A cavitação e a dinâmica de bolhas são tópicos bastante recorrentes na literatura, devido sobretudo a seus efeitos em diversos tipos de fenômenos, como transferência de calor e escoamento em tubos. Considerando fases líquidas, sabe-se que estas estruturas de cavidade estão normalmente associadas ao equilíbrio metaestável, alcançado devido a quedas locais de pressão ou ao superaquecimento de uma substância pura (ou quase). Nestes casos é necessária a inicialização da mudança de fase através de algum mecanismo adequado, o qual gera uma sequência rápida de fenômenos. Apesar de comumente associado a danos, recentemente vários estudos vêm mostrando aplicações práticas deste tema, além de um campo ainda pouco explorado, que é o das macro cavidades. Essas cavidades podem ser geradas através do aquecimento de água a baixa pressão, sob condições específicas, criando sequências explosivas e formando movimentos como pistão para a água no interior de um invólucro convenientemente dimensionado. Este fenômeno mostra-se semelhante em diversos aspectos às micro cavidades, mais especificamente às cavidades próximas a superfícies livres, embora, sem dúvida, em escala muito maior. Os aspectos mencionados foram filmados com câmeras de alta velocidade e as características observadas foram comparadas com aquelas observadas em micro escala. Vários testes foram desenvolvidos de forma a melhor entender a dinâmica da formação e colapso dessas estruturas, sobretudo levando em conta um comportamento mais unidimensional para a evolução da bolha. Através de várias aproximações e análise de diferentes hipóteses para a variação de pressão e para a força de resistência, soluções analíticas e numéricas foram obtidas para a força exercida no fundo do contêiner e para a expansão e colapso das bolhas ao longo do tempo. As soluções propostas, em comparação com os dados experimentais, mostraram boa concordância entre si, sugerindo que os aspectos fundamentais da dinâmica da cavidade foram devidamente considerados e quantificados. / Cavitation and bubble dynamics are fairly recurring topics in literature, mostly due to their effects in various types of phenomena such as heat transfer and flow in pipes. Considering liquid phases, it is known that these cavity structures are normally associated with the metastable equilibrium, reached due to local pressure drop or overheating of a pure substance (or nearly so). In these cases, the phase change require a startup via some appropriate mechanism, which generates a fast sequence of phenomena. Although commonly associated with damage, recently several studies shown practical applications of these topics, and a still little explored field emerged, which is the field of macro cavities. These cavities can be generated by heating water at a low pressure, under specific conditions, creating an explosive sequences and forming piston like movements for the water inside a properly scaled casing. This phenomenon appears to be similar in many aspects to micro cavities, more specifically for cavities near free surfaces, although, without doubt, on a much larger scale. The mentioned aspects were filmed with high-speed cameras and the main features were compared with those observed in micro scale. Several tests have been developed to better understand the dynamics of the formation and collapse of these structures, especially taking into account a more one-dimensional behavior to the evolution of the bubble. Through various approximations, and analysis of different assumptions for the variation of pressure and the resistance force, analytical and numerical solutions were obtained for the force exerted on the bottom of the container and the expansion and collapse of bubbles over time. The proposed solutions in comparison with experimental data showed good agreement between each other suggesting that the fundamental aspects of the dynamics of the cavity were properly considered and quantified.

Embora seja uma técnica tradicional, empregada largamente em processos industriais, a operação unitária de aeração pode ser otimizada ao se utilizar modelos matemáticos que descrevam seu comportamento hidrodinâmico. Diversas equações se prestam a esse fim, no entanto, avanços tecnológicos, tanto no campo instrumental como computacional, permitiram a obtenção de equações mais realísticas e abrangentes. Neste trabalho foram ajustadas e avaliadas equações para descrever três importantes parâmetros envolvidos na transferência de oxigênio em meio hídrico: coeficiente volumétrico de transferência de massa, fração de vazios e velocidade ascensional de bolhas. Para tanto, ademais da utilização de conceitos teóricos amplamente difundidos no meio acadêmico, empregou-se um conjunto de dados já existente. Essa combinação permitiu a avaliação e aproximação das equações teóricas à realidade experimental através de coeficientes de ajuste empíricos. Foram obtidos os seguintes resultados: a) revisão bibliográfica e sugestão da correlação que melhor descreve o coeficiente volumétrico de transferência de massa; b) correlação que descreve a fração de vazios, a partir da analise da concentração de bolhas segundo distribuições gaussianas; c) correlação que descreve a velocidade ascensional de bolhas em plumas. A complexidade de cada parâmetro obtido deixou clara a importância da análise isolada, precedendo a convolução dos mesmos em um único modelo, pois embora as resposta e recomendações apresentadas não forneçam conclusões definitivas sobre todos os aspectos envolvidos na transferência de oxigênio em meio hídrico, suas considerações pontuais contribuem sobremaneira ao domínio do fenômeno global, beneficiando modelagens matemáticas futuras. / Although it is a traditional technique, widely employed in industrial processes, the unit operation of aeration can be optimized when resorting to mathematical models which describe their hydrodynamic behavior. A range of equations lends itself to this purpose, however, technological advances both in the instrumental as computational field, allowed the achievement of equations more realistic and comprehensives. In this study were adjusted and evaluated equations to describe three important parameters involved in the oxygen transfer in the hydric medium: volumetric mass transfer coefficient, void fraction and upflow bubble velocity. To this end, besides the use of theoretical concepts widely disseminated in the academic literature, it was employed a set of already existing data. This combination allowed the evaluation and approximation of theoretical equations to experimental reality by means of empirical adjustment coefficients. Were obtained the following results: a) literature review and suggestion of the best correlation which describes the volumetric mass transfer coefficient, b) correlation which describes the fraction of voids, from the analysis of the concentration of bubbles by Gaussian distributions, c) correlation which describes the upflow velocity of swarms of bubbles. The complexity of each parameter obtained made clear the importance of the isolated analysis, preceding the convolution of them in a single model because although the answers and recommendations given fail to supply definitive conclusions on all aspects involved in the transfer of oxygen in hydric medium, their specific considerations contribute to the knowledge of the global phenomenon, benefiting deeply future mathematical models.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-05-16T11:30:23Z No. of bitstreams: 1 gihanaprobafava.pdf: 17485805 bytes, checksum: 3240f1e25a06de4538bd805d5ffd48b8 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-06-27T21:26:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gihanaprobafava.pdf: 17485805 bytes, checksum: 3240f1e25a06de4538bd805d5ffd48b8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-27T21:26:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gihanaprobafava.pdf: 17485805 bytes, checksum: 3240f1e25a06de4538bd805d5ffd48b8 (MD5) Previous issue date: 2015-02-25 / Essa dissertação busca levantar uma discussão sobre mecanismos de vigilância digital que modificam o modo como a informação é distribuída no ciberespaço, a fim de gerar reflexões acerca dos rumos da comunicação digital. Com a crescente demanda por softwares que traduzam os usuários, a fim de gerar conhecimento sobre que tipo de potenciais consumidores esses indivíduos podem ser, tem-se um cenário onde cada rastro deixado no ciberespaço pode ser capturado para que a máquina crie um perfil dos indivíduos. A questão incômoda reside no fato de que, a cada clique, há uma categorização que a máquina vai impor para encaixar os usuários, criando uma ditadura do “você é o que você clica”, quando na realidade as subjetividades humanas não podem ser lidas por algoritmos e interpretadas pelos agentes inteligentes – conceito que representa a máquina ganhando personalidade, criando ações autônomas, tomando decisões pelo indivíduo. Como consequência da extrapolação do computador guiando, sugerindo e escolhendo caminhos para o usuário, ocorre o fenômeno do filtro bolha onde, a partir da categorização das pessoas, um controle cria uma dinâmica onde só é possível entrar dados semelhantes, familiares e confortáveis – dificilmente o usuário terá contato com informações diferentes do que os interesses que demonstrou anteriormente. O filtro bolha ganha ainda mais sentido quando analisamos o funcionamento do buscador Google e da rede social Facebook, uma vez que essas empresas configuram-se em terrenos ideais para que os anunciantes comprem informações sobre dados pessoais de seus usuários e, assim, encontrem consumidores extremamente bem segmentados na rede. / This thesis wants raise a discussion about how digital surveillance mechanisms changes the way of information distribution at cyberspace, to create reflections about the directions of digital communication. With the growing demand for softwares that translates users in order to generate knowledge about what kind of potential consumers these individuals may be, there is a scenario where each trail left in cyberspace can be captured for the machine to create a profile of individuals. The uncomfortable question lies in the fact that to each click, there is a categorization that the machine will impose to each user, creating a dictatorship of "you are what you click" when in reality human subjectivity cannot be read by algorithms and interpreted by intelligent agents - a term that represents the machine with personality, creating autonomous actions and making decisions by the human. As a result of extrapolation of computer guiding, suggesting and choosing paths for the user, we have the filter bubble phenomenon where, from the categorization of people, there is a control which creates a dynamic where you can only enter similar data, familiar and comfortable - hardly user will have contact with different information than that shown previously interests. Filter bubble makes even more sense when we analyze the operation of the Google search engine and social network Facebook, as these companies constitute in ideal terrain for advertisers buy information about personal data of its users and thus find extremely consumers well-targeted network.

É notório que a degradação ambiental vem ao longo do tempo posicionando-se como um dos principais problemas do mundo moderno. Dentre as várias questões do interesse ambiental podemos destacar a ascensão da bolha de metano, em reservatórios hidrelétricos, desde o sedimento anóxico no fundo do reservatório até a interface água atmosfera. Neste contexto, a presente tese vêm propor uma nova modelagem matemática para a ascensão da bolha axissimétrica em fluidos newtonianos/nãonewtonianos e mostrar resultados numéricos simulados. Desta forma, o estado da arte estaria elevado a posição de permitir, via Matemática e Simulação Numérica-Computacional, a análise do transporte de metano em reservatórios de hidrelétricas através da bolha / It is well-known that environmental degradation has come along the time positioning as one of the main problems from modern world. Among several questions of the environmental interest may emphasize the methane bubble rise in hydroelectric reservoirs from the anoxic sediment in the bottom of reservoir until water interface atmosphere. In this context, the current thesis has come to propose a new mathematic modeling to the rise of the axisymmetric bubble in the newtonian/non-newtonian fluids and display numerical results simulated. Therefore, the state of art would be ascended to a position to permit, via Mathematics and Computing-Numeric Simulation, the analysis of transport of methane in hydroelectric reservoirs through of bubble

[pt] A determinação de parâmetros de interação precisos para equações de estado (EdE) em sistemas aquosos de aminas são cruciais para desenvolver modelos termodinâmicos em processos da engenharia química. O sistema binário de Nmetildietanolamina (MDEA) e água na purificação do biogás foi avaliado usando as abordagens 𝜑 – 𝜑 e 𝛾 – 𝜑, EdE de Peng–Robinson clássico com a regra de mistura não aleatória e EdE Peng–Robinson com a regra de mistura Wong-Sandler, para otimizar o fator acêntrico, ω, de componentes puros, e os parâmetros de interação binária, 𝑘𝑖𝑗. Os parâmetros de interação 𝑢𝑖𝑗 das EdE que incorporam o modelo UNIQUAC, como a abordagem γ – φ e a regra de mistura de Wong-Sandler também foram otimizados. Esses parâmetros foram avaliados usando um algoritmo de pressão de bolha reativa, codificação MATLAB e minimização de funções objetivas relacionadas ao desvio médio absoluto, AAD, entre dados experimentais e calculados em diferentes temperaturas. Os ω calculados de água, CO2 e MDEA foram 0,3275, 0,2039 e 1,0133, respectivamente, com AAD inferior aos valores da literatura. A abordagem 𝜑 − 𝜑 com EdE clássica de Peng–Robinson com regra de mistura Wong– Sandler foi mais adequada para o binário MDEA – H2O, resultando em 𝑢12 0 = −234.2841, 𝑢12 𝑇 = 1.0499, 𝑢21 0 = 266.4326, 𝑢21 𝑇 = 0.1966, 𝑘𝑖𝑗 = −0.0715, com pressão de vapor AAD% = 6,57% e composição AAD% = 17,51%. Devido à natureza altamente não ideal do sistema binário CO2 – H2O, nem as abordagens φ – φ ou γ – φ usando as EdE selecionadas resultaram em diagramas precisos de pressão de ponto de bolha para o equilíbrio vapor – líquido (VLE). / [en] Determining interaction parameter for equations of state (EOS) of water – amines systems are crucial to develop accurate models in chemical engineering processes. The binary system of N-methyldiethanolamine (MDEA) and water in biogas purification was evaluated using both φ – φ and γ – φ approaches, classic Peng–Robinson with the empirical “non-random” mixing rule and Peng–Robinson with the Wong-Sandler mixing rule EOS to optimize pure components acentric factor, ω, and binary interaction parameters, 𝑘𝑖𝑗. The interaction parameters 𝑢𝑖𝑗 from EOS that incorporate UNIQUAC model, such as γ – φ approach and Wong-Sandler mixing rule were optimized as well. These parameters were evaluated using a bubble pressure algorithm, MATLAB coding and minimization of objective functions related to absolute average deviation, AAD, between experimental and calculated data at different temperatures. The calculated ω of water, CO2 and MDEA were 0.3275, 0.2039 and 1.0133 respectively with lower AAD than literature values. The 𝜑−𝜑 approach classic Peng–Robinson with Wong – Sandler mixing rule EOS was better suited for the MDEA – H2O binary, resulting in as 𝑢120=−234.2841, 𝑢12𝑇=1.0499, 𝑢210=266.4326, 𝑢21𝑇=0.1966, 𝑘𝑖𝑗=−0.0715, with vapor pressure AAD% = 6.57% and composition AAD% = 17.51%. Due to the highly non-ideal nature of the CO2 – H2O binary system, neither φ – φ or γ – φ approaches using the selected EOS resulted in accurate vapor – liquid equilibrium (VLE) bubble point pressure diagrams.

Submitted by Rodson Heringer (rodsonheringer@gmail.com) on 2014-08-19T13:35:04Z No. of bitstreams: 1 Rodson Heringer_vfinal.pdf: 585514 bytes, checksum: 47c7b742f2da43456fabe8d31c914054 (MD5) / Rejected by JOANA MARTORINI (joana.martorini@fgv.br), reason: As paginas continuam numeradas. A numeração das paginas deverão ser contadas a partir do índice. on 2014-08-19T13:40:45Z (GMT) / Submitted by Rodson Heringer (rodsonheringer@gmail.com) on 2014-08-19T14:14:49Z No. of bitstreams: 1 Rodson Heringer_vfinal.pdf: 586286 bytes, checksum: d42505429c5f0cbf765dd2d32c6cb066 (MD5) / Approved for entry into archive by JOANA MARTORINI (joana.martorini@fgv.br) on 2014-08-19T14:15:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Rodson Heringer_vfinal.pdf: 586286 bytes, checksum: d42505429c5f0cbf765dd2d32c6cb066 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-19T16:15:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodson Heringer_vfinal.pdf: 586286 bytes, checksum: d42505429c5f0cbf765dd2d32c6cb066 (MD5) Previous issue date: 2014-08-04 / Este trabalho analisa a variação da taxa de aluguel e do custo de moradia nas cidades de São Paulo e Rio de Janeiro para o período de Janeiro de 2008 a Janeiro de 2014 utilizando uma abordagem quantitativa com base na expectativa de longo prazo da taxa de juros reais, na expectativa de inflação e na valorização do preço dos imóveis em uma janela de 1 ano. Os resultados indicam que a expectativa de longo prazo da taxa de juros reais tem um impacto relevante na variação da taxa de aluguel durante o período abordado, bem como a expectativa de inflação, mas em magnitude menor, enquanto a valorização passada de 1 ano não tem poder explicativo sobre a taxa de aluguel. / We examine the variation of the rent-to-price ratio in the cities of Sao Paulo and Rio de Janeiro from January 2008 to January 2014 using a quantitative approach based on the expected long-term real interest rate, the expected inflation rate and the price appreciation of real estate during the last twelve months. The results indicate that the expected long-term real interest rate has a significant impact on the variation of the rent-to-price ratio during the period covered, as well as the expected inflation, but to a lesser degree, while the past price appreciation has no explanatory power.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-10-05T19:18:20Z No. of bitstreams: 1 TeseCEMac.pdf: 12049463 bytes, checksum: acd65707762e60b912f35a2d267ad5b7 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T13:40:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseCEMac.pdf: 12049463 bytes, checksum: acd65707762e60b912f35a2d267ad5b7 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T13:41:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseCEMac.pdf: 12049463 bytes, checksum: acd65707762e60b912f35a2d267ad5b7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T13:41:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseCEMac.pdf: 12049463 bytes, checksum: acd65707762e60b912f35a2d267ad5b7 (MD5) Previous issue date: 2016-04-26 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Due to the high capacity of oxygen transfer and versatility, pneumatic reactors have been constantly used in bioprocesses. However, aiming to expand the use of these bioreactors in the industry, as well as increase the understanding of the complex phenomena that occur in these devices, this thesis aimed to evaluate the hydrodynamic, oxygen transfer and shear conditions in three models of pneumatic reactors (bubble column, concentric-tube airlift and split-cylinder airlift) in the scales of 5 and 10 L, using as liquid phase four Newtonian fluids and eight non-Newtonian fluids, and five specific air flow rate (air of 1 to 5 vvm). Related to the hydrodynamic were studied the global gas hold-up (g), the gas hold-ups in the riser (R) and in the downcomer (D), liquid circulation time (tC), superficial liquid velocity in the riser (ULR) and in the downcomer (ULD), and the percentage energy losses in the riser (%ER+%EFR), in the downcomer (%ED+%EFD), and in the bottom (%EB) of airlift reactors. The values of g, R, D, ULR and ULD showed increasing behaviour with increase of air and decreasing behaviour with the kinematic liquid viscosity (L) and the rheologic properties (K e n), and observed the opposite for tC. The higher values of g, R, D and tC were obtained for concentric-tube airlift reactor (ACC) and scale of 10 L. With exception of ULR of Newtonian fluids, the others liquid velocity tests resulted in higher values for split-cylinder airlift reactors (ASC) and scale of 10 L. This result was attributed to the greater driving force (R-D) to liquid circulation obtained in the ASC reactors and the higher energy losses in the riser and in the downcomer observed in the ACC reactors. In the bottom of the airlift reactors, the higher values of %EB were obtained to the ASC reactor. To evaluate the mass transfer were studied, the average bubble diameter (Db), the volumetric oxygen transfer coefficient (kLa) and the terms that compose the kLa, the convective mass transfer coefficient (kL) and the specific interfacial area of mass transfer (aL). With the increase of air, L, K and n, the air bubbles were predominantly coalescent in water, presenting distorted shape, and non-coalescent with spherical/elliptical shape in the other solutions. It was observed a similar behavior between the kLa and aL parameters, which were directly proportional to the air and inversely proportional to the L, K and n. In water, the aL values were lower than glycerol solutions due to the higher Db values observed in this liquid. For the kL, it was observed a decreasing behaviour with the increase of the air in the most solutions. The magnitude of kL values was due mainly the oxygen difusivity in the liquid, and the higher values were observed to the water, following by the non-Newtonian solutions. In general, the higher values of the mass transfer parameters were obtained in the ACC reactor and in the scale of 10 L. The proposed method to the estimate the average shear rate velocity based on Kolmogorov’s theory of isotropic turbulence showed results consistent with the literature relative to the behavior and magnitude of this variable, as well as the results obtained by the analysis of the morphological changes of Streptomyces clavuligerus in two models of airlift reactors and two aeration conditions. Were proposed correlations to predict all evaluated parameters. Were obtained in all cases a good fit with the experimental data, with deviations between the calculated and experimental values below 20%. / Devido à alta capacidade de transferência de oxigênio e versatilidade, reatores pneumáticos têm sido constantemente utilizados em bioprocessos. Entretanto, visando ampliar a utilização destes reatores na indústria, assim como aumentar a compreensão dos fenômenos complexos que ocorrem nestes dispositivos, na presente tese teve-se como objetivo avaliar as condições hidrodinâmicas, de transferência de oxigênio e de cisalhamento em três modelos de reatores pneumáticos (coluna de bolhas, airlift de cilindros concêntricos e airlift split-cylinder) nas escalas de 5 e 10 L, utilizando como fase líquida quatro fluidos newtonianos e oito fluidos nãonewtonianos e cinco vazões específicas de ar (ar de 1 a 5vvm). Em termos hidrodinâmicos foram estudadas as retenções gasosas global (g), no riser (R) e no downcomer (D), tempo de circulação do líquido (tC), velocidade superficial do líquido no riser (ULR) e no downcomer (ULD) e as perdas percentuais de energia no riser, no downcomer e na base (%EB) de reatores airlift. Os valores de g, R, D, ULR e ULD apresentaram comportamento crescente com o aumento de ar e decrescente com a viscosidade cinemática do líquido (L) e propriedades reológicas (K e n), sendo observado o oposto para tC. Os maiores valores de g, R, D e tC foram obtidos em reator airlift de cilindros concêntricos (ACC) e escala de 10 L. Com exceção de ULR de fluidos newtonianos, os demais testes de velocidade do líquido resultaram em maiores valores nos reatores airlift split-cylinder (ASC) e escala de 10 L. Tal resultado foi atribuído a maior força motriz (R-D) para circulação do líquido obtida em ASC e às maiores perdas de energia no riser e no downcomer observadas em reatores ACC. Na base dos reatores, os maiores valores de %EB foram obtidos para reator ASC. Para avaliação da transferência de massa foram estudados o diâmetro da bolha (Db), o coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio (kLa) e os termos que o compõe, coeficiente convectivo de transferência de massa (kL) e área interfacial específica de transferência de massa (aL). Bolhas de ar, com o aumento de ar, L, K e n foram predominantemente coalescentes em água, apresentando formato distorcido e nãocoalescentes com formato esférico/elíptico nas demais soluções. Observou-se um comportamento análogo entre kLa e aL, com relação direta à ar e inversa à L, K e n. Em água, os valores de aL foram inferiores às soluções de glicerol em virtude do maior Db observado neste líquido. Para kL, observou-se um comportamento decrescente com o aumento de ar na maioria das soluções. A magnitude dos valores de kL obedeceu principalmente a difusividade do oxigênio no líquido, sendo os maiores valores observados para água, seguido das soluções não-newtonianas. De maneira geral, os maiores valores dos parâmetros de transferência de massa foram obtidos em reator ACC de 10 L. O método proposto para estimativa da taxa de cisalhamento com base na teoria de turbulência isotrópica de Kolmogorov apresentou resultados condizentes com a literatura em termos de comportamento e magnitude desta variável, assim como com os resultados obtidos pela análise das alterações morfológicas de Streptomyces clavuligerus em dois modelos de reatores airlift e duas condições de aeração. Para todos os parâmetros avaliados foram propostas correlações para sua predição, sendo obtidos em todos os casos bons ajustes aos dados experimentais com desvios inferiores à 20%. Palavras-chave: reatores pneumáticos, retenção gasosa, kLa, diâmetro da bolha, velocidade