Orientador: Elaine Maria Cardoso / Resumo: Dissipadores de calor compactos, baseados em microcanais, têm se mostrado um meio eficaz para o resfriamento de dispositivos de alta densidade de energia, tais como microprocessadores, além de proporcionarem redução de material utilizado para a fabri-cação e do inventário de fluido refrigerante necessário. Sistemas bifásicos que operam com fluidos refrigerantes proporcionam coeficientes de transferência de calor elevados para baixos valores de velocidade mássica e uma distribuição de temperatura mais uni-forme na superfície. O presente estudo teve por objetivo avaliar experimentalmente o desempenho de um dissipador de calor baseado em microcanais, em condições de ebuli-ção convectiva saturada do fluido HFE-7100. O dissipador, em cobre eletrolítico, possui 33 microcanais de seção retangular com dimensões de 10 mm de comprimento, 200 μm de largura, 500 μm de altura e espaçados 100 μm entre si. A eficiência térmica do dissi-pador foi avaliada utilizando como fluido de trabalho o HFE-7100 (fluido refrigerante com baixo ozone depleting potencial, ODP, e global warming potential, GWP). Dados experimentais para o coeficiente de transferência de calor (CTC) e perda de pressão fo-ram obtidos em condições de escoamento monofásico e bifásico saturados, para diferen-tes valores de velocidades mássicas. As condições testadas foram de fluxo de calor im-posto (footprint) variando de 50 a 700 kW/m², com velocidades mássicas do fluido entre 392 e 875 kg/m²s, obtendo coeficientes de transferên... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Microchannel-based heat sinks have been shown to be an effective way of cool-ing high-density energy devices such as microprocessors, as well as reducing the material used to manufacture the exchangers and the required refrigerant inventory. Two-phase flow systems that operate with refrigerant fluids provide high heat transfer coefficients with low mass flux values and more uniform temperature distribution on the surface. The present study aimed to evaluate experimentally the performance of a heat sink based on microchannels under saturated conditions of convective boiling of HFE-7100 fluid. The analyzed heat sink has 33 rectangular section microchannels measuring 10 mm length, 200 μm wide, 500 μm high and spaced 100 μm apart. The heat sink was evaluat-ed using HFE-7100 (low ozone-depleting potential, ODP, and global warming potential, GWP) as working fluid. Experimental data for the heat transfer coefficient and pressure drop were obtained under saturated single and two-phase flow conditions for different values of mass velocities. An experimental apparatus was assembled and validated for the accomplishment of testing. As experimental conditions, the heat flux was applied in a range from 50 to 700 kW/m², with mass flux from 392 and 875 kg/m²s, obtaining a heat transfer coefficient of 60 kW/m² and pressure drop up to 12 kPa. By decreasing the mass flux and the input of the subcooling the HTC increases; the pressure drop increases monotonically with the increase in the mass fl... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

[EN] Microwave material sintering provides many advantages over conventional methods. This is a non-conventional technique, where materials absorb and convert electromagnetic energy into heat. The heating process is very different from other methods where heat is transferred through mechanisms of conduction, radiation and convection. The main advantages of microwave sintering can be summarized into three main points: reducing processing time and production costs, environmental benefits and processing flexibility. Therefore, microwaves are an attractive alternative to other sintering methods. The main aim of this thesis is to obtain dense lithium aluminosilicate (LAS) ceramics with adequate mechanical performance and exceptional features by the non-conventional sintering technique of microwave heating for specific applications. The high thermal stability of these materials makes them useful for microelectronics, precision optics and aerospace technologies. Mechanical and thermal properties can be improved by microwave sintering technique. To achieve this goal, the microwave sintering equipment will be optimized in order to obtain solid-state LAS materials and their final properties will be evaluated. As a complimentary phase, the feasibility of improving such properties by the addition of selected second phases, such as alumina and graphene, will be investigated. / [ES] La sinterización de materiales por medio de las microondas aporta muchas ventajas frente a los métodos convencionales. Se trata de una técnica no-convencional donde los materiales absorben las ondas electromagnéticas y las transforman en calor. Este proceso es muy diferente de otros métodos, donde el calor es transferido a través de los mecanismos de conducción, radiación y convección. Las principales ventajas de la sinterización por microondas se puede resumir en tres: reducción de tiempos y costes económicos de producción, beneficios medioambientales y flexibilidad del procesado. Por lo tanto, las microondas son una clara alternativa a otros métodos de sinterización. El objetivo final de esta Tesis Doctoral es la obtención, mediante la técnica de sinterización no convencional de microondas, de materiales cerámicos basados en aluminosilicato de litio (LAS) densos, que reúnan unas prestaciones mecánicas adecuadas y unas funcionalidades excepcionales, para su utilización en aplicaciones específicas. La alta estabilidad térmica de estos materiales los hace idóneos para aplicaciones en el campo de la microelectrónica, la óptica de precisión y la tecnología aeroespacial. Mediante la utilización de las microondas, se pretende mejorar sus propiedades finales, tanto mecánicas como térmicas. Para lograr este objetivo, se adaptarán los equipos de microondas a la sinterización de los materiales de LAS en estado cristalino y se evaluarán sus propiedades finales. En una última fase, se estudiará la viabilidad de mejorar las propiedades de los materiales obtenidos en la etapa anterior, mediante la adición de segundas fases seleccionadas: alúmina y grafeno. / [CA] La sinterització de materials per mitjà de les microones aporta molts avantatges enfront dels mètodes convencionals. Es tracta d'una tècnica no-convencional on els materials absorbeixen les ones electromagnètiques i les transformen en calor. Aquest procés és molt diferent d'altres mètodes, on la calor és transferida per mig dels mecanismes de conducció, radiació i convecció. Els principals avantatges de la sinterització per microones es poden resumir en tres: reducció de temps i costos econòmics de producció, beneficis mediambientals i flexibilitat del processament. Per tant, les microones són una clara alternativa a altres mètodes de sinterització. L'objectiu final d'aquesta Tesi Doctoral és l'obtenció, mitjançant la tècnica de sinterització no-convencional de microones, de materials ceràmics basats en aluminosilicats de liti (LAS) densos, que reunisquen unes prestacions mecàniques adequades i unes funcionalitats excepcionals, per a la seua utilització en aplicacions específiques. L'alta estabilitat tèrmica d'aquests materials els fa idonis per a aplicacions en el camp de la microelectrònica, l'òptica de precisió i la tecnologia aeroespacial. Mitjançant la utilització de les microones, es pretén millorar les seues propietats finals, tant mecàniques com tèrmiques. Per a aconseguir aquest objectiu, s'adaptaran els equips de microones a la sinterització dels materials de LAS en estat cristal·lí i s'avaluaran les seues propietats finals. En una última fase, s'estudiarà la viabilitat de millorar les propietats dels materials obtinguts en l'etapa anterior, mitjançant l'addició de segones fases seleccionades: l'alúmina i el grafé. / Benavente Martínez, R. (2015). DESARROLLO DE MATERIALES CERÁMICOS AVANZADOS CON ALTAS PRESTACIONES MEDIANTE TÉCNICAS NO CONVENCIONALES DE SINTERIZACIÓN: MICROONDAS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/49358 / TESIS / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

[pt] Compressores de gás de grande porte são componentes fundamentais em plantas industriais de refino de petróleo, atuando principalmente como agentes fornecedores de energia mecânica aos processos químicos. Dentre os tipos de compressores, destacam-se os alternativos. Devido a exigências de processo químico e arranjo industrial, é comum a instalação desses equipamentos em estruturas aporticadas, fato que, associado às características do movimento de suas partes mecânicas, não raramente as cargas dinâmicas geradas provocam vibrações inadmissíveis. Neste trabalho é avaliado o comportamento dinâmico de um sistema formado por uma estrutura aporticada, por compressor alternativo, pela fundação em estacas e finalmente pelo próprio solo. O estudo paramétrico realizado se desenvolve a partir de uma análise de modelos simplificados massa-mola, de um modelo em elementos finitos e de medições de campo visando a estabelecer intervalos de valores dos parâmetros do solo local dentro dos quais se identifique as características da resposta dinâmica do sistema. São avaliados os parâmetros coeficiente de mola (km) e a constante do coeficiente de reação horizontal (nh) do solo natural típico da área abrangida pela refinaria REPAR, localizada no município de Araucária, no estado do Paraná, solo esse pertencente à formação geológica denominada Guabirotuba. A avaliação do comportamento dinâmico do sistema através dos modelos desenvolvidos é balizada por valores de medição na estrutura real de velocidades de vibração efetivas, obtidas por instrumentação. Os parâmetros do solo são obtidos por retroanálise de resultados de ensaio de campo, utilizando-se dois modelos amplamente utilizados nos escritórios de projeto: modelo proposto por Miche (1932) e modelo proposto por Hetenyi (1946). O primeiro considera que os parâmetros do solo variam com a profundidade, e o segundo os considera constante com a profundidade. Busca-se avaliar também a influência de parâmetros do solo obtidos através de ensaios de carregamento estático (ABNT NBR 12131, 2006) e obtidos através de ensaios de carregamento estático cíclico, este último se propondo a simular o efeito dinâmico sobre o solo. Finalmente, compara-se os resultados fornecidos pelos modelos simplificados e pelo modelo em elementos finitos em termos das freqüências naturais de vibração. / [en] Gas compressors are key components of industrial plants in oil refining, mainly acting as mechanical energy suppliers to chemical processes. Among the types of compressors, the reciprocating ones is highlighted. Due to mandatory demands of chemical process and industrial arrangement, it is common to install such equipment in framed structures. This condition and the typical movement of mechanical parts of the compressors generate dynamic loads which frequently causes unacceptable vibrations. The aim of the present work is to evaluate the dynamic behavior of a system consisting of a framed structure, a reciprocating compressor, foundation in piles and the soil itself. For this purpose, parametric study is developed from simplified spring-mass models, a finite element model and field measurements. The parametric study is aimed at establish ranges of local soil parameters within which the dynamic behavior of a system can be understood and measured. The parameters so-called spring stiffness (km) and the constant coefficient of horizontal reaction (nh) of natural soil which typically occurs in the area covered by the REPAR refinery, located in Araucaria, Paraná, are then evaluated. This type of natural soils belongs to the geological formation called Guabirotuba. The evaluation of the dynamic behavior of the system through the developed models is benchmarked by field measurements of effective velocity of vibration in the actual structure, obtained by instrumentation. The soil parameters are obtained by back analysis of tests results by using two models widely used in design offices: model proposed by Miche (1932) and model proposed by Hetenyi (1946). The first one takes in account the variation of the soil parameters with depth, and the second one considers soil parameters constant with depth. The aim is also to evaluate the influence of the soil parameters obtained by static and cyclic horizontal loading tests, the latter being proposed to simulate the dynamic effect on the soil. Finally, it is done comparisons of the results provided by simplified models and the finite element model in terms of natural frequencies of vibration.

Terpenos são os principais constituintes dos óleos essenciais e vêm sendo explorados há mais de 3500 anos pela humanidade. Por conta das suas propriedades flavorizantes, são amplamente empregados na indústria de cosméticos e perfumaria. Apresentam ainda uma infinidade de funções biológicas, como promoção de polinização nas plantas, e proteção contra pragas e animais. Além dessas funções, muitos compostos possuem ainda atividade antimicrobiana, anti-inflamatória, antifúngica, entre outras. Tendo em vista a simplicidade estrutural dos terpenos e a alta hidrofobicidade que sugere fracas interações intermoleculares, é difícil de se imaginar como esses compostos conseguem desempenhar funções tão específicas e diversas. É de se esperar que quanto mais complexa a estrutura do composto, mais fácil seja seu reconhecimento pelo organismo. Isso mostra o grande poder de reconhecimento do meio biológico. Nesse trabalho, os parâmetros termodinâmicos de transferência da fase aquosa para a fase micelar de 10 terpenos (carvona, cânfora, cumeno, t-anetol, eugenol, limoneno, citronelal, linalol, terpineol e verbenona) e cumarina em dois sistemas, SDS 30 mmol.kg-1 + TBS 20 mmol.kg-1 e SDS 30 mmol.kg-1 + TBS 20 mmol.kg-1 + 10% v/v de etanol foram determinados buscando elucidar a incorporação micelar desses compostos. Micelas apresentam compartimentos com diferentes polaridades e podem servir como modelo para mimetizar as diferentes interações no meio biológico. Dessa forma, a utilização da cromatografia eletrocinética micelar (MEKC, do inglês Micellar Electrokinetic Chromatography) na determinação dos coeficientes de partição e dos parâmetros termodinâmicos de transferência entre as fases aquosa e micelar desses solutos pode contribuir para o entendimento da distribuição bem como auxiliar na compreensão das funções que os mesmos desempenham na natureza. A hipótese de que os parâmetros termodinâmicos podem elucidar detalhes da incorporação micelar foi ainda testada através da busca de relações lineares de energia de solvatação (LSER, do inglês Linear Solvation Energy Relashionships) com o intuito de evidenciar as principais características moleculares que contribuem para o processo detransferência. Os modelos LSER foram estudados através de regressão múltipla e análises multivariadas de PLS, SPLS, PLS-DA e SPLS-DA, com o objetivo de verificar as propriedades dos terpenos que explicam sua incorporação nas micelas. Outras análises estatísticas multivariadas, como análise de agrupamentos e PCA, foram utilizadas para estudar a variabilidade estrutural dos compostos selecionados, bem como, determinar se os descritores teóricos calculados conseguem descrever as características estruturais dos terpenos. O estudo da termodinâmica de transferência de solutos neutros da fase aquosa para a fase micelar demonstrou que mesmo pequenas diferenças estruturais das moléculas contêm informação sobre a distribuição dos compostos nos compartimentos micelares. Também podese inferir sobre o efeito do etanol nas partições e sobre a própria estrutura micelar. Os resultados para o limoneno mostraram a complexidade envolvida nas partições, levando a ideia de restrição de volume nas micelas modificadas por álcool. Resultados de LSER mostraram que a transferência da fase aquosa para a fase micelar desses compostos é governada principalmente pela interação hidrofóbica onde Vx (Volume de McGowan) foi selecionado como um dos descritores mais importantes para explicar lnP. A análise comparativa dos resultados obtidos pelos dois métodos (estudo dos parâmetros termodinâmicos e LSER) indicou similaridade de resultados. Isso demonstra a grande confiabilidade dos resultados e, então, que estudos similares usando outras soluções micelares e outras classes de compostos (hormônios, flavonoides, aminas, etc.) podem ser muito promissores. / Terpenes are the main constituents of essential oils and have been explored for more than 3,500 years. Because of their flavoring properties, terpenes are widely used in the cosmetics and perfumery industry. They also exert a multitude of ecological functions, such as the promotion of plant pollination and protection against pests and animals. In addition, many compounds have antimicrobial, antifungal, anti-inflammatory activities and others. Given the structural simplicity of terpenes and the high hydrophobicity that suggests weak intermolecular interactions, it is difficult to imagine how these compounds can perform such specific and diverse functions. It is expected that the more complex the structure of the compound, the easier it is its recognition by the organism, which does not seem to be true for this class showing the great power of recognition of the biological system. In this work, the thermodynamic parameters of aqueous and micellar phase transfer of ten terpenes (carvone, camphor, cumene, t-anethol, eugenol, limonene, citronellal, linalool, terpineol, and verbenone) and coumarin in two systems, 30 mmol.kg-1 of SDS + 20 mmol.kg-1 of TBS and 30 mmol.kg-1 of SDS, 20 mmol.kg-1 of TBS, and 10% v/v of ethanol were determined to elucidate the micellar distribution of these compounds. Micelles have compartments that possess different polarities and might be a model to mimic the different interactions that terpenes may have in the biological environment. Thus, the use of micellar electrokinetic chromatography (MEKC) in the determination of the partition coefficients and the thermodynamic parameters of transfer of the aqueous phase to the micellar phase of these solutes can contribute to the understanding of the distribution, as well as help in the understanding of the functions they perform in nature. The hypothesis that the thermodynamic parameters can elucidate details of the micellar incorporation was further analyzed through the search of Linear Solvation Energy Relashionships (LSER), in order to highlight the main molecular characteristics that contribute to the transfer process. The LSER models were studied through multiple regression and other multivariate analyzes, such as PLS, SPLS, PLS-DA and SPLS-DA, in order to verify the properties of terpenes that explain their incorporation into micelles.Other multivariate statistical analysis, such as cluster analysis and PCA were used to study the structural variability of the selected compounds, as well as to determine if the calculated theoretical descriptors can describe all the structural characteristics of the terpenes. The study of thermodynamics of transfer of neutral solutes from the aqueous phase to the micellar phase has shown that even small structural differences of the molecules contain information about the distribution of the compounds in the micellar compartments. It was also possible to infer about the effect of ethanol on the partitions and on the micellar structure. The results for limonene showed the complexity involved in the partitions, showing that occurs volume restriction in alcohol-modified micelles. Results from LSER showed that the transfer of these compounds is mainly governed by hydrophobic interactions where Vx (McGowan volume) was selected as one of the most important descriptors to explain partition. The comparative analysis of the results obtained by the two methods (thermodynamic parameters studies and LSER) indicated similarity of results. This demonstrates the great reliability of the methods, and that similar studies using other micellar solutions and other classes of compounds (hormones, flavonoids, amines, etc.) might be very promising.

Efeitos térmicos em teorias de calibre em (2+1) dimensões são estudados em espaços onde as coordenadas podem ou não comutar. No caso comutativo, a dependência com a temperatura do tensor de polarização é calculada a um laço em teorias envolvendo tanto bósons quanto férmions. Como aplicação, são calculados os processos de blindagem em tais modelos, chegando ao interessante resultado de que cargas magnéticas não sofrem tais efeitos na QED3. Uma prova válida em qualquer ordem de perturbação é desenvolvida, confirmando este comportamento. Em teorias não comutativas, são estudadas as correções a um laço ao coeficiente de Chern-Simons, sendo encontrado que não existe o fenômeno da mistura UV/IR na teoria Chern-Simons-Higgs. O comportamento assintótico de tal coeficiente é analisado no regime de altas temperaturas. Vários outros aspectos envolvendo os efeitos térmicos em teorias de Chern-Simons são explorados. / Thermal effects in (2+1)-dimensional gauge theories are studied in both commutative as well as noncommutative manifolds. In the first situation, the finite temperature polarization tensor is computed a tone loop for fermionic and bosonic couplings. As an application, the screening masses are evaluated and it is found the surprising result that magnetic charges are not screened in QED3. It is demonstrated that this result holds to any order in pertubationtheory. In the noncommutative case, the one loop correction to the Chern-Simons coefficient is studied, and it is found that there is no UV/IR mixing in the Chern-Simons-Higgs model. The asymptotic behavior of such coefficient is analised in the high temperature regime. Several other interesting aspects involving thermal effects of Chern-Simons theories are also discussed.

A presente pesquisa envolve um estudo teórico-experimental da transferência de calor e da perda de carga na condensação e no escoamento monofásico de fluidos refrigerantes halogenados no interior de lâminas com micro canais. Os ensaios consideram o fluido refrigerante puro R-134-a e a mistura quase azeotrópica R-410A. As lâminas estudadas envolvem micro canais de seção quadrada de Dh = 1,214 mm e de seção circular de Dh = 1,494 mm. Os ensaios de líquido subresfriado compreendem velocidades mássicas de 390 a 1360 Kg/sm2 para um temperatura de saturação de 40ºC e subresfriamento de 10ºC. Por sua parte, os ensaios foram realizados considerando um fluxo de calor constante de 5 kW/m2, títulos de vapor de 0,1 a 0,9, velocidades mássicas de 410 a 1135 kg/sm2, temperaturas de saturação de 40 a 50ºC e misturas óleo-refrigerante com concentrações de óleo em massa de 0,25 e 0,45%. Para cada condição de ensaio foram avaliados o coeficiente de transferência de calor e a queda de pressão por atrito na lâmina ensaiada. Os resultados para escoamento monofásico apresentaram consistência com relação às correlações típicas aplicáveis a transferência de calor e perda de carga para regime turbulento em tubos convencionais, apresentando, em média, valores de 12% superiores. Na maioria das condições de ensaios de condensação, segundo mapas de escoamento disponíveis na literatura, foi identificado o domínio do padrão estreitamento anular. Este comportamento foi aferido pelos resultados experimentais de perda de carga mostrando dependência quase exclusiva do parâmetro de Martinelli, e o mecanismo conectivo como principal mecanismo de transferência de calor, característico no padrão anular. Os resultados de condensação foram correlacionados a partir de abordagens empíricas em função do parâmetro de Martinelli e o conceito de velocidade mássica equivalente. Assim como, a partir de uma abordagem semi-empírica considerando um modelo anular que permite avaliar os mecanismos principais de transferência de calor e quantidade de movimento, avaliando a espessura do filme de líquido na parede do canal. Finalmente, os resultados experimentais e os obtidos a partir das correlações desenvolvidas são comparados com estudos disponíveis na literatura relativos a lâminas com micro canais. / This project involves a theoretical-experimental study of heat transfer and pressure drop in condensation and single phase flow of halogen refrigerants in microchannel tubes. The tests include the pure refrigerant R-134a and quasi azeotropic mixture R-410A. The microchannel tubes tested include one with square ports of Dh = 1,214 mm and other with circular port of Dh = 1,494 mm. The subcooled liquid tests considered the mass velocities of 390 to 1360 kg/sm2, the saturation temperature of 40ºC and subcooled of 10ºC. The condensing tests considered a constant heat flux of 5 kW/m2, vapor quality of 0,15 to 0,9, mass velocities of 410 to 1135 kg/sm2, saturation temperature of 40 to 50ºC and oil-refrigerant mixtures with oil mass concentrations of 0,25 and 0,45%. For each test condition was evaluated the coefficient of heat transfer and frictional pressure drop in the microchannel tube. The single phase results agree with typical correlations used in conventional tubes to evaluate the heat transfer and pressure drop in turbulent flow, even though the most of experimental date are 12% higher. The most of flow patterns in condensation were identified as annular using the flow patterns maps available on literature. This behavior was verified through pressure drop results, which show exclusive dependence on Martinelli Parameter. The heat transfer results show that the main heat transfer mechanism was convective, typical in annular flow. The results of condensation were correlated from empirical approachs using the Martinelli parameter and the equivalent mass velocity concept. And, also a semi-empirical approach modeling the annular flow to evaluate the mechanism of heat transfer through the liquid film around the wall of the tube. Finally, the experimental results and the results obtained through the models were compared with correlations referred to microchannels available on the literature.

Mato Grosso do Sul (MS) é um estado brasileiro cuja economia é fortemente dependente da atividade agrícola, sendo diretamente afetado pelas flutuações das safras. Soja e milho são as principais culturas exploradas, chegando a representar 96% dos cultivos temporários. Perdas agrícolas decorrentes de adversidades climáticas são relativamente frequentes nesses cultivos, sobretudo por déficit hídrico. Nesse sentido, estratégias que minimizam perdas, como o Zoneamento Agrícola de Risco Climático (ZARC), são essenciais para garantir o sucesso dos produtores. Todavia, o ZARC não está isento de falhas, requerendo ajustes e melhorias, face às grandes alterações que ocorreram no processo produtivo nas últimas décadas, dentre as quais a ampliação e a atualização da base de dados meteorológicos empregada na determinação dos riscos e o uso de coeficientes de cultura (Kc) atualizados, especialmente no caso da soja com hábito de crescimento indeterminado. Desse modo, os objetivos deste estudo foram: a) comparar o desempenho de duas diferentes estruturas lisimétricas para a obtenção da evapotranspiração das culturas (ETc) da soja e do milho; b) determinar localmente os valores de Kc, com base na lisimetria (ETc) e na evapotranspiração de referência de Penman-Monteith (ETo), considerando cultivares de soja com hábitos de crescimento determinado e indeterminado; c) gerar mapas atualizados de risco climático para a cultura da soja em MS, considerando-se novos Kc e a ampliação da base de dados, para distintas épocas de semeadura; e d) avaliar épocas de semeadura da soja em MS e seus efeitos no risco climático. Os resultados mostraram que as estruturas lisimétricas podem ser empregadas na determinação da ETc, sem diferenças significativas (p < 0,01), apesar das peculiaridades de cada uma. Assim, foi constatado que as determinações de Kc (milho e soja) não sofreram influência do tipo de lisímetro utilizado. Em todos os experimentos realizados, as plantas do interior dos lisímetros apresentaram o mesmo padrão de crescimento, desenvolvimento e produtividade do entorno. Na fase inicial da cultura do milho outonoinverno (0-15 DAE), o Kc médio obtido foi 0,54, com incremento linear até atingir o máximo de 1,37 no pendoamento (50 DAE), decaindo gradualmente durante a fase reprodutiva, ficando próximo a 0,80 na maturação fisiológica (110 DAE) e 0,40 na colheita. Para a cultura da soja, os valores de Kc diferiram significativamente (p < 0,05) entre as cultivares com diferentes hábitos de crescimento, havendo também diferenças entre os Kc propostos nesse estudo em relação àqueles utilizados pelo ZARC e FAO, especialmente na fase reprodutiva, mais longa para as cultivares de hábito indeterminado. Finalmente, o emprego de novos Kc e uso de dados climáticos atualizados (até 2013) e ampliados (190 estações) resultou em mudanças substanciais no ZARC da soja em MS, alterando a proporção de áreas com alto risco nas épocas avaliadas e levando à uma perspectiva diferenciada da antecipação da semeadura da soja. Com base nesses resultados concluiu-se que é necessária uma profunda revisão do ZARC utilizado no Brasil, sendo recomendada a atualização e expansão da base de dados climáticos empregados, assim como a revisão dos parâmetros culturais exigidos pelo modelo Sarra. / Mato Grosso do Sul (MS) is a Brazilian state whose economy is highly dependent on agriculture, being, therefore, directly affected by fluctuations on production. Soybean and maize are the main crops, representing 96% of temporary crops cultivated along the year. Agricultural losses caused by adverse climatic conditions are relatively frequent in these crops, especially by water deficit. Considering that, strategies for minimizing losses, as the Agricultural Climate Risk Zoning (ZARC), are essential to ensure growers success. However, the ZARC requires adjustments and improvements, due the great changes that have occurred in the production system in the past decades. Among the most important changes are the expansion and updating of the climatic database used for determining the risks and the use of new crop coefficients (Kc) concerning to modern cultivars, especially for soybean with indeterminate growth habit. Therefore, this study has as objectives: a) to compare the performance of two different lysimetric structures to obtain soybean and maize evapotranspiration (ETc); b) to determine Kc values for maize and for determinate and indeterminate soybean cultivars, based on ETc from lysimeters and Penman-Monteith reference evapotranspiration (ETo); c) to generate updated maps of climatic risk for the soybean crop in MS, considering new Kc values and the updated and extended climatic databases, for different sowing dates; and d) to evaluate different sowing dates in MS and their impacts on soybean climatic risk. The results showed that lysimetric structures can be employed to determining ETc without significant differences (p < 0.01), despite the peculiarities of each one. Kc values for maize and soybean were not affected by lysimeter type. In all experiments, the plants inside the lysimeters had the same growth patterns than those in the surrounding area. For autumn-winter maize crop, the average Kc from 0 to 15 days after emergence (DAE) was 0.54, with a linear increase up to the maximum of 1.37 at tasseling (50 DAE), gradually decreasing during the reproductive phase, getting close to 0.80 at physiological maturity (110 AED) and 0.40 at harvest. For soybean, Kc values differed significantly (p < 0.05) between cultivars with distinct growth habits, and also among those proposed here and used by ZARC and FAO, mainly during the reproductive phase, which was longer for indeterminate cultivars. Finally, the use of new soybean Kc values and updated climatic data (190 stations with data until 2013) resulted in substantial changes on the soybean ZARC in MS, mainly in the proportion of areas with high risk, leading to new perspectives about soybean sowing anticipation. The main conclusion of this study is that ZARC used in Brazil requires to be deeply reviewed, for both the climatic database used and crop parameters required by Sarra model.

This thesis supplies a contribution to the understanding of the interaction between carboncarbon surfaces, atoms with carbon-surfaces, and atoms with metallic surfaces. It is well established that the surface-surface and atom-surface interactions are interesting, important and challenging for reasons that vary from industrial interest up to the academic necessity of understanding it deeply. Currently, there are many measurements and simulations for the geometric and electronic properties of Graphite, these differ by more than 40%. This implies that our understanding of the nature of this material is quite poor. The interaction between small transition-metals clusters with a Graphene sheet is another example where our knowledge is very limited. There are many theoretical studies in the literature that describe the interaction between these clusters with a Graphene sheet, but they agree and disagree on many points, which calls for systematic study of this issue. In this thesis we will focus our efforts on studying the surface-surface and atom/clusters-surface interactions. This thesis is split into three projects. The first aims to contribute to the understanding of the interlayer interactions of the bulk Graphite. In the second, we intend to shed some light on comprehending the interaction of an adatom with a Graphene sheet. Both of these projects, are studied within DFT framework with the inclusion of the van der Waals (vdW) corrections. In the Graphite project, we found that the electronic and geometric properties depend on the vdW correction employed in the calculation. In the adatom supported on Graphene project, we combined a modified Anderson-Newns model to describe the coupling between the adatom with Graphene. In addition, we found the existence of competition between quantum and classical forces, which determine the type of site in which the adatom prefers to adsorb. The last project is a dynamical study of an atom that impinges upon a metallic surface. In this project, we focus on the calculation of the sticking coefficient, a measure of the amount of nuclear density attached to the metal surface after collision. At this time the project is not one 100% ready, but our preliminary results indicates that, a small part of the nuclear density stays stuck on the metal. / Esta tese ajuda a entender as interações entre duas superfícies de carbono. A natureza da interação de átomos ou aglomerados atômicos adsorvidos sobre uma superfície de carbono. Além disso, visa esclarecer a dinâmica de um átomo sendo adsorvido sobre uma superfície metálica. As interações superfície-superfície e átomos-superfícies são importantes por razões que variam desde o interesse industrial até a necessidade acadêmica para compreendê-la profundamente. Entendê-las ainda é um desafio. Diversos trabalhos apresentam medidas experimentais e simulações para as propriedades geométricas e eletrônicas do grafite. Tais medidas diferem em mais ide 40% umas da outra. Isso mostra que nossa compreensão sobre a natureza desse material ainda é bastante pobre. A interação entre pequenos grupos de metais de transição com uma folha de grapheno é outro exemplo em que nosso conhecimento é limitado. Existem muitos estudos teóricos na literatura que descrevem a interação desse tipo de aglomerado com uma folha de grafeno, porém há numerosas discordâncias. Tais controvérsias parecem suplicar por um estudo sistemático. Nesta tese focamos nossos estudos nas interações superfície-superfície e de átomos ou aglomerados atômicos com superfícies de carbono e de um metal. A tese foi dividida em três projetos. O primeiro visa compreender melhor a interação entre as camadas do grafite. No segundo, pretendemos lançar alguma luz no entendimento da interação de átomos e aglomerados atômicos com uma folha de grafeno. Esses dois projetos, são estudados à luz da Teoria do Funcional da Densidade com a inclusão das correções van der Waals (vdW). No Projecto sobre o grafite, mostramos que as propriedades eletrônicas e geométricas dependem do tipo de correção de vdW empregada no cálculo. No projeto sobre átomos e aglomerados atômicos adsorvidos no grapheno, combinamos um modelo modificado de Anderson-Newns para descrever o acoplamento entre um átomo adsorvido e o grafeno. Além disso, encontramos uma competição entre forças quânticas e clássicas, a qual determina o tipo de sítio no qual o átomo prefere ser adsorvido. O último projeto é um estudo dinâmico de um átomo colidindo contra uma superfície metálica. Nesse projeto o foco é posto no cálculo do coeficiente de aderência, o qual mede a taxa de densidade nuclear presa na superfície metálica após a colisão. Resultados preliminares indicam que, uma pequena parte da densidade nuclear permanece aderida ao metal depois da colisão.

Os projetos hidráulicos para sistemas de irrigação por gotejamento, geralmente, desprezam as perdas de carga localizadas devido ao ressalto resultante da conexão dos gotejadores nas linhas laterais, ou então, estabelecem coeficientes médios ou taxas percentuais para o cálculo destas perdas. No entanto, essas perdas localizadas podem ser bastante significativas, variando com a vazão e a relação modelo do gotejador com diâmetro da tubulação instalada. Esta dissertação apresenta os resultados de uma pesquisa experimental para determinar uma relação matemática que permita estimar as perdas de carga localizadas para cada conjunto gotejador - tubo. Esta relação matemática associa os coeficientes de resistência de carga cinética, em diferentes vazões, com índices geométricos de obstrução para quatro seções, circulares e levemente ovais, de diferentes tubos de polietileno e, quatro modelos de gotejadores, todos comercializados na região de Ribeirão Preto. Abordaram-se ainda aspectos do uso da equação de Blasius para cálculo das perdas de carga distribuída e a influência da variação da viscosidade no escoamento. / The hydraulic projects to drip irrigation systems, usually disregard the localized head losses because of the destach of the drip\'s connection in the lateral lines, or establish average coefficients or percentual rates to calculate these losses. However, these localized losses can be rather significant, varying according to the flow and the drip\'s model connection with the diameter of the installed tubing. This dissertation presents the results of an experimental research to determine a mathematical relation that allows us to estirnate the localized head losses to each drip group - tube. This mathematical relation associates the resistance of kinetic head, in different flows, with geometrical contents of obstruction to four sections, circular and slightly oval, from different polietilene tubes, and four models of drips, commercialized in Ribeirão Preto\'s region. It\'s also discussed the aspects of the usage of Blasius equation to calculate the losses of distributed head and the influence of viscosity variation during the drain.

A norma Brasileira NBR 6122/1996 - Projeto e Execução de Fundações utiliza o conceito de coeficiente de segurança global e parcial na verificação da segurança de fundações. Esta dissertação ressalta que essa verificação, utilizada na prática, é necessária, para que se atenda às exigências da norma, porém, não é suficiente para garantir a segurança de uma fundação. Pois, qualquer medida de segurança deve estar associada a uma determinada probabilidade de ruína. Neste contexto, apresenta-se nessa dissertação uma metodologia de verificação da segurança na qual, a escolha da carga admissível de um estaqueamento é baseada na probabilidade de ruína de um elemento isolado de fundação e, a aplicação dessa metodologia em diversas fundações executadas em diferentes regiões do país. / The Brazilian code NBR 6122/1996 for Foundation Design and Execution is based on the concept of Limit States Design (LSD) and on the traditional Working Stress Design (WSD). This paper shows that this approach, as usually carry out in the foundation engineering practice, although being necessary, is not enough to assure a safe foundation, once any safety measurement should be associated to a given probability of failure. Therefore, in the proposed methodology, the safety verification of the piling allowable load is based on the probability of failure of an isolated foundation element.