Este trabalho analisou os conflitos atuais e futuros decorrentes dos usos múltiplos da água na bacia do Rio Atibaia no Estado de São Paulo. Os usos estudados foram abastecimento urbano e industrial, irrigação, e geração de energia elétrica, levando-se em consideração a transferência de água para a região metrolpolitana de São Paulo através do Sistema Cantareira e a previsões de aumento das demandas de água da bacia hidrográfica. O modelo matemático MIKE BASIN 2000, que associa técnicas de simulação, otimização e modelagem em rede de fluxo foi utilizado na avaliação de diversos cenários. Os resultados das simulações mostraram que para atender as crescentes demandas, minimizando os conflitos entre os usos múltiplos da água é necessário aumentar as vazões mínimas liberadas pelos reservatórios do Sistema Cantareira e reduzir as vazões transferidas para a região metropolitana de São Paulo, evitando assim um colapso nesse sistema. / This study analyzed the actual and future conflicts in consequence of multiple uses of water in Atibaia River Basin in the state of São Paulo. The uses studied were urban and industrial supply, irrigation and generation of electric power considering the transportation of the water to the metropolitan region of São Paulo city through Cantareira System and the forecast of increasing of water demands to the river basin. The mathematical model MIKE BASIN 2000, which associates simulation techniques, optimization and network flow modeling was utilized in the evaluation of several settings. The results of simulations showed that to supply the increasing demands minimizing the conflicts between the multiple uses of water, it is necessary to improve the minimum flows released by Cantareira System reservoirs and reduce the flows transferred to the metropolitan region of São Paulo city, avoiding the system collapse.

Fundamental a vida e ao desenvolvimento de qualquer sociedade, a água é um bem precioso e limitado que está se esgotando e sendo motivo de preocupação mundial. O desperdício, a distribuição desigual, o aumento do consumo e a degradação da qualidade da água são motivos que a tornaram escassa e trouxeram à tona a importância do planejamento e gerenciamento dos recursos hídricos. Frente a esta situação, este trabalho buscou avaliar a disponibilidade hídrica quantitativa e qualitativa da bacia hidrográfica do rio Sapucaí-Mirim, SP. Através da aplicação do simulador hidrológico MIKE BASIN, foi analisado o desempenho do sistema de recursos hídricos, o conflito existente entre os usos múltiplos e a concentração dos parâmetros OD e DBO nas águas do rio que recebe efluentes domésticos, muitos deles sem nenhum tratamento. Apesar da quantidade de água ser suficiente para atender às demandas, o estudo mostra que a geração de energia elétrica está comprometida e a água está se esgotando qualitativamente, evidenciando a necessidade e urgência de se implantar estações de tratamento de esgoto. / Fundamental to the life and to development of any society, water is a precious and limited possession which is running out and has become a world concern. It\'s waste, unequal distribution, increase in the consumption, and degradation of water quality are reasons that have made the water become scarce and bring up the importance of water resources planning and management. Motivate by this situation, this work assessed the quantity and quality of water available at Sapucaí-Mirim river basin, SP. Through of the application of the MIKE BASIN hydraulic simulator, water resources system performance was analyzed, the conflict between the multiples uses of water and the concentration of DO and BOD parameters in the river water that receives domestic wastewater, many of them untreated. Although the quantity water is enough to serve the demand, the study shows that electric power generation is compromising and the water has been scarcity in terms of quality, evidence that it is necessary and urgent to construct new wastewater treatment plants.

Estudamos os processos de formação e de agregação de defeitos dipolares no LiF dopado com Mg POT.2+, nos haletos alcalinos KCI, KBr e KI dopados com Ge POT.2+, Ga POT.+ e Sn POT.2+ e no espinélio (MgAl IND.2 O IND.4) dopado com Cr POT.2+, Cr POT.3+, Co POT.2+, Co POT.3+, Mn POT.2+, Mn POT.3+, Fe POT.2+ e Fe POT.3+ através da técnica de simulação computacional estática. A técnica consiste em calcular a energia dos defeitos segundo uma metodologia muito bem sucedida incorporada nos programas Hades II e Gulp. Os resultados obtidos no estudo do LiF: Mg POT.2+ indicam que os trimeros são obtidos mediante a agregação de três dipolos isolados não havendo uma fase intermediária de dimerização. A energia obtida para a reorientação de um dipolo impureza - vacância (I - V) foi de 0,864eV enquanto que para o modelo impureza - intersticial (I - I) foi de 0,66IeV indicando uma possível coexistência dos dois tipos de defeitos. Analisamos os cristais KBr, KCI e KI dopados com as impurezas Ga POT.+ Ge POT.2+ e Sn POT.2+ e, a partir da energia de ligação dos agregados de defeitos dipolares, verificamos que os dimeros I - V são preferencialmente formado nos casos KBr:Sn POT.2+, KCI:Sn POT.2+ e KCI:Ge POT.2+. Os resultados obtidos para o Ga POT.+ indicam que não ocorre um deslocamento \"off - centre\". Analisando o espinélio MgAl POT.2 O POT.4 verificamos que a não estequiometria presente nas amostras artificiais é determinada pela substituição do Mg POT.2+ pelo Al POT.3+ e que a possibilidade da troca entre os sítios provoca no material normal um comportamento similar ao do espinélio invertido. As impurezas Cr POT.3+, Co POT.3+ e Mn POT.3+ ocupam preferencialmente os sítios octaédricos em substituição ao Al3+. Por outro lado, observamos que no caso do ferro os íons F e2+ ocupam preferencialmente os sítios tetraédricos podendo também ocupar sítios octaédricos e que os íons Fe3+, em sítios octaédricos, seriam provenientes da oxidação do Fe2+ que já estaria ocupando este sítio. A partir do comportamento dos defeitos, gerados pela inserção das impurezas, verificamos que, ao menos, dois dipolos podem ser formados nos espinélios. Comparando os cálculos efetuados com os resultados de Corrente de Despolarização Termicamente Estimulada (CDTE) concluímos que o dipolo formado pelo par [Mg POT.2+]Al POT.3+ O POT.- seria responsável por uma banda de CDTE em 160K, que não se modifica nem com tratamentos térmicos nem com a irradiação, e que o dipolo [Fe POT.2+] Al POT.3+ O POT.- seria responsável por um pico em 260K que é favorecido pela irradiação da amostra. / Computer modelling methods, based on the lattice energy minimisation, have been used to study the possibility of dipolar defect configuration in LiF:Mg2+, KCI, KBr and KI doped with Ge2+, Sn2+ and MgAl2O4. spinels doped with Cr2+, Cr3+, Co2+, Co3+, Mn2+, Mn3+, Fe2+ and Fe3+. Calculations have been carried out using standard defect simulation procedures, programmed in the GULP and HADES programs. In the case of LiF:Mg2+ the activation energy 0,661 e V fur impurity-interstitial (I-I) and 0,864eV for impurity-vacancy (I-V) dipoles are near enough to consider the possible coexistence of both. It was also shown that three dipoles form a trimer without the occurrence of an intermediary dimer. The results for KCl, KBr and KI indicate that I-V dimers are more stable than single dipoles in KBr:Sn2+, KCJ:Sn2 + and KCJ:Ge2+ and that there is no Ga+ off-centre displacement. MgAl2O4 spinels present intrinsic defects originate from cation antisite disorder due to partial interchange of the positions of Mg2+ and Al3+. It was a1so found that the probability of Al3+ replacing Mg2+ is higher than the inverse process. The results of the simulation studies indicate that the configuration energy is lower for Al3+ being replaced by the trivalent impurities Cr3+, Co3+ and Mn3+ than for the replacement of Al3+ and Mg2+ by the divalent impurities Cr2+, Co2+ and Mn2+. It was a1so verified that Fe2+ may occupy both tetrahedral and octahedral sites. The observed Fe3+ in octahedral sites are provided by the oxidation of Fe2- in these positions. Following the behaviour of the defects in MgAl204 spinels, two types of dipoles may occur. Thermally Stimulated Depolarisation Current (TSDC) curves show two dipolar bands at 160K and 260K The 160K band is affected neither by heat treatments nor irradiation and the 260K band is favoured by the irradiation of the samples. In comparison with the TSDC results the two observed dipolar bands may be attributed to the dipoles [Mg2+]Al3+ - O- and [Fe2+]Al3+ -O- respectively.

A abertura de mercado no Brasil, na década de 1990, aumentou a concorrência na indústria automobilística local e a busca por novos produtos, tecnologias e principalmente por processos de manufatura mais enxutos e viáveis economicamente. Dentro deste contexto, a pressão pela redução do tempo de desenvolvimento de novos produtos, fez com que fosse necessário reduzir também o tempo de desenvolvimento dos novos processos de manufatura. O desenvolvimento e planejamento de uma manufatura são processos complexos, pois envolvem diferentes áreas da empresa, demanda altos investimentos e envolve diferentes tecnologias. A Engenharia de Manufatura é a área da empresa responsável pelo planejamento, projeto e implantação de novas manufaturas para novos produtos. O objetivo central deste trabalho é a conceituação e aplicação da Simulação de Processos aplicada nas fases de planejamento e projeto para linhas de produção manuais e automatizadas através da utilização de ferramentas computacionais. O foco será na área de armação de carroceria onde se encontram o maior grau de automação e complexidade. As vantagens obtidas com sua utilização, nas fases de planejamento e projeto, são a redução de investimentos, redução no tempo de introdução de um novo processo, observação prematura de gargalos de produção, definição da quantidade necessária de estoques intermediários, os quais influenciam diretamente os tempos de processo e custos variáveis. Os conceitos apresentados são validados a partir de estudos de casos na Volkswagen do Brasil envolvendo veículos em lançamento como o novo Gol e Voyage e veículos em série como o Polo. / The market opening to newcomers in Brazil during the 1990s has increased the local automotive industry competition and the search for new products, technologies and mainly for leaner and financially feasible processes. Within that context, the need to reduce new product development timing has made it necessary to minimize the development period for manufacturing processes. Planning and developing manufacturing operations are complex processes, once they involve different areas in a company and they demand high investment and peculiar technologies. The Manufacturing Engineering is the area in the company that takes over the responsibility for planning, designing and implementing new manufacturing processes for new products. The main objective of that work is define concepts and apply the process simulation on the planning and designing steps of manual and automatic production lines by using computer tools. The target will be the body shop area where the automation and complexity degrees are higher. The advantages of using such tools during the planning and designing phases are not only the reduction of investment and process introduction timing but also the early identification of production bottlenecks, as well as the definition of line buffers that directly affect the process cycles and variable costs. The presented concepts are validated through cases of Volkswagen of Brazil and involving the launching of vehicles such as the new Gol and Voyage and series models like the Polo.

O triptofano é um aminoácido essencial, sendo o precursor do neurotransmissor serotonina. Esse composto é suscetível a oxidação por ação do oxigênio singleto, o que atrai interesse acadêmico devido a sua associação com doenças como a catarata. Nesse sentido, o presente trabalho se dedicou a investigar as propriedades estruturais e espectroscópicas de quatro moléculas envolvidas nessa oxidação: triptofano, triptofano hidroperóxido, tautômero anelar do triptofano hidroperóxido (WOOH) e álcool (WOH) reduzido dessa última molécula, através da aplicação de técnicas de Química Quântica: Teoria de Pertubação e Teoria do Funcional de Densidade Dependente do Tempo, e de simulação computacional: Método de Monte Carlo e Dinâmica Molecular. Foram analisadas as formas estruturais preferenciais do triptofano (neutra ou zwiteriônica) dependendo do meio (vácuo ou água), investigou-se a formação de ligações de hidrogênio e se obteve teoricamente os espectros UV-vis e de Ressonância Magnética Nuclear para esse aminoácido. Esses dois espectros também foram calculados para as moléculas de WOOH e WOH. Para o triptofano hidroperóxido, que é uma molécula postulada, se avaliou a plausibilidade de sua existência, assim como uma possível razão para sua não observação experimental. / Tryptophan is an essential amino acid, being the precursor of neurotransmitter Serotonin. This compound is susceptible to oxidation by singlet molecular oxygen, which has attracted academic interest due to its association with disorders like cataract. In this sense, this work was dedicated to investigate the structural and spectroscopic properties of four molecules involved in this oxidation: tryptophan, tryptophan hydroperoxide, ring chain tautomer of tryptophan hydroperoxide (WOOH) and an alcohol (WOH) reduced from this latter molecule, by means of Quantum Chemistry techniques: Pertubation Theory and Time- Dependent Density Functional Theory, as well as computer simulation: Monte Carlo method and Molecular Dynamics. The preferential conformations of tryptophan (neutral or zwitterionic) depending upon the medium (vacuum or water) were analyzed, in addition it was investigated the formation of hydrogen bonds and obtained the theoretical UV-vis and Nuclear Magnetic Ressonance spectra of this amino acid. These spectra were also calculated for the WOOH and WOH molecules. Regarding tryptophan hydroperoxide, a postulated molecule, it was evaluated the plausibility of its existence, as well as the reason for its non-experimental observation.

Esta tese parte da hipótese de que nem todos os edifícios de escritório com certificação ambiental na cidade de São Paulo, construídos entre os anos 2000 a 2016, atendem de modo satisfatório as condições de iluminação natural, segundo as recomendações hoje em vigor. Esses edifícios contemporâneos possuem grandes áreas envidraçadas em suas fachadas, sem proteção solar, que causam problemas de conforto térmico e luminoso. Para evitar o ofuscamento, os usuários acionam proteções solares internas como telas e persianas, o que acaba por impedir ou diminuir o acesso à luz natural. A pesquisa realizada fez um levantamento dos padrões construtivos prevalecentes em 28 edifícios de escritório que se enquadram na especificação descrita acima para verificar questões como: a profundidade da planta, transmissão luminosa dos vidros, WWR (Wall Window Ratio), entre outras. Os dados encontrados serviram para a elaboração de modelos referenciais, usados em simulações computacionais, com o objetivo de verificar a influência de variáveis arquitetônicas no desempenho da iluminação natural. As simulações foram realizadas no plug-in Diva do programa Rhinoceros 3D, que simula a iluminação natural de forma integrada com os softwares Radiance/DAYSIM, já validados pela comunidade científica internacional. O tratamento dos dados foi feito através de um método inédito de avaliação do desempenho luminoso e os resultados obtidos mostraram que 60% dos cenários analisados foram reprovados. Esta tese propõe uma metodologia de avaliação do desempenho luminoso de edifícios de escritório que considere de modo integrado a disponibilidade de luz natural, o conforto visual e o consumo de energia. / This thesis is based on the hypothesis that not all office buildings with environmental certification in the city of São Paulo, constructed between 2000 and 2016, meet satisfactorily the conditions of daylighting, according to the recommendations currently in force. These contemporary offices have large glass areas without sun protection in their facades, causing problems of thermal and luminous comfort. In order to avoid glare, users employ indoor shading devices such as rollers and blinds, which ultimately prevent or reduce access to daylight. This research has carried out a survey on the prevailing constructive patterns of 28 office buildings that follow the specifications described above, to verify issues such as plan depth, light transmission of glasses, WWR (Wall Window Ratio), among others. The collected data were used to elaborate reference models used in computational simulations, aiming at verifying the influence of architectural variables on the performance of daylighting. The simulations were carried out with the Diva plug-in for Rhinoceros 3D program, which simulates daylighting, integrated with software Radiance/DAYSIM, already validated by the international scientific community. The data treatment was carried out through an innovative method for evaluating luminous performance, and the obtained results showed that 60% of the analyzed scenarios were disapproved. This thesis proposes that the methodology for evaluating the luminous performance of office buildings should consider the availability of daylight, visual comfort, and energy consumption in an integrated way.

É indiscutível a importância da disponibilidade hídrica, tanto quantitativa como qualitativa, no desenvolvimento adequado de uma região. Não só o déficit desse recurso como também o seu excesso são igualmente problemáticos e devem ser vistos de uma maneira mais realista e séria. Portanto, são necessárias ações eficientes referentes ao planejamento e gestão dos recursos hídricos, a fim de garantir a disponibilidade da água, visando à proteção, à recuperação e à conservação desse recurso. Neste estudo, busca-se analisar os conflitos gerados no aproveitamento de usos múltiplos da água em uma bacia hidrográfica do Estado de São Paulo, considerando-se a cenário atual e o futuro, com a implementação de três pequenas centrais hidrelétricas (PCHs). Através da aplicação de um modelo de simulação computacional são calculados índices de desempenho, ou seja, a confiabilidade, a resiliência e a vulnerabilidade do sistema. / It\'s unquestionable the importance of the water availability, both quantitative and qualitative, in the appropriate development of a region. Not only the deficit of this resource as its excess are equally problematic and must be seen in a more realistic and serious way. Therefore, efficient actions regarding the water resources\' planning and management are necessary, to guarante the availability of water, aiming the protection, recovery and conservation of this rsource. In this work has the aim of analyzing the conflicts generated in the multipurpose reservoir system, in a basis of the State of Sao Paulo, considering the current and future scenarios, with the implementation of thre small hydroelectric power stations. Through the application of a computational simulation model, the reliabilty, resilense and vulnerability of the system are estimated.

Fizemos um estudo teórico sistemático e criterioso para entender o papael das moléculas de água na estabilização da geometria de alfa-ciclodextrina (alfa-CD) em solução aquosa. Adicionalmente, analisamos a confiabilidade dos campos de força clássicos amplamente utilizados e a aplicabilidade de geometrias otimizadas com cálculos quânticos, através de comparação com resultados experimentais. Inicialmente realizamos otimizações de geometria da alfa-CD isolada utilizando os métodos clássicos AMBER, OPLS e MM2 e os métodos quânticos Hartree-Fock (HF), AM1 e PM3. Dentre as 42 geometrias encontradas, identificamos a mais estável obtida com métodos clássicos (AMBER) e com método quântico (HF). Através de comparação de propriedades estruturais dessas duas geometrias com os dados experimentais, observamos que elas são muito próximas e que diferem basicamente pelo tamanho da cavidade, abertura do cone e conformação das hidroxilas primárias. Na geometria AMBER essas hidroxilas são todas (-)gauche enquanto que na HF há duas hidroxilas na conformação trans provocadas pela formação de ligações de hidrogênio intramoleculares e com isso dando uma estabilidade maior para essa geometria de cerca de 2 kcal/mol. Utilizando simulações computacionais com método de Monte Carlo, analisamos a solvatação dessas duas geometrias em água. Verificamos que a geometria AMBER, embora tendo um dipolo menor, interage mais fortemente com a água por cerca de 21 kcal/mol. Isso é decorrência de 6 ligações de hidrogênio a mais que essa geometria faz com a água em comparação com a geometria HF. Analisamos também o caráter hidrofóbico da cavidade e calculamos a densidade interna na geometria HF e 0.33 g/cm POT.3 enquanto que na cavidade da geometria AMBER essa densidade é 0.46 g/cm POT.3. O efeito hidrofóbico provocado pela cavidade em ambas as geometrias é bastante forte, sendo na geometria HF um pouco maior. Para finalizar nossa análise, ) realizamos simulações com Teoria de Perturbação Termodinâmica (PT) e calculamos a variação de energia livre entre essas duas geometrias em solução aquosa. Encontramos que a geometria AMBER é mais estável em água por cerca de 20 kcal/mol. Como a entropia é dada por ( alfaF-alfaE)/T, temos que a variação da entropia entre os dois estados é desprezível. Assim verificamos que dentre os métodos teóricos utilizados para otimização de geometria, o campo de força clássico AMBER foi o que melhor descreveu a geometria da alfa-CD / Theoretical study of the structural stability and hydrophilic solvation of \'alpha\'-cyclodextrin

A pesquisa propõe estudar a influência da alteração nos padrões de ocupação do solo sobre a ventilação natural, com estudo de caso em parte dos bairros Parque Iracema e Cambeba, na cidade de Fortaleza, Ceará. O vento é elemento chave à qualidade do ar no ambiente urbano e conforto térmico em localidades de clima quente úmido. Entretanto, este elemento do clima urbano é estruturalmente modificado pelo processo de urbanização. A morfologia urbana é resultado de prescrições edilícias tais como gabarito, taxa de ocupação do lote e recuos, modificando a permeabilidade do vento no espaço urbano. O estudo da alteração no escoamento do ar sobre o tecido urbano aborda, especificamente, o setor sudeste da capital cearense, que experimenta um processo de expansão urbana vinculado ao mercado imobiliário, intensificando a sua ocupação e alterando os padrões de uso do solo através da verticalização e do adensamento construtivo permitidos pela legislação urbana. O estudo reproduziu modelos virtuais representando a situação atual, a ocupação máxima permitida e uma proposta intermediária como crítica à permissividade prevista em lei. Os cenários foram simulados em ambiente de mecânica dos fluidos computadorizada. Os resultados indicaram o comprometimento das condições de ventilação na região posterior do cenário de máxima ocupação permitida pela elevação no gradiente de vento. No nível local a maioria dos pontos de comparação inseridos no modelo de máxima ocupação indicou melhores condições de ventilação na altura das edificações em relação ao modelo intermediário, resultado da diminuição da taxa de ocupação. / The research aims to study the influence of changing patterns of land use on natural ventilation, with a case study in a part of Parque Iracema and Cambeba neighborhood, in the city of Fortaleza, Ceará. The wind is a key element to air quality in the urban environment and thermal comfort in hot, humid climate locations. However, this urban climate element is structurally modified by the urbanization process. The urban morphology is the result of urban standards such building height, occupancy rate and space between buildings, changing the permeability of the wind in the urban space. The study of air flow changing over the urban area covers, specifically, the southeast sector of Fortaleza, which is experiencing an urban expansion process caused by the housing market, intensifying its occupation and changing patterns of land use through tall buildings and constructive densification allowed by law. The study reproduced virtual models representing the present situation, the maximum occupancy allowed and an intermediate proposal as a criticism of the permissiveness provided by law. These scenarios were simulated using fluid dynamics software. The results indicated that the natural ventilation was prejudiced in the posterior region of the scenario of maximum occupancy. At the local level most of the points of comparison within the maximum occupancy model indicated better ventilation conditions about buildings height comparing to the intermediate model, attesting the influence of a lower occupancy rate.

Modelos de simulação usados para representar uma malha ferroviária com a circulação de trens percorrendo nela um ciclo fechado, estão sujeitos a diversas interferências. Essas interferências são representadas pela circulação de outros trens, bem como pelas filas que são formadas junto aos terminas de carga e descarga, que alteram a programação inicialmente idealizada. A validação desses modelos de simulação é prejudicada por essas interferências, e a busca por um correto procedimento de validação deve ter como base o adequado direcionamento e alocação dos trens. A carência de estudos sobre a validação de simulações aplicadas a sistemas ferroviários, que considerem a característica especifica de trens de ciclo e as interferências citadas, possibilitou a elaboração desta tese, a qual sinaliza que o desenvolvimento de algoritmos que representam o processo de movimentação dos trens em nível de detalhe suficiente, e a adoção de um método de direcionamento adequado, permitem a validação do modelo para esse tipo de sistema. Das três alternativas avaliadas para representar o direcionamento: escolha aleatória entre diversos pontos de carregamento para atender um destino final ou realizado por rotina com a mesma finalidade inserida no próprio simulador, e por modelo otimizador acessado externamente pelo simulador, foi selecionada a segunda opção por permitir uma validação do modelo mais próxima da realidade e realizar experimentos com menor tempo computacional. Uma vez programado o modelo de simulação com o direcionamento de trens escolhido, foi possível conduzir experimentos para medir a sensibilidade com relação as principais variáveis que permitem o dimensionamento de sistemas ferroviários brasileiros. / The rail network simulation models considering trains on closed loop may have many disturbances. These disturbances are caused by the railnet traffic, or queues at the load/unload stations, that changes the movement previously planned. The validation of these simulation models can be problematic because of these disturbances, and the search for the right validation procedure must count with a good train destination choosing process. The lack of studies about the validation of simulations applied to rail networks, considering the specific features of the closed loop trains and the disturbances, have leaded this thesis development, which proves that the development of algorithms that represent the movement process of the trains under sufficient detailing level, and the adoption of a correct destination choosing process, reaches the model validation. From the three options evaluated to represent this destination choosing procedure: random choosing between many loading points to one unloading point, or an internal model routine to do this same task, or an external optimization model called from the simulation model, was choosen the second option, because it validates the model and runs the simulation experiment faster. Once prepared the model with the destination choosing process selected, was possible to conduct experiments to measure the model sensitivity to the main parameters at the design of brazilian rail networks.