are located in places with air pollution levels considered risky to health according to the World Health Organization and the level of agreement between the methods used for pollution evaluation, were lower than expected. / Objetivo : descrever os níveis de poluição atmosférica no ambiente de escolas públicas da cidade de Porto Alegre, assim como avaliar o comportamento das diferentes metodologias utilizadas para avaliação da concentração de poluentes.Métodos : Foram aferidos os níveis de poluentes ao quais estão expostos os alunos das escolas públicas de Porto Alegre. Foram utilizados os dados das distâncias das escolas e das residências dos escolares com a avenida de maior tráfego de veículos mais próxima; e ainda avaliaram-se os níveis de material particulado 2. 5μm (MP2. 5) nos microambientes das escolas com avaliações em movimento e avaliações pontuais. Resultados : Foram incluídas nove escolas da rede pública de Porto Alegre e um total de 196 alunos. A distância máxima de 400 metros, considerada de risco, entre avenida e escola teve um total 33% e entre avenida e residência um total de 96 alunos (49%). Os níveis de MP2. 5 acima de 25μg/m³, considerado risco para saúde, são 82 alunos para as rotas de pesquisa (42%), 29 alunos para ambiente indoor (15%) e 53 alunos para ambiente outdoor(27%). As concordâncias entre os métodos utilizados quanto aos locais mais poluídos os valores de Kappa oscilaram de -0,443 (medida indoor) a 0,422 (medida outdoor)Conclusão : O presente estudo indica que um número expressivo de escolas do município de Porto Alegre e de escolares reside em locais com os níveis de poluição atmosférica considerados de risco para saúde segundo a Organização Mundial da Saúde e que a concordância entre os métodos de avaliação da poluição utilizados tiveram valores inferiores ao esperado.

This study is a contribution toward the understanding and prediction of turbulent dispersion of pollutants in the atmosphere. The main underlying assumption suggestion is that the Lagrangian autocorrelation RL used in computation of plume dispersion may be approximated by an Eulerian space-time correlation.

O objetivo desta tese de doutorado foi desenvolver um novo método de geração de nanobolhas de ar (NBs) em meio aquoso via cavitação hidrodinâmica. Foram estudados os principais parâmetros envolvidos na formação e propriedades das NBs, e foram estudadas aplicações na remoção de poluentes aquosos e no reúso de água por flotação. A geração de bolhas foi realizada e comparada utilizando duas técnicas: a primeira inclui a pressurização em vaso saturador e despressurização de água saturada com ar em uma válvula agulha (escala de bancada); e a segunda, por uma bomba multifásica (cisalhamento de ar em rotor aberto) e passagem forçada (despressurização) da mistura ar/líquido em uma válvula de agulha (sistema semi-contínuo). Com estas técnicas, tanto microbolhas (MBs, 30-100 μm) como NBs (150-250 nm) foram geradas em concentrações diferentes que dependem da pressão de saturação (Psat) e da tensão superficial do líquido. Para a caracterização das NBs, um procedimento de separação foi conduzido, explorando o fato de que as MBs ascendem e colapsam na superfície do líquido, enquanto que as NBs permanecem em suspensão durante longos períodos. A distribuição de tamanho e a concentração de NBs (número por volume) foram medidas pela técnica NTA (nanoparticle tracking analysis). Foi observado que a concentração de NBs formadas após a despressurização do fluxo de água saturada é função da quantidade de ar dissolvido na água e aumenta com o tempo de saturação até atingir o equilíbrio em 30 min de saturação. A concentração de NBs mostrou-se inversamente proporcional à Psat utilizada, e a maior concentração de NBs (1,5 x 109 NBs.mL-1) foi obtida com Psat de 2,5 bar e uma tensão superficial da solução de 50 mN.m-1, obtida com 100 mg.L-1 de α-Terpineol. Nos estudos em sistema semi-contínuo, a geração de MBs (D32 = 70 μm) e NBs (D32 = 150-300 nm) de ar foi realizada em um skid (sistema protótipo) tendo como principais componentes do sistema de geração de bolhas por cisalhamento do ar e cavitação hidrodinâmica, uma bomba multifásica, uma válvula agulha e uma coluna cilíndrica. Para a caracterização das NBs, o skid foi operado com a recirculação de um volume fixo de 40 L de água deionizada (DI) em uma vazão de líquido de 1000 L.h-1, razão gás/líquido de 7,5% (v/v) e temperatura controlada (21°C ± 1). Contrariamente ao método em nível de bancada de geração de NBs pela despressurização de água saturada (em vaso saturador), na geração contínua com o skid, maiores concentrações de NBs foram obtidas com o aumento da Psat pela ocorrência de mecanismos de cavitação hidrodinâmica adicionais (cisalhamento) aos do primeiro método. No skid, foi observado que as NBs de ar são resistentes ao cisalhamento ocasionado pelos rotores da bomba e às altas pressões de operação (até 5 bar) ao longo dos ciclos de geração de bolhas. O tamanho médio das NBs permanece constante e a sua concentração aumenta em função destes ciclos, atingindo um valor máximo após 29 ciclos, dependente da Psat e da tensão superficial da solução. As maiores concentrações de NBs (4 x 109 NBs.mL-1) foram obtidas com o aumento da pressão (5 bar) e com a diminuição da tensão superficial (50 mN.m-1). Esses fenômenos podem ser explicados pela lei de Henry e pela menor energia requerida para formação de bolhas quando a tensão interfacial ar/líquido for menor e maior for a diferença de pressão da fase líquida com relação à pressão atmosférica. O diâmetro médio e concentração destas NBs não variaram significativamente em um período de 2 meses, o que demonstrou a alta estabilidade destas NBs em concentrações elevadas. Ainda, quando a bomba multifásica foi operada sem injeção de ar, foi observado o mesmo efeito de aumento de concentração de NBs em função do nº de ciclos de geração. Nestas condições, um aumento da velocidade de fluxo do líquido (de 67 para 127 m.h-1) e um aumento da turbulência na saída da válvula agulha potencializou a formação de cavidades e a formação de um maior número de NBs (até 70% maior). Com relação aos parâmetros de dispersão de ar, altos valores de holdup (percentagem em volume de ar no líquido) de ar e fluxo de área superficial de bolhas (Sb), importantes para a flotação, foram obtidos (6,8% e 235 s-1, respectivamente) em uma pressão de operação de 4 bar. Foram realizados estudos de remoção de íons Fe+3, na forma de precipitados coloidais e nanopartículas de Fe(OH)3 (pH 7) por flotação com MBs e NBs e com NBs isoladas; em baixas pressões de saturação (concentração mais alta de NBs); e em altas pressões (onde a concentração de NBs é menor). A utilização de uma alta concentração de NBs juntamente com as MBs geradas na flotação em uma Psat de 2 bar, foi responsável por uma remoção de Fe(OH)3 superior a 99% (residual = 0,9 mg.L-1) e uma redução de turbidez de 95% (residual = 0,6 NTU). A flotação com uma Psat de 4 bar é mais rápida em função deste maior arraste de agregados por MBs (velocidade média de ascensão de bolhas/precipitados = 0,07 cm.s-1). Os resultados se explicam em termos do aprisionamento ou oclusão das NBs nos precipitados coloidais e do grau de aeração (demonstrado em microfotografias). Como resultado, diminui a densidade relativa destes precipitados, inferior à da água. Estudos de remoção, por flotação com MBs e NBs, de dispersões oleosas de petróleo (com 30 g.L-1 de NaCl) foram estudados após a floculação com 5 mg.L-1 de uma poliacrilamida catiônica (Dismulgan) em pH 7. A melhor remoção de óleo (>99% de eficiência) foi obtida com uma pressão de saturação de 5 bar, pela redução do teor de óleo (concentração inicial = 334–484 mg.L-1 mg/L) na água tratada a < 1 mg.L-1. Adicionalmente, a flotação utilizando uma pressão de 3,5 bar permitiu a obtenção de uma água tratada com teores de óleo inferiores a 29 mg.L-1, meta técnica deste estudo por ser o limite de emissão em plataformas de petróleo para descarte de água produzida em alto mar. A flotação foi bastante rápida e seguiu um modelo de primeira ordem, com constante cinética de flotação de 1,3 e 1,8 min-1 para as Psat de 3,5 e 5 bar, respectivamente. A injeção de NBs isoladas em conjunto com MBs residuais (condicionamento) após a etapa de floculação com 1 e 3 mg.L-1 de Dismulgan aumentou a hidrofobicidade dos agregados, facilitando a adesão entre bolhas e flocos oleosos, e aumentando a eficiência geral do processo de flotação de 73 para 84%, e de 92 para 95%, respectivamente. A flotação com NBs isoladas em conjunto com MBs residuais obteve eficiências de remoção de óleo de 75 e 90%, com e sem NaCl (30 g.L-1), respectivamente. Acredita-se que nestes casos, as NBs se aprisionam e aderem como “pancakes” nas gotículas de óleo floculadas, formando flocos oleosos aerados. O estudo aplicado de floculação-flotação com bomba multifásica para geração de bolhas, associado à ozonização (processo FFO), no tratamento de efluentes e reúso de água na lavagem de veículos demonstrou como principais resultados que a água de reúso era clarificada (turbidez = 10 NTU), sem odor (sulfeto < 1 mg.L-1), sem risco microbiológico (E. coli < 1,8 NMP.100.mL-1) e sem formação de espuma (surfactantes = 1,3 mg.L-1). Uma avaliação de custos mostrou que o período de amortização do equipamento FFO em sistemas de reciclagem de água na lavagem de veículos é dependente principalmente da tarifa da água e da demanda diária de lavagens, podendo ser inferior a 1 ano em municípios brasileiros. Os resultados obtidos nesta tese permitiram aprimorar e determinar as condições ótimas de técnicas de geração de elevadas concentrações de NBs, extremamente estáveis e demonstraram o elevado potencial destas bolhas para viabilizar diferentes rotas de tratamento e aplicações no tratamento de efluentes líquidos e reúso de água por flotação. / The main objective of this doctoral thesis was to develop a new method of generating air nanobubbles (NBs) in aqueous solutions by hydrodynamic cavitation. The main parameters involved in the formation and properties of NBs were assessed and applications were studied in the removal of aqueous pollutants models for water reuse by flotation. The generation of bubbles was carried out and compared using two techniques; i. Pressurization in a saturator vessel and depressurization of air-saturated water in a needle valve (bench level); and ii. Using a multiphase pump (air shearing in an open imeller) and depressurization of the ar/liquid mixture in a needle valve (semi-continuous system). By using these techniques, both microbubbles (MBs 30-100 uM) and NBs (150-200 nm) were generated in different concentrations as a function of the saturation pressure (Psat) and surface tension (liquid/air). For the characterization of NBs, a separation procedure was conducted exploiting the fact that the MBs rise and collapse at the liquid surface, while the NBs remain in suspension for long periods. The size distribution and concentration of NBs (number by volume) were measured by the NTA (nanoparticle tracking analysis) technique. It was found that the concentration of NBs formed after depressurizing the saturated water flow is a function of the amount of air dissolved in the water and increases with the saturation time achieving equilibrium after 30 min saturation. The concentration of NBs was inversely proportional to the Psat values, and more NBs (1.5 x 109 NBs.mL-1) were obtained at Psat - 2.5 bar and at a surface tension of 50 mN.m- 1, obtained with 100 mg.L-1 of α-Terpineol. In the semi-continuous system, the generation of MBs (D32 = 70 μm) and NBs (D32 = 150-300 nm) of air was performed with in a system called in this thesis as skid; with a multiphase pump, a needle valve and a cylindrical column as main components. For the characterization of NBs, the skid was operated with recirculation of a fixed volume of 40 L of deionized (DI) water at a liquid flow rate of 1000 L.h-1, at a gas / liquid ratio of 7.5% and controlled temperature (21°C ± 1). Contrary to the method at bench level, the NBs generation by the depressurization of air-saturated water (in saturator vessel), with the skid, higher concentrations of NBs were obtained increasing Psat due to the hydrodynamic cavitation mechanism (air shearing) in comparison with the first method. In the skid, it was observed that air NBs are resistant to shearing caused by pump impellers and to the high operating pressures (up to 5 bar) throughout the bubble generation cycles. The size of the NBs remained constant and its concentration increases as a function of these cycles, reaching a condition of equilibrium after 29 cycles; this was dependent on Psat and the surface tension of the solution. The highest concentrations of NBs (4 x 109 NBs.mL-1) were obtained with increasing pressure (5 bar) and reducing of surface tension of water (50 mN.m-1). These phenomena can be explained by the Henry's Law and the lower energy required for bubbles formation when the interfacial tension (air / liquid) is smaller and the higher is the difference between the Psat and the atmospheric pressure. The mean diameter and concentration of these NBs did not vary significantly over a period of two months, which demonstrated the high stability of these concentrated NBs. Furthermore, when the multiphase pump was operated without injecting air, it was observed the same effect of increasing concentration of NBs along the generation cycles. Thus, a greater fluid flow rate (from 67 to 127 m.h-1) and the increase of turbulence at the outlet of the valve needle potentiated the formation of cavities and the generation of a greater number of NBs (up to 70% higher). With respect to air dispersion parameters, high holdup (percentage by volume of air in the liquid) and superficial area flow density (Sb) values, important parameters for flotation, were obtained (6.8% and 235 s -1, respectively) at a 4 bar operating pressure. Studies on the removal of Fe+3 ions, as colloidal precipitates and Fe(OH)3 (pH 7) nanoparticles were carried out by flotation with MBs and NBs and with isolated NBs; at low saturation pressures (higher concentration of NBs); and at high pressures (where the concentration of NBs is lower). The use of a high concentration of NBs, together with MBs in a Psat of 2 bar generated along with the flotation, was responsible for a Fe(OH)3 removal of > 99% (residual = 0.9 mg.L-1), a turbidity reduction of 95% (residual = 0.6 NTU). The flotation with a Psat of 4 bar is faster due to this increased entrainment of aggregates by MBs (average rising velocity of the bubbles/precipitates = 0.07 cm.s-1). The flotation with isolated NBs (or “floatation” by NBs entrapment and reduction of the relative density of aggregates), was responsible for the removal of up to 91% of the total iron content, which resulted in a final concentration of 2.7 mg.L-1 (feed iron content =30 mg.L-1). The results are explained in terms of the entrapment or occlusion of NBs in the colloidal precipitates and higher aeration degree (shown in the photomicrographs). As a result, it decreases the relative density of these precipitates, lower than the water´s. The removal of oil dispersions (30 g.L-1 NaCl), by flotation with NBs and MBs, was carried out after flocculation with 5 mg.L-1 of a cationic polyacrylamide (Dismulgan) at pH 7. The best oil removal (> 99% efficiency) was obtained at 5 bar by reducing the oil content (feed concentration = 334-484 mg.L-1) in the treated water to < 1 mg.L-1. Furthermore, it was obtained a treated water with an oil content lower than 29 mg.L-1, which was a technical goal of this study (emission limit) for produced water discharge at offshore oil platforms, by using a Psat of 3.5 bar. The flotation was very fast and followed a first order model with a flotation rate constant of 1.3 and 1.8 min-1 for Psat values of 3.5 and 5 bar, respectively. The injection of isolated NBs in conjunction with residual MBs (conditioning stage) after flocculation with 1 and 3 mg L-1 Dismulgan increased the hydrophobicity of the aggregates, thus facilitating the adhesion between bubbles and oily flocs and increasing the overall efficiency of the flotation process from 73 to 84% and from 92 to 95%, respectively. The flotation with isolated NBs in conjunction with residual MBs resulted in oil removal efficiencies of 75 and 90% with and without NaCl (30 g.L-1), respectively. It is believed that in these cases the NBs entrap and adhere as "pancakes" into the flocculated oil droplets, forming aerated oily flocs. The applied study of flocculation-flotation with multiphase pump, associated with ozonation (FFO process) for wastewater treatment and water reuse in vehicle washing, demonstrated as main results the clarification of the reclaimed water (turbidity = 10 NTU), which was odorless (sulfide <1 mg.L-1) without any microbiological risk (E. coli <1.8 NMP.100.mL-1) and with no foaming (surfactant = 1.3 mg.L-1). A cost assessment showed that FFO equipment amortization period in vehicle washing water recycling systems is dependent mainly on water prices and on the daily washes demand, and it may be less than 1 year in Brazilian municipalities. The results obtained in this thesis allowed to improve and determine the optimal process conditions for the generation of high concentrations of extremely stable NBs, and demonstrated the high potential of these bubbles to enable different routes of treatment and applications in wastewater treatment and water reuse by flotation.

No presente trabalho foi feita a simulação computacional de três salas cirúrgicas e de alguns ambientes contíguos. Este estudo teve como objetivo verificar a influência dos diferentes layouts no conforto térmico dos ocupantes, na qualidade do ar interior, no dimensionamento dos equipamentos de climatização e no gasto energético. Todos os ambientes foram simulados para as condições climáticas de cinco capitais Brasileiras: Belém, Brasília, Porto Alegre, Recife e São Paulo. Estudou-se três tipos de distribuição arquitetônica. No Caso 1, o layout apresentado foi uma sala cirúrgica e um corredor. No Caso 2 foram analisados a sala cirúrgica, um corredor limpo e um corredor “sujo” (corredor de expurgo); enquanto no Caso 3, a sala cirúrgica, antecâmara e corredor. Os ambientes estudados são hipotéticos. As características construtivas e parâmetros ambientais (temperatura, umidade relativa, velocidade do ar, etc.) foram pré-estabelecidos segundo o tipo de cirurgia, baseando-se em normas brasileiras e algumas internacionais. Os tipos de cirurgias estudadas foram a ortopédica e a abdominal, considerando-as, respectivamente, asséptica e séptica. O conforto térmico foi calculado para os seguintes ocupantes: paciente, cirurgiã, anestesista, enfermeira auxiliar, enfermeira instrumentadora, enfermeira circulante, equipe de preparo e equipe de limpeza, pessoas no corredor e pessoas acessando a antecâmara. A escala utilizada para estabelecer as condições de conforto térmico, foi a ISO 7730. O gasto energético foi simulado para o período de um ano de projeto, enquanto os demais parâmetros, para um dia de verão (21 de janeiro) e um dia de inverno (21 de julho). O software utilizado na simulação foi o Energy Plus, versão 1.03. Com o modelamento foi possível observar o comportamento de cada parâmetro requerido, dentro de um espaço de tempo e nas diferentes regiões brasileiras estudadas. Na simulação, verificou-se que as variáveis, temperatura e umidade relativa, mantiveram-se dentro dos parâmetros exigidos. Estas variáveis, estando sob controle, não expuseram o ambiente a condições favoráveis para a amplificação de microorganismos. O controle de contaminantes nos ambientes, fez-se a partir do diferencial de pressão, da política de acesso de pessoas às salas cirúrgicas, bem como as filtragens recomendadas pelas normas. Com o dimensionamento dos equipamentos, foi possível ter as potências de cada fan-coil no dia de verão e de inverno para cada cidade e tipo de cirurgia. A menor potência encontrada para a sala cirúrgica foi no Caso 2. Dentro das análises realizadas, o layout do Caso 2 se mostrou mais eficiente, do ponto de vista energético, e em relação ao conforto térmico. Em todos os casos o anestesista e o paciente encontraram-se em situação de extremo desconforto, porém, no dia de inverno no Caso 2, apresentaram uma pequena melhora na sensação térmica, enquanto as demais pessoas, mantiveram-se em conforto ou pouco desconfortáveis. Analisando a política de acesso às salas cirúrgicas o layout com dois corredores permite um maior controle da sala cirurgica, diminuindo assim o risco de infecção cruzada nestes ambientes. Com o controle do ambiente interior, melhora-se as condições de segurança e saúde do corpo clínico e pacientes. O uso de simulação computacional mostrou-se uma importante ferramenta de suporte, permitindo avaliar o desempenho de diferentes soluções. A simulação computacional permite identificar ainda na fase de projeto, os projetos que são mais adequados ao uso do ambiente e o de maior qualidade, e os mais eficientes do ponto de vista energético. / At the present report, was made a computational simulation of three operating rooms and some adjacent areas. The purpose of this study was to verify the influence of the different layouts in the thermal comfort of the occupants, the indoor air quality, in the HVAC characteristics and in the energy consumption. All the environments were simulated according to the climate conditions of five Brazilian capitals: Belem, Brasilia, Porto Alegre, Recife e Sao Paulo. Three different layouts were studied. In Case 1, the layout consisted of an operating room and a hallway. Case 2 consisted of an operating room, a hallway with ultra-clean air and a second hallway with normal air treatment which is used as exit from the operating room and remove contaminated materials and instruments. Case 3 were considered an operating room, an antechamber and a hallway. The three cases described and studied are hypothetical. The constructive characteristics and the environmental parameters (temperatures, relative humidity, the air velocity, pressure, filters, etc.) were established according to the type of surgery and also based on Brazilian and some International standards. Two types of surgeries were evaluated: the orthopedic and the abdominal, considering them aseptic and septic, respectively. The thermal comfort of the patient, surgical team, support staff and the person, who cleans the operating room, were evaluated. The scale ISO 7730 was used to establish the thermal comfort conditions. The energy consumption was simulated for a one-year project, while the other parameters for one Summer day (21st January) and one Winter day (21st July). The software used in the simulation was the Energy Plus, version 1.03. With the modeling, it was possible to observe the behavior of each required parameters within a time space in the different Brazilian capitals. In the simulation, the environment temperature and the relative humidity were analyzed, and they remained in the demanded parameters. Those variables were under control and, therefore do not exposed the environment to favorable conditions of microorganisms increase. The architectural analysis was made to the politics of people’s access to the operating room. With the equipment dimensioning, it was possible to have the potencies of each fan-coil in the Summer and Winter day for each city and kind of surgery. The lowest power found was the one for the surgery room in Case 2. Based on the results of the simulations, comparing the performance of the three different layouts, Case 2 revealed to be more efficient on the energy consumption and also to the thermal comfort. However, in Case 1, 2 and 3, the anesthesiologist and the patient were in a situation of extreme thermal discomfort, although in winter day Case 2 revealed a small improvement on the feeling of thermal discomfort, while the other people remained in comfort or a little thermal discomfort. Analyzing the politics of people’s access to the operating rooms, Case 2 provides higher control of the indoor environment, since the surgical team and aseptic materials and instruments enter in the operating room for a hallway with clean air and leave the room for another hallway. Case 2 layout works as an architectonic barrier, defining the people behavior in the Operating Unit and, therefore, decreasing the risk of cross-infection. A computational simulation is an important support tool in the performance assessment of architectonic solutions. The use of computational simulation permits to compare and evaluate different design solutions during the design process, and to identify designs that are more efficient, adequate for the use and that provides improved indoor environment quality for the users.