O objetivo do trabalho é investigar como as condições biomecânicas de portadores de Osteoartrite (OA) de joelho afetam a capacidade de realizar atividades de vida diária. Participaram desse estudo 39 indivíduos, sendo 18 indivíduos com OA de joelho bilateral grau 3, na escala Kellgren Lawrence, e 21 indivíduos saudáveis. Foram utilizadas duas plataformas de força (AMTI) para registrar a Força de Reação do Solo, cinco câmeras (Sistema Vicon) para registrar as variações angulares das articulações do quadril, joelho e tornozelo, nos planos sagital e frontal, e cinco sensores de eletromiografia wireless (Sistema Noraxon) para registrar as atividades dos músculos reto femoris (RF), vastus lateralis (VL), biceps femoris (BF), tibialis anterior (TA) e gastrocnemius lateralis (GL) no segmento dominante (segmento D) dos sujeitos do grupo controle e no segmento com maior gravidade de lesão nos indivíduos com OA (segmento OA). Também foram calculados por meio de dinâmica inversa os momentos articulares nos planos sagital e frontal. Três atividades de vida diária foram investigadas, a marcha, o levantar e sentar em uma cadeira e o descer de um degrau de 20cm. Nos resultados, foi observada uma menor variação angular de forma geral nas articulações do quadril e joelho. Não foi observada diferença nas cargas mecânicas aplicadas ao aparelho locomotor. Nas três atividades cotidianas, os indivíduos com OA apresentaram adução no quadril e abdução no joelho, que denota um alinhamento em valgo durante a execução das tarefas. Poucas diferenças foram observadas nos momentos articulares flexores e extensores, nas três atividades de vida diária investigadas. No levantar e sentar menores momentos extensores foram observados no joelho durante as duas fases do movimento. Nos momentos adutores, poucas diferenças foram observadas na marcha. No levantar e sentar, o segmento OA não apresentou momentos adutores de joelho maiores que nos outros segmentos. No descer degrau, o segmento CL apresentou maior momento adutor que o segmento OA e D. De forma geral, as diferenças na ativação muscular indicam maior intensidade de ativação no grupo controle. O músculo VL nas três atividades apresentou intensidade de ativação menor nos indivíduos com OA. Observou-se maior co-ativação na marcha e no descer degrau, mas não no levantar e sentar. Na marcha a maior co-ativação ocorreu nas três articulações. No descer degrau, ocorreu no quadril e no joelho. Nas três atividades, maior co-contração foi observada e principalmente no joelho. Conclui-se que as alterações na técnica de movimento mostram-se tarefa dependente. As alterações na execução do movimento no plano sagital não foram suficientes para afetar o controle das cargas mecânicas, na marcha e no descer degrau. Apenas na tarefa de levantar e sentar surgiu algum indicio de que a eficiência seria pior. O alinhamento no joelho e os momentos adutores não sugerem maior magnitude de força no compartimento medial do joelho. Aparentemente, as características temporais sejam mais sensíveis à presença da OA no joelho do que a intensidade de ativação / The aim of this study is to investigate the biomechanical characteristics of patients with knee osteoarthritis (OA) and hoe it affects the ability to perform daily living activities. Thirty nine subjects participated in this study, 18 subjects with bilateral knee OA grade 3 Kellgren Lawrence scale) and 21 healthy individuals. Two force platforms (AMTI) were used to register the Grourd Reaction Force (GRF). Five cameras (System Vicon) were used to register the angular variations of the hip, knee and ankle in the sagittal and frontal planes. Five electromyographic electrodes (Noraxon System) were used to record the activities of the rectus femoris (RF), vastus lateralis (VL), biceps femoris (BF), tibialis anterior (TA) and gastrocnemius lateralis (GL) in the dominant segment (D segment) on control group and the segment with greater severity of injury in individuals with OA (OA segment). Inverse dynamics was used to calculate joint moments sagittal and frontal planes. Three daily living activities were investigated, the gait, the Sit-to stand and Stand-to-sit and Stepping down from a 20cm height step. In results, there was a smaller angular variation in hip and knee joints. No difference was observed in the mechanical loads applied to the locomotor system. In the three daily activities, people with knee OA showed hip adduction and knee abduction, in the three daily activities, which suggests an alignment valgus in the knee. Few differences were observed in joint moments in the three daily living activities. In sit-to-stand and stand-to-sit lower peak extensor moments were observed in the knee. Few differences were observed in adductor moments in gait. In sit-to-stand and stand-to-sit, no difference was observed in knee adductor moments. In stepping down, the CL segment showed greater adductor moment than OA segment and D. In general, differences in muscle activation indicate greater activation intensity in the control group. The VL muscle showed lower activation intensity in individuals with OA in all three activities. A higher co-activation was observed in gait and in stepping down, but not in sit-to-stand and stand-to-sit. In gait the higher co-activation occurred subjects with knee OA in the three joints. In stepping down, higher co-activation occurred in the hip and knee. In the three activities, greater co-contraction was observed and especially in the knee. It can be concluded that changes in movement technique appears to be task dependent. Changes in movement technique in the sagittal plane were not enough to affect the control of the mechanical loads on gait and stepping down movements. Only in sit-to-stand and stand-to-sit some indication of worse efficiency to perform the task was observed. Knee alignment and knee adductor moments do not suggest greater magnitude of force in the medial compartment of the knee. Apparently, the temporal characteristics of muscle activity are more sensitive to the presence of knee OA than the intensity of activation

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:07:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_WALLAS_Final.pdf: 2098098 bytes, checksum: fd85081c515eea7e1921beb926a980cc (MD5) Previous issue date: 2010-05-07 / O objetivo deste trabalho é mostrar o desenvolvimento do modelo de uma planta didática não linear e multivariável usando a resposta ao degrau. Esta planta didática é do curso técnico de automação industrial do IFES SERRA (ES). A partir das equações físicas do processo são desenvolvidas as relações entre as variáveis controladas e as variáveis manipuladas em regime permanente para qualquer ponto de operação. Utilizando a resposta ao degrau, de acordo com sua amplitude, são mapeadas as constantes de tempo do processo. O atraso do modelo é encontrado utilizando os mínimos quadrados. Por fim é desenvolvido um simulador a fim de comparar a resposta no tempo da planta real com a do modelo proposto. / The objective of this dissertation is to show the development of one nonlinear pilot plant model and multivariable using the step response. The pilot plant belongs to the course of industrial process control of IFES - SERRA (ES). From the physical equations of the process, are developed relationships of controlled variables in steady state at any point of operation. Using the step response, are mapped onto the time constants of the process according to the changes of the manipulated variables. The delay model is found using the least squares and step response. Finally we developed a simulator to compare the time response of the real plant with the proposed model.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:18:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4019.pdf: 2106068 bytes, checksum: 932a130726834c5d08398e67e560bd4d (MD5) Previous issue date: 2011-12-02 / Universidade Federal de Sao Carlos / Objectives: To compare the metabolic demand ( O2/ O2peak), ventilatory demand ( E/MVV), dyspnea, fatigue on lower limbs (LL), oxygen peripheral saturation (SpO2) and functional capacity (number of climbs in step and work efficiency) at the peak of the six minutes step test (ST6) among patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) stages II and III; Verify that there is relation of number of climbs in step with the first second forced expiratory volume (FEV1), BODE index, SpO2 and oxygen consumption ( O2) peak obtained in TD6, as well as with the distance walked in the six minutes walk test (6MWT) and in incremental symptom-limited cardiopulmonary test (CPT). Methods: Were evaluated 19 patients with stage II of COPD (50%  forced expiratory volume in one second (FEV1) 80%), composing the Group 1 (G1) and 16 with stage III of COPD (30%  FEV1  50%), constituting the Group 2 (G2) through ST6, 6MWT and CPT. Results: Were observed values significantly greater than dyspnea obtained at the peak of ST6 for G2, as well as significantly lower values of SpO2 at the peak of this test to the same group, as well as the number of climbs in step and distance walked in 6MWT and CPT. The number of climbs in step showed positive correlation with the SpO2 for G2, with r = 0.85. Conclusion: The patients with COPD stage III provided greater perception of dyspnea and desaturation in the ST6. In addition the same demonstrated reduced functional capacity when compared to patients with COPD stage II. And with relationship of number of climbs in ST6 with several variables, noted strong correlation with the SpO2 for patients with COPD stage III. / Objetivos: Comparar a demanda metabólica ( O2/ O2pico), demanda ventilatória ( E/VVM), dispnéia, fadiga nos membros inferiores (MMII), saturação periférica de oxigênio (SpO2) e capacidade funcional (número de subidas no degrau e eficiência de trabalho) no pico do teste do degrau de seis minutos (TD6) entre os pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) estádios II e III; verificar se há relação do número de subidas no degrau com o índice BODE, volume expiratório forçado no primeiro segundo (VEF1), SpO2 e consumo de oxigênio ( O2) pico obtidos no TD6, bem como com a distância percorrida no teste de caminhada de seis minutos (TC6) e no teste cardiopulmonar incremental limitado por sintomas (TCP). Métodos: Foram avaliados 19 pacientes com DPOC estádio II, compondo o Grupo II (G1) e 16 com DPOC estádio III, constituindo o Grupo III (G2) por meio do TD6, TC6 e TCP. Resultados: Observou-se valores significativamente maiores de dispnéia obtida no pico do TD6 para o G2, assim como valores significativamente menores de SpO2 no pico deste teste para o mesmo grupo, bem como do número de subidas no degrau e da distância percorrida no TC6 e no TCP. O número de subidas no degrau mostrou correlação positiva com a SpO2 para o G2, com r= 0,85. Conclusão: Os pacientes com DPOC estádio III apresentaram maior percepção de dispnéia e dessaturação ao executarem o TD6. Cabe também ressaltar que os mesmos demonstraram reduzida capacidade funcional quando comparados aos pacientes com DPOC estádio II. E quanto à relação do número de subidas no TD6 com diversas variáveis, observou-se correlação forte com a SpO2 para os pacientes com DPOC estádio III.

O objetivo do trabalho é investigar como as condições biomecânicas de portadores de Osteoartrite (OA) de joelho afetam a capacidade de realizar atividades de vida diária. Participaram desse estudo 39 indivíduos, sendo 18 indivíduos com OA de joelho bilateral grau 3, na escala Kellgren Lawrence, e 21 indivíduos saudáveis. Foram utilizadas duas plataformas de força (AMTI) para registrar a Força de Reação do Solo, cinco câmeras (Sistema Vicon) para registrar as variações angulares das articulações do quadril, joelho e tornozelo, nos planos sagital e frontal, e cinco sensores de eletromiografia wireless (Sistema Noraxon) para registrar as atividades dos músculos reto femoris (RF), vastus lateralis (VL), biceps femoris (BF), tibialis anterior (TA) e gastrocnemius lateralis (GL) no segmento dominante (segmento D) dos sujeitos do grupo controle e no segmento com maior gravidade de lesão nos indivíduos com OA (segmento OA). Também foram calculados por meio de dinâmica inversa os momentos articulares nos planos sagital e frontal. Três atividades de vida diária foram investigadas, a marcha, o levantar e sentar em uma cadeira e o descer de um degrau de 20cm. Nos resultados, foi observada uma menor variação angular de forma geral nas articulações do quadril e joelho. Não foi observada diferença nas cargas mecânicas aplicadas ao aparelho locomotor. Nas três atividades cotidianas, os indivíduos com OA apresentaram adução no quadril e abdução no joelho, que denota um alinhamento em valgo durante a execução das tarefas. Poucas diferenças foram observadas nos momentos articulares flexores e extensores, nas três atividades de vida diária investigadas. No levantar e sentar menores momentos extensores foram observados no joelho durante as duas fases do movimento. Nos momentos adutores, poucas diferenças foram observadas na marcha. No levantar e sentar, o segmento OA não apresentou momentos adutores de joelho maiores que nos outros segmentos. No descer degrau, o segmento CL apresentou maior momento adutor que o segmento OA e D. De forma geral, as diferenças na ativação muscular indicam maior intensidade de ativação no grupo controle. O músculo VL nas três atividades apresentou intensidade de ativação menor nos indivíduos com OA. Observou-se maior co-ativação na marcha e no descer degrau, mas não no levantar e sentar. Na marcha a maior co-ativação ocorreu nas três articulações. No descer degrau, ocorreu no quadril e no joelho. Nas três atividades, maior co-contração foi observada e principalmente no joelho. Conclui-se que as alterações na técnica de movimento mostram-se tarefa dependente. As alterações na execução do movimento no plano sagital não foram suficientes para afetar o controle das cargas mecânicas, na marcha e no descer degrau. Apenas na tarefa de levantar e sentar surgiu algum indicio de que a eficiência seria pior. O alinhamento no joelho e os momentos adutores não sugerem maior magnitude de força no compartimento medial do joelho. Aparentemente, as características temporais sejam mais sensíveis à presença da OA no joelho do que a intensidade de ativação / The aim of this study is to investigate the biomechanical characteristics of patients with knee osteoarthritis (OA) and hoe it affects the ability to perform daily living activities. Thirty nine subjects participated in this study, 18 subjects with bilateral knee OA grade 3 Kellgren Lawrence scale) and 21 healthy individuals. Two force platforms (AMTI) were used to register the Grourd Reaction Force (GRF). Five cameras (System Vicon) were used to register the angular variations of the hip, knee and ankle in the sagittal and frontal planes. Five electromyographic electrodes (Noraxon System) were used to record the activities of the rectus femoris (RF), vastus lateralis (VL), biceps femoris (BF), tibialis anterior (TA) and gastrocnemius lateralis (GL) in the dominant segment (D segment) on control group and the segment with greater severity of injury in individuals with OA (OA segment). Inverse dynamics was used to calculate joint moments sagittal and frontal planes. Three daily living activities were investigated, the gait, the Sit-to stand and Stand-to-sit and Stepping down from a 20cm height step. In results, there was a smaller angular variation in hip and knee joints. No difference was observed in the mechanical loads applied to the locomotor system. In the three daily activities, people with knee OA showed hip adduction and knee abduction, in the three daily activities, which suggests an alignment valgus in the knee. Few differences were observed in joint moments in the three daily living activities. In sit-to-stand and stand-to-sit lower peak extensor moments were observed in the knee. Few differences were observed in adductor moments in gait. In sit-to-stand and stand-to-sit, no difference was observed in knee adductor moments. In stepping down, the CL segment showed greater adductor moment than OA segment and D. In general, differences in muscle activation indicate greater activation intensity in the control group. The VL muscle showed lower activation intensity in individuals with OA in all three activities. A higher co-activation was observed in gait and in stepping down, but not in sit-to-stand and stand-to-sit. In gait the higher co-activation occurred subjects with knee OA in the three joints. In stepping down, higher co-activation occurred in the hip and knee. In the three activities, greater co-contraction was observed and especially in the knee. It can be concluded that changes in movement technique appears to be task dependent. Changes in movement technique in the sagittal plane were not enough to affect the control of the mechanical loads on gait and stepping down movements. Only in sit-to-stand and stand-to-sit some indication of worse efficiency to perform the task was observed. Knee alignment and knee adductor moments do not suggest greater magnitude of force in the medial compartment of the knee. Apparently, the temporal characteristics of muscle activity are more sensitive to the presence of knee OA than the intensity of activation

O projeto de pesquisa propôs avaliar a metodologia de Simulação de Escalas Adaptativas (SAS) para descrever escoamentos turbulentos e não-reativos utilizando estudos de casos característicos, amplamente documentados, os quais possuem comportamentos do escoamento distintos presentes em diferentes regiões de uma câmara de combustão. O primeiro estudo de caso foi a análise do escoamento sobre um degrau, em que foi avaliada a capacidade do modelo Simulação de Escalas Adaptativas, frente aos modelos de Navier-Stokes com Média de Reynolds (RANS) e Simulação de Grandes Escalas (LES) e aos dados experimentais, em prever a distribuição de pressão, ponto de recolamento e de perfis de velocidade ao longo do domínio após a separação. Pode-se notar que o modelo SAS apresentou resultados praticamente idênticos aos resultados obtidos pelo modelo RANS com relação à distribuição de pressão e a posição ponto de recolamento. Porém, os perfis de velocidade apresentaram algumas discrepâncias com relação aos perfis de velocidade dos modelos RANS e LES e dos resultados experimentais. Um segundo estudo de caso foi a análise do escoamento através de um turbilhonador, em que a capacidade do modelo SAS foi avaliada, comparando seus resultados com os resultados do modelo de Navier-Stokes Não-Estacionárias com Média de Reynolds (URANS) e com os dados experimentais, em prever perfis de velocidade em regiões de recirculação presentes neste estudo de caso. Pode-se observar que ambos os modelos conseguiram prever as principais estruturas de recirculação do escoamento, porém, os perfis de velocidade apresentaram significativas discrepâncias com relação aos dados experimentais. Em seguida, foram feitas comparações entre os modelos SAS e URANS com relação à previsão da precessão central de vórtice e de estruturas de vórtices, das quais foi observado que o modelo SAS apresenta uma maior capacidade para prever estas estruturas em relação ao modelo URANS. / The research project aimed to evaluate the Scale-Adaptive Simulation (SAS) methodology to describe turbulent and non-reactive flows using characteristic, widely documented, case studies, which have distinct flow behaviors present in different regions of a chamber of combustion. The first case study was the analysis of a flow over a backward-facing step, from which the Scale-Adaptive Simulation (SAS) model capacity was evaluated, compared to the Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) and Large-Eddy Simulation (LES) models and experimental data, in order to predict the pressure distribution, reattachment point and velocity profiles throughout the domain after separation. It can be noticed that the SAS model presented results almost identical to the results obtained by the RANS model in relation to the pressure distribution and reattachment position. However, the velocity profiles presented some discrepancies in respect to RANS and LES velocity profiles and the experimental results. A second case study was the analysis of the flow through a swirler, from which the capacity of the SAS model was evaluated, comparing its results to the results of the Unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes (URANS) model and with the experimental data, to predict velocity profiles in recirculation regions present in this case study. It can be observed that both models were able to predict the main recirculation structures of the flow, however, the velocity profiles presented significant discrepancies in relation to the experimental data. Then, comparisons were made between the SAS and URANS models in respect to the prediction of vortex precession vortex core and vortex structures, from which it was observed that the SAS model presents a greater capacity to predict these structures in relation to the URANS model.

No meio científico são bastante utilizados os modelos matemáticos para avaliar as características hidrodinâmicas de reatores, porém a literatura é pobre em informações relativas à aplicação do equacionamento matemático em regime não-permanente. Neste trabalho foi aplicado um modelo matemático simulando a hidrodinâmica de reatores tubulares com dispersão para avaliar o efeito da variação de vazão afluente sobre os parâmetros hidrodinâmicos. As simulações foram efetuadas considerando vazão e volume constantes, vazão e volume variáveis e vazão variável e volume constante. Foi investigada a influência de dois tipos de ensaios estímulo-resposta, pulso e degrau, para aplicação de modelos matemáticos e determinação das curvas de distribuição do tempo de residência (DTR) experimentais. Teoricamente ambos devem fornecer os mesmos resultados embora o ensaio em pulso costume apresentar maior sensibilidade experimental. Conforme esperado, ambos os ensaios apresentaram os mesmos resultados finais. Também foram avaliados os traçadores empregados nos dois tipos de ensaios estímulo-resposta, pulso e degrau. Foram empregados três traçadores diferentes - verde de bromocresol, azul de bromofenol e eosina Y que proporcionaram curvas com diferentes características. Como ferramenta auxiliar da modelação foram estudas a determinação das curvas DTR experimentais com auxílio de duas técnicas distintas. Para calibrar o modelo matemático proposto foram utilizados dados de reatores em escala de bancada com diferentes configurações submetidas a variações de vazões afluentes. Os dados de um reator UASB em escala piloto - submetido a variações cíclicas de vazão afluente de 40 e 60% - foram empregados para calibrar e verificar o modelo matemático proposto. Os resultados encontrados com o modelo matemático proposto nesta pesquisa demonstraram que a variação de vazão afluente não deve ser negligenciada. O modelo utilizado representou adequadamente o reator UASB. Seus resultados, quando comparados aos modelos matemáticos que não consideram a variação de vazão, mostraram que para flutuações de vazão elevadas, vazões com valores até 60% maiores do que a vazão média, os valores dos coeficientes de difusão diferem significativamente em função das hipóteses empregadas no desenvolvimento do modelo matemático. / Mathematical models for hydrodynamic characteristics evaluation of reactors are commonly used however there is a lack of information in the literature concerning the application of mathematical modeling for non-steady state flow. In this thesis, it is presented a non-steady mathematical model to simulate the hydrodynamic behavior of pipe flow reactors with diffusion in order to evaluate the effect of the variation of the influent flowrate in the hydrodynamic parameters. The simulations were performed considering constant flowrate and volume, variable flowrate and volume and, variable flowrate and constant volume. It was investigated the influence of two types of stimulus-response assays, pulse and step function, on the application of mathematical models and the determination of the experimental retention time distribution curves. Theoretically, both tests should provide the same results although the pulse stimulus assay usually presents higher experimental sensitivity. As it was expected, both tests presented the same final results. The tested tracers were also evaluated in relation to the pulse and step stimulus-response tests. Three tracers were tested (bromocresol green, bromophenol blue and eosin Y) and it was shown that they provided different curves. It was studied the construction of the experimental retention time distribution curves using two procedures as an auxiliary tool for modeling. The proposed mathematical model was calibrated with data of bench scale reactors submitted to different cyclical variations of flowrates. Moreover, data of UASB reactor in pilot scale - submitted to 40 and 60% of cyclical variations of flowrates were utilized to calibrate and verify the obtained mathematical model. The results found with the mathematical model proposed in this research showed that the variations in influent flow rate can not be neglected. The model adequately represented a pilot scale UASB reactor. The results showed that the diffusion coefficients differ significantly for high flowrate fluctuations, when compared to other mathematical models that do not incorporate variable flowrate, depending upon the hypothesis used to derive the model.

No meio científico são bastante utilizados os modelos matemáticos para avaliar as características hidrodinâmicas de reatores, porém a literatura é pobre em informações relativas à aplicação do equacionamento matemático em regime não-permanente. Neste trabalho foi aplicado um modelo matemático simulando a hidrodinâmica de reatores tubulares com dispersão para avaliar o efeito da variação de vazão afluente sobre os parâmetros hidrodinâmicos. As simulações foram efetuadas considerando vazão e volume constantes, vazão e volume variáveis e vazão variável e volume constante. Foi investigada a influência de dois tipos de ensaios estímulo-resposta, pulso e degrau, para aplicação de modelos matemáticos e determinação das curvas de distribuição do tempo de residência (DTR) experimentais. Teoricamente ambos devem fornecer os mesmos resultados embora o ensaio em pulso costume apresentar maior sensibilidade experimental. Conforme esperado, ambos os ensaios apresentaram os mesmos resultados finais. Também foram avaliados os traçadores empregados nos dois tipos de ensaios estímulo-resposta, pulso e degrau. Foram empregados três traçadores diferentes - verde de bromocresol, azul de bromofenol e eosina Y que proporcionaram curvas com diferentes características. Como ferramenta auxiliar da modelação foram estudas a determinação das curvas DTR experimentais com auxílio de duas técnicas distintas. Para calibrar o modelo matemático proposto foram utilizados dados de reatores em escala de bancada com diferentes configurações submetidas a variações de vazões afluentes. Os dados de um reator UASB em escala piloto - submetido a variações cíclicas de vazão afluente de 40 e 60% - foram empregados para calibrar e verificar o modelo matemático proposto. Os resultados encontrados com o modelo matemático proposto nesta pesquisa demonstraram que a variação de vazão afluente não deve ser negligenciada. O modelo utilizado representou adequadamente o reator UASB. Seus resultados, quando comparados aos modelos matemáticos que não consideram a variação de vazão, mostraram que para flutuações de vazão elevadas, vazões com valores até 60% maiores do que a vazão média, os valores dos coeficientes de difusão diferem significativamente em função das hipóteses empregadas no desenvolvimento do modelo matemático. / Mathematical models for hydrodynamic characteristics evaluation of reactors are commonly used however there is a lack of information in the literature concerning the application of mathematical modeling for non-steady state flow. In this thesis, it is presented a non-steady mathematical model to simulate the hydrodynamic behavior of pipe flow reactors with diffusion in order to evaluate the effect of the variation of the influent flowrate in the hydrodynamic parameters. The simulations were performed considering constant flowrate and volume, variable flowrate and volume and, variable flowrate and constant volume. It was investigated the influence of two types of stimulus-response assays, pulse and step function, on the application of mathematical models and the determination of the experimental retention time distribution curves. Theoretically, both tests should provide the same results although the pulse stimulus assay usually presents higher experimental sensitivity. As it was expected, both tests presented the same final results. The tested tracers were also evaluated in relation to the pulse and step stimulus-response tests. Three tracers were tested (bromocresol green, bromophenol blue and eosin Y) and it was shown that they provided different curves. It was studied the construction of the experimental retention time distribution curves using two procedures as an auxiliary tool for modeling. The proposed mathematical model was calibrated with data of bench scale reactors submitted to different cyclical variations of flowrates. Moreover, data of UASB reactor in pilot scale - submitted to 40 and 60% of cyclical variations of flowrates were utilized to calibrate and verify the obtained mathematical model. The results found with the mathematical model proposed in this research showed that the variations in influent flow rate can not be neglected. The model adequately represented a pilot scale UASB reactor. The results showed that the diffusion coefficients differ significantly for high flowrate fluctuations, when compared to other mathematical models that do not incorporate variable flowrate, depending upon the hypothesis used to derive the model.

[pt] Neste trabalho é apresentado um estudo sobre a determinação matemática dos valores da dispersão cromática total, do zero de dispersão distribuído e efeitos não lineares em fibras ópticas de dispersão deslocada (DS). Uma metodologia para caracterização das dispersões cromáticas e para os zeros de dispersão local das fibras estudadas é elaborada com a utilização do modelo de fibra degrau equivalente e de aproximações entre as fibras ópticas dos enlaces trabalhados. A relação entre o diâmetro do campo modal e o zero de dispersão cromática distribuído segundo A. Rossaro [6] é discutida e comprovada através da realização de uma série de medidas práticas para a determinação dos efeitos não lineares das fibras de dispersão deslocada dos enlaces da Petrobrás. O objetivo deste trabalho é analisar estes efeitos prejudiciais a transmissão de sinais ópticos de alta velocidade apresentados nos cabos submarinos da Petrobrás entre o Porto de Imbetiba e as plataformas de Pargo I e Pampo I na Bacia de Campos, analisando os resultados obtidos e caracterizando as possibilidades de upgrade destes enlaces. / [en] This work presents a study on the mathematical determination of the total chromatic dispersion, zero dispersion wavelength and nonlinear optical effects in dispersion shifted (DS) fiber optic system. A methodology to determine the chromatic dispersion and zero dispersion wavelength is proposed using the equivalent step index model and the similarity of the total chromatic dispersion measured in fibers of the links under study. The relationship between the mode field diameter and the zero dispersion wavelength according to A. Rossaro [6] is discussed and proven with a series of practical measurements for the determination of the nonlinear effects of the dispersion shifted optical fibers of Petrobras links Imbetiba - Pargo and Imbetiba - Pampo of the Campos Basin. / [es] En este trabajo se presenta un estudio sobre la determinación matemática de los valores de dispersión cromática total, del cero de dispersión distribuido y los efectos no lineales en fibras ópticas de dispersión desplazada (DS). Se elabora una metodología para la caracterización de las dispersiones cromáticas y para los ceros de dispersión local de las fibras estudiadas; utililizando el modelo de fibra escalón equivalente y de aproximaciones entre las fibras ópticas de los enlace. Se discute la relación entre el diámetro del campo modal y el cero de dispersión cromática distribuido según A. Rosaro [6] se comprueba a través de la realización de una serie de medidas prácticas para la determinación de los efectos no lineales de las fibras de dispersión desplazada de los enlaces de la Petrobrás. EL objetivo de este trabajo es analizar los efectos perjudiciales a la transmisión de señales ópticos de alta velocidad que se presentan en los cables submarinos de la Petrobrás entre el Puerto de Imbetiba y las plataformas de Pargo I y Pampo I en la Bacia de Campos, analizando los resultados obtenidos y caracterizando las posibilidades de upgrade de estos enlaces.