Neste trabalho, foi utilizado a plataforma de simulação GEANT4 (Geometry and Tracking) para se avaliar a possibilidade de tratamento de esMago com a BNCT (BNCT em inglês, Boron Neutron Capture Therapy), sendo analisada a deposição de energia nas regiões que circundam o esMago. Como o trabalho apresentado é uma parte de um conjunto de estudos e pesquisas realizados sobre o assunto "Terapia de Captura de Nêutrons pelo Boro" (BNCT), direcionado ao câncer de esMago foi necessário partir de pontos básicos para o desenvolvimento do projeto. Para eonstrução dos volumes sensíveis foi levado em eonsicleração medidas aproximadas da anatomia da região do tronco, na altura da sa vértebra e também do esMago. Dentro do esMago, foi inserido um cilindro enriquecido com boro, com intuito de simular a regi ao a ser tratada. Após a construção, foi efetuada uma avaliação de qual biblioteea do GEANT4 relacionado a processos hadrônicos utilizar para obter resultados satisfatórios. Nas simulações realizadas, se utilizou um feixe de nêutrons monoenergético de 0,0253 eV. A fonte foi posicionada em quatro locais distintos, ou seja, três posições externas e uma interna ao tronco. Ao avaliar a deposição de energia desse feixe de nêutrons térmicos, percebe-se que o feixe, quando a fonte está posieionada no exterior do corpo, diverge praticamente para todas as regiões ocasionando assim uma deposição de energia em locais indesejados. No entanto, o mesmo efeito não ocorre quando a fonte encontra-se no interior do corpo, ou seja, a energia depositada, fica restrita a região do alvo. A simulação nos mostrou que o tratamento com fontes de nêutrons térmicos é realmente promissora, porém não existem fontes de nêutrons térmicos compactas para realizar o tratamento. No entanto, podemos pensar em conduzir nêutrons térmicos através de dutos com materiais reflexivos para nêutrons. / ln this work, we used the simulation platform Geant4 (Geometry and Tracking) to evaluate the possibility of cancer treatment of the esophagus with BNCT (Boron Neutron Capture Therapy). We analyzed the deposition of energy in the regions surrounding the esophagus. The present work constitutes a part of a series of studies and research on the subject "Neutron capture therapy with boron "(BNCT), directed to cancer of the esophagus. Therfore it was necessary to start from the basics for the development of the project. For the construction of sensitive volumes was taken into account approximate measures of the anatomy from the trunk, at the 8th. vertebra and the esophagus. Within the esophagus, a cylinder was inserted with enriched boron in order to simulate the region to be treated. After construction, a study was made in order to select the Geant4 library for the relvant hadronic processes and to get satisfactory results. ln the simulations performed, we used a beam of monoenergetic neutrons with 0.0253 eV. The source was placed at four separate locations, three positions outside and one inside of the trunk. To evaluate the deposition of energy of the thermal neutron beam, we find that the beam when the source is positioned outside the body, diverges in almost alI regions thereby causing a deposition of energy in unwanted tissues. However, the same effect does not occur when the source is inside the body, i.e. the deposited energy is restricted to the target region. The simulation has shown us that treatment with sources of thermal neutrons is realIy promising, but there are no sources of compact thermal neutrons to perform the treatment. However, one can think of conducting thermal neutrons through ducts with refiective materiaIs for neutrons.

O balanço populacional é um método comprovado de se aumentar a previsibilidade do comportamento de um sistema multifásico, e sua utilização em conjunto de técnicas de CFD tem sido cada vez maior pelo desenvolvimento constante de ambas as tecnologias. Este trabalho apresenta o equacionamento genérico do balanço populacional para sistemas bifásicos com agregação e quebra de partículas, além de uma discussão sobre a natureza de sistemas bifásicos. Métodos numéricos específicos para a resolução deste tipo de problema são discutidos, implementados e validados. Como exemplo de aplicação do equacionamento sugerido, é obtido um modelo específico para o caso de coalescência de gotas de água salgada dispersas numa fase óleo submetidas a um campo elétrico alternado, como no processo de dessalgação de petróleo. Um algoritmo baseado em autômatos celulares é utilizado como fonte de dados para validação do modelo e técnicas de CFD produzem um perfil de escoamento da emulsão. / The population balance is a proven method for increasing a multiphase systems behavior predictability, and its employment along with CFD techniques is increasing following the constant development of both technologies. This work presents the generic Population Balance Equations for two-phase systems where its particles suffer aggregation and breakage and a discussion on the nature of two-phase systems. Specific numerical methods for the solution of such problems are discussed, implemented and validated. A specific model for the coalescence of water droplets dispersed in an oily phase under the effects of an alternated electric field is obtained as an application example of the suggested equations, mimicking the oil desalting process. A cellular automata based algorithm is used as data source for the models validation and CFD techniques are used to produce the emulsions flow profile.

Neste trabalho, um estudo preliminar sobre o uso de técnicas nucleares na prospecção e monitoramento de poços de petróleo é reportado. Em particular, a modelagem da avaliação da intensidade de radiação emitida de fontes nucleares presentes em sondas usadas para obtenção de dados dos poços, é discutida. Tal modelagem se fundamenta na utilização e solução da equação de transporte de partículas. Apesar de o problema ser inerentemente tridimensional, a abordagem do modelo matemático, uma equação íntegro-diferencial, é muito complexa neste caso. Neste sentido, um esquema conhecido como nodal, usualmente utilizado no tratamento de problemas multidimensionais, é aqui investigado para casos unidimensionais. Duas formas de tratamento do problema unidimensional nodal são aqui apresentadas: uma baseada em procedimentos analíticos e outra em procedimentos numéricos que envolvem esquemas iterativos. Resultados numéricos são apresentados e discutidos, para casos onde soluções explícitas conhecidas podem ser usadas para comparação. / In this work, a preliminary study on nuclear techniques applied to the petroleum industry, is reported. In particular, the evaluation of the radiation intensity emitted from the radiation sources present in nuclear tools is discussed. The modeling is based on the particle transport equation. Although three-dimensional cases are the one related to real problems, its solution is of high difficulty, due to the complexity of the mathematical model, an integro-differential equation. In this sense, a so-called nodal scheme usually applied to the treatment of multidimensional problems, is here investigated for the one-dimensional case. Two nodal approaches are described here: a first one based on analytical techniques and the second one based on numerical schemes which involve iterative processes. Numerical results are presented and discussed for problems where explicit solutions are available in the literature.

A demanda do silício de grau solar (SiGS) utilizado na indústria fotovoltaica cresce atualmente em uma média de 35% ao ano e a projeção para a próxima década é de constante crescimento. Entretanto, a disponibilidade de matéria-prima para a produção do SiGS não tem crescido na mesma taxa, resultando em uma elevação de seu custo. Logo, a obtenção de rotas alternativas menos onerosas para a produção do SiGS torna-se crucial, principalmente sendo o Brasil o 3o maior produtor mundial de silício de grau metalúrgico. Tendo como objetivo a purificação do silício, o presente trabalho de pesquisa apresenta um estudo detalhado da solidificação direcional do silício, que é uma das etapas utilizadas em todas as rotas alternativas atualmente pesquisadas com o objetivo de purificação. Este estudo foi realizado em um forno do tipo Bridgman vertical, onde o silício líquido contido em um molde foi extraído da região quente do forno, resultando em uma solidificação direcional controlada e ascendente. Dois tipos de silício foram escolhidos como material de entrada para o processo de refino: o silício de grau metalúrgico e o silício de grau metalúrgico pré-refinado por lixiviação. Quatro velocidades de extração do molde entre 5 a 110 mm/s foram empregadas nos ensaios. A macrossegregação de impurezas nos lingotes obtidos foi medida através de análises químicas e a estrutura metalúrgica observada através de macro e micrografias. Os lingotes solidificados com menor velocidade de extração, onde se observa evidências de uma interface sólido-líquido plana, apresentam um grau de refino superior aos de maior velocidade, que mostram evidências de uma interface celular ou dendrítica. As análises químicas mostram que, após a solidificação direcional, os teores de Fe, Al, Cr e Ti medidos nas regiões da base e central dos lingotes atingem níveis especificados para o SiGS por alguns autores. / The demand for solar grade silicon (SiGS) in the photovoltaic industry has grown 35% per year and a constant growth rate is predicted for the next decade. The availability of feedstock to produce SiGS, however, has not grown at the same rate, resulting in increasing SiGS cost. Consequently, the development of less expensive alternative processing routes is of paramount importance to the photovoltaic industry in general, and particularly to Brazil, which is the 3rd largest producer of metallurgical grade silicon. The objective of the present work is to study the directional solidification of silicon, which is a step adopted in virtually all alternative processing routes under development to refine silicon. The directional solidification of silicon was carried out in a vertical Bridgman furnace, where liquid silicon was poured into a quartz mold, which was extracted at constant velocity from the hot region of the furnace, resulting in ascending directional solidification. Two types of feedstock silicon were used, namely, a metallurgical grade silicon that was refined by leaching prior to directional solidification and metallurgical grade silicon as-received from the manufacturer. The quartz molds with liquid silicon were extracted at four different velocities in the range from 5 to 110 mm/s. In the solidified silicon ingots, the macrosegregation of elements were measured using accurate analytical techniques, whereas the metallurgical structures were observed in macro and micrographs. The ingots solidified at lower extraction velocities, at which evidences of a planar solidliquid interface were observed, showed greater refining effect than those solidified at larger velocities, which showed evidences of a cellular or dendritic solid-liquid interface. The contents of Fe, Al, Cr, and Ti measured at the base and center portions of the solidified ingots comply with the specifications of SiGS proposed by some authors.

Submitted by Andrea Pereira (andrea.pereira@unipampa.edu.br) on 2018-02-26T14:53:50Z No. of bitstreams: 1 Dis Aline Arim 2014.pdf: 2600425 bytes, checksum: 554e838456b896fb0b172d0daeae744b (MD5) / Approved for entry into archive by Vera Leite (vera.leite@unipampa.edu.br) on 2018-03-01T14:40:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dis Aline Arim 2014.pdf: 2600425 bytes, checksum: 554e838456b896fb0b172d0daeae744b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-01T14:40:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dis Aline Arim 2014.pdf: 2600425 bytes, checksum: 554e838456b896fb0b172d0daeae744b (MD5) Previous issue date: 2014-05-09 / O efluente líquido industrial, quando liberado em corpos hídricos receptores sem receber tratamento, causa sérios problemas ambientais em função da sua carga de contaminantes. Um típico contaminante da indústria têxtil são os corantes do tipo azo, que são compostos orgânicos sintéticos largamente utilizados. Ao se decompor, sob certas condições, esta classe de corante desenvolve potencial cancerígeno, tornando-se tóxico aos seres humanos e ecossistemas. O processo de adsorção é um dos métodos de tratamento de efluentes mais empregados para este tipo de efluente industrial. Este procedimento visa à remoção de contaminantes de efluentes líquidos através de um material adsorvente. São fatores predominantes para o sucesso da adsorção, a escolha adequada do adsorvente, sua viabilidade econômica e baixa toxidez. Para que biomassas vegetais possam ser utilizadas como meio adsorvente, geralmente, é necessária a aplicação de operações unitárias para o preparo desse material. Dentre as técnicas mais utilizadas para este fim, destacam-se a moagem e a secagem. De acordo com o que foi exposto, o objetivo principal deste trabalho foi analisar a influência do processo de secagem e moagem sobre a eficiência de adsorção do corante Vermelho do Congo por sementes de mamão Formosa (Carica papaya L.). Na primeira etapa do trabalho, efetuou-se um estudo investigativo da aplicação das sementes de mamão Formosa para a adsorção do corante Vermelho do Congo, onde obteve-se uma eficiência de remoção variando de 6,5 a 43%. Na segunda etapa, realizou-se a caracterização física (distribuição do tamanho médio de partículas, densidade real, densidade bulk e porosidade do leito), físico-química (isotermas de dessorção) e inspeção morfológica das sementes (microscopia). Nesta etapa de caracterização as sementes foram analisadas nas conformações físicas inteiras e frescas, inteira e seca e moída e seca. Na terceira etapa realizou-se o estudo da cinética de secagem das sementes em secador de leito fixo com fluxo de ar paralelo, onde foram avaliadas as variáveis de temperatura de secagem (40 e 60 °C), velocidade do ar (1 e 2 m/s), altura da bandeja (5 e 10 mm) e conformação física das sementes (inteira e moída). Na quarta etapa, determinaram-se as condições favoráveis para o processo de adsorção do corante Vermelho do Congo, sendo que tais condições ocorreram em concentração do efluente de 50 mg/L, relação massa de biomassa por volume de efluente de 0,01 g/mL e tempo de contato da biomassa com o efluente de 30 min. Na quinta etapa, realizou-se o estudo da influência do processo de secagem e moagem sobre a eficiência de adsorção do corante Vermelho do Congo por sementes de mamão Formosa (Carica papaya L.). Neste estudo as biomassas que apresentaram as maiores eficiências de adsorção, com valores de aproximadamente 58 %, foram as sementes secas na conformação física moída e nas condições de T = 60 °C e v = 1 m/s. Por fim, determinou-se a capacidade máxima de adsorção do corante Vermelho do Congo, obtendo-se um valor de aproximadamente 15mg de corante Vermelho do Congo adsorvido para cada grama de semente utilizada. / The liquid industrial effluent, when released into receiving water bodies without treatment, causes serious environmental problems due to its load of contaminants. A typical contaminant in the textile industry are the azo dyes, which are synthetic organic compounds widely used. To decompose under certain conditions, this class of dye develops carcinogenic potential, becoming toxic to humans and ecosystems. The adsorption process is one of the methods most commonly used wastewater treatment for such industrial waste. This procedure aims at removing contaminants from wastewater through an adsorbent material. Are predominant factors for the success of adsorption, the proper choice of sorbent, its economic viability and low toxicity. For vegetable biomasses can be used as adsorbent means applying unit operations for the preparation of this material is usually required. Among the techniques used for this purpose, we highlight the grinding and drying. According to the foregoing, the main objective of this study was to analyze the influence of drying and grinding on the adsorption efficiency of the dye Congo Red by Formosa papaya seeds (Carica papaya L.). In the first stage of work, we performed an investigative study of the application of the seeds of papaya fruit for the adsorption of Congo Red dye, which obtained a removal efficiency ranging from 6.5 to 43%. In the second stage, there was the physical characterization (distribution of average particle size, true density, bulk density and porosity of the bed), physico-chemical (sorption isotherms) and morphological inspection of seeds (microscopy). This characterization step seeds were analyzed in whole and fresh, whole and dry milled and physical conformations and dry. In the third step was conducted to study the kinetics of drying seeds in a fixed-bed dryer with air flow parallel, where the variables drying temperature (40 to 60 ° C), air speed were evaluated (1 and 2 m / s), height of the tray (5 and 10 mm) and physical conformation seeds (whole and ground). In the fourth step, the favorable for the adsorption of Congo Red dye were determined conditions, and such conditions occurred in the effluent concentration of 50 mg / L biomass mass ratio by volume of effluent 0.01 g / ml and contact time with the effluent of the biomass of 30 min. In the fifth step, we carried out the study of the influence of drying and grinding on the adsorption efficiency of Congo Red dye from seeds of papaya fruit (Carica papaya L.). In this study the biomass presented the highest adsorption efficiencies, with values of about 58%, dry seeds were ground in physical conformation and conditions of T = 60 ° C and v = 1 m / s. Finally, we determined the maximum adsorption capacity of Congo Red dye, obtaining a value of approximately 15 mg of Congo Red dye adsorbed for each gram of seed used.

Submitted by Andrea Pereira (andrea.pereira@unipampa.edu.br) on 2018-02-26T16:41:54Z No. of bitstreams: 1 Dis Elizandra Machado 2017.pdf: 4131928 bytes, checksum: 0cc88acf3f5534f0382e18b562b8a4ed (MD5) / Approved for entry into archive by Vera Leite (vera.leite@unipampa.edu.br) on 2018-03-01T14:41:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dis Elizandra Machado 2017.pdf: 4131928 bytes, checksum: 0cc88acf3f5534f0382e18b562b8a4ed (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-01T14:41:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dis Elizandra Machado 2017.pdf: 4131928 bytes, checksum: 0cc88acf3f5534f0382e18b562b8a4ed (MD5) Previous issue date: 2017-02-06 / Atualmente o Rio Grande do Sul tem a alimentação pecuária baseada quase que exclusivamente em pastagens de elevado teor forrageiro. O cornichão (Lotus corniculatus L.) é uma forrageira que tem se destacado na região da campanha devido sua grande resistência ao frio e às geadas, porém, é uma semente muito pequena e leve, o que dificulta o uso e regulagem de tecnologias agrícolas. O recobrimento de sementes é uma técnica de beneficiamento que tem se apresentado promissora para corrigir falhas e melhorar as características de lotes de sementes, remover contaminantes, entre outros. O leito de jorro é um equipamento que pode ser utilizado no recobrimento de sementes pois seu movimento cíclico aliado com a atomização proporciona uma boa adesão da suspensão à partícula e uma secagem adequada resultando em uma cobertura regular e uniforme. Com isso, o presente trabalho apresentou como objetivo realizar o estudo do recobrimento de sementes de cornichão em leito de jorro. Para a realização deste trabalho foram utilizadas sementes de cornichão cedidas pela Embrapa Pecuária Sul (Bagé, RS). A metodologia consistiu em caracterizar física, fisiológica e morfologicamente as sementes; estudar diferentes formulações baseadas em componentes poliméricos para a suspensão de recobrimento; estudar a fluidodinâmica das sementes em leito de jorro; estudar o processo de recobrimento das sementes em leito de jorro e avaliar a qualidade do produto final. Para avaliar o recobrimento foi utilizado um planejamento experimental do tipo composto central rotacional (DCCR), tendo como variáveis independentes a temperatura do ar e a vazão da suspensão e como respostas a eficiência do processo, o crescimento das partículas e o peso de mil sementes (PMS). Os resultados obtidos para a fluidodinâmica mostraram que a carga mássica que melhor se adequou ao processo foi 500 g de sementes; os filmes poliméricos formados após o recobrimento em leito de jorro proporcionaram a obtenção de uma fina película sobre as sementes; os resultados da eficiência do processo foram entre 6 a 50 %, para o crescimento da partícula entre 0,3 a 2,9 % e para o PMS entre 1,10 a 1,52 g. A avaliação estatística permitiu verificar o efeito das condições experimentais (temperatura do ar e vazão da suspensão) sobre as respostas avaliadas. Considerou-se como mais satisfatório o experimento que proporcionou maiores valores para a eficiência do processo (50,36 %) e crescimento das partículas (2,91 %), provenientes do recobrimento com temperatura de 75 °C e vazão da suspensão de 13,4 mL/min. Através das análises realizadas para o produto final verificou-se que houve um incremento no tamanho e no peso das sementes. Também observou-se que as sementes não foram prejudicadas fisiologicamente pois não foram danificadas suas reservas de substâncias e estrutura justificando a realização deste trabalho. / Nowadays, Rio Grande do Sul has livestock feed based almost exclusively on high forage pastures. The birds foot trefoil (Lotus corniculatus L.) is a forage that has stood out in the region of the campaign due to its great resistance to the cold and the frosts, but it is a very small and light seed, which makes difficult the use and regulation of agricultural technologies. The seed coating is a beneficiation technique that has been promising to correct faults and to improve the characteristics of seed lots, to remove contaminants, among others. The spouted bed is an equipment that can be used in the coating of seeds because its cyclic movement combined with the atomization provides a good adhesion of the suspension to the particle and a suitable drying resulting in a regular and uniform coverage. Thus, the present study presented aimed at making the study of coating birdsfoot trefoil seeds in spouted bed. For the accomplishment of this work we used seeds of birds foot trefoil ceded by Embrapa Pecuária Sul (Bagé, RS). The methodology consisted in the physical, physiological and morphological characterization of the seeds; studying different formulations based on polymer components for the coating suspension; to study the fluid dynamics of the seeds in the spouted bed; to study the process of coating the seeds in the spouted bed and to evaluate the quality of the final product. In order to evaluate the coating, an experimental design of the central rotational compound type (DCCR) was used, having as independent variables the air temperature and the suspension flow rate and as responses to process efficiency, particle growth and the weight of one thousand seeds (PMS). The results obtained for the fluid dynamics showed that the mass load that best suited the process was 500 g of seeds; the polymer films formed after the spouted bed coating provided a thin film on the seeds; the results of the process efficiency were between 6 to 50 %, for particle growth between 0,3 to 2,9 % and for PMS between 1,10 to 1,52 g. The statistical evaluation allowed to verify the effect of the experimental conditions (air temperature and suspension flow) on the evaluated responses. It was considered as more satisfactory the experiment that provided higher values for the process efficiency (50,36 %) and particle growth (2,91 %), from the coating with a temperature of 75 °C and a flow rate of the suspension of 13,4 mL/min. Through the analyzes performed for the final product it was verified that there was an increase in the size and the weight of the seeds. It was also observed that the seeds were not harmed physiologically because their reserves of substances and structure were not damaged justifying the accomplishment of this work.

Submitted by Andrea Pereira (andrea.pereira@unipampa.edu.br) on 2018-02-26T19:04:10Z No. of bitstreams: 1 Dis Reginaldo Freitas 2016.pdf: 2436971 bytes, checksum: ddcd656cb689166b1aa02f1a145cd262 (MD5) / Approved for entry into archive by Vera Leite (vera.leite@unipampa.edu.br) on 2018-03-01T14:43:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dis Reginaldo Freitas 2016.pdf: 2436971 bytes, checksum: ddcd656cb689166b1aa02f1a145cd262 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-01T14:43:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dis Reginaldo Freitas 2016.pdf: 2436971 bytes, checksum: ddcd656cb689166b1aa02f1a145cd262 (MD5) Previous issue date: 2016-09-23 / O estado do Rio Grande do Sul tem grande destaque em atividades pecuarista como economia regional. Isto implica em uma crescente necessidade da utilização de espécies de sementes forrageiras de estação fria nesta região. Dentre as sementes forrageiras mais adaptáveis ao clima frio tem-se o cornichão (Lotus corniculatus L.), uma leguminosa forrageira hibernal, muito versátil, com alta tolerância a acidez do solo a qual é utilizada em ampla escala no Rio Grande do Sul. A semente é o veículo que leva ao agricultor todo o potencial genético de uma cultivar com características superiores, e em seu caminho, pequenas quantidades de sementes são multiplicadas até que sejam alcançados grandes volumes de produção, no decorrer do qual a qualidade dessas sementes estará sujeita a uma série de fatores capazes de causarem perda de todo potencial genético. Diante de um mercado tão promissor, a obtenção de sementes de melhor qualidade ainda apresenta dificuldades que vão desde a fase de produção no campo, onde as sementes são colhidas precocemente em relação ao ponto de maturidade fisiológica devido ao processo de perda natural, até seu beneficiamento, onde o processo de secagem apresenta-se como uma etapa limitante que necessita de uma atenção muito especial para evitar perdas fisiológicas no produto final. A operação de secagem aplicada a sementes tem a finalidade de assegurar a conservação deste produto por meio da redução do seu teor de água. Neste caso, onde trata-se de materiais orgânicos, a redução no teor de água deve ser efetuada de maneira bem controlada, necessitando um estudo e analise da operação aplicada ao material, já que a mesma se for realizada de maneira descontrolada pode acarretar na perda do material. Na tecnologia de produção de sementes de alta qualidade a secagem é tida com uma das etapas de maior importância, pois permite a redução do teor de água em níveis adequados para o armazenamento e comercialização (12 a 15 % de umidade), preserva as sementes de alterações físicas e químicas induzidas pelo excesso de umidade, torna possível a manutenção da qualidade inicial durante o armazenamento e possibilita colheitas próximas da maturação fisiológica. A utilização do secador de leito fluidizado para aplicação da operação de secagem vem sendo objeto de investigações cientificas, pois este secador apresenta já reconhecidas vantagens que vão desde alta capacidade de secagem pela eficiente transferência de massa e de energia, até redução de tempo de secagem pela rapidez na remoção da umidade e a facilidade de controles. Diante do exposto, o presente trabalho teve como objetivo uma modelagem matemática e aplicação de simulação da secagem em leito fluidizado, seguida de testes aplicados experimentalmente através de ensaios realizados em um secador de leito fluidizado confeccionado para este trabalho. Foram realizados estudos de caracterização física e fisiológica das sementes; modelagem e simulação da secagem de sementes de cornichão (Lotus corniculatus L.) em leito fluidizado; confecção do aparato experimental de leito fluidizado que foi utilizado no processo de secagem das sementes de cornichão; caracterização fluidodinâmica do leito fluidizado; secagem das sementes de cornichão em secador de leito fluidizado; estudo do comportamento do modelo simulado e ajustes com a experimentação realizada; analise de sensibilidade paramétrica do modelo proposto, e estudo da influência dos parâmetros do processo de secagem, umidade final e coeficiente global de transferência de massa, sobre a germinação das sementes de cornichão. Os resultados do estudo de secagem ficaram na faixa de 9,00 a 10,22 % em relação a umidade final em base úmida. No que se refere a germinação os valores encontrados ficaram na ordem de 72 a 78 %. Para estas duas respostas a temperatura foi a variável de maior influência. O estudo da modelagem e simulação apresentou-se eficaz para a secagem das sementes de cornichão em leito fluidizado. O coeficiente global de transferência de massa influencia de maneira significativa os índices de germinação das sementes, sendo seu aumento prejudicial a fisiologia das sementes de cornichão (Lotus coniculatus L.). / The Rio Grande do Sul state has great prominence in pastoralist activities as a regional economy. This implies a growing need to use species of fodder seeds cool season in this region. Among the most adaptable forage seeds to the cold weather has the birdsfoot trefoil (Lotus corniculatus L.) a Winter forage legume, very versatile, with high tolerance to acid which is used in large scale in Rio Grande do Sul. The seed is the vehicle that leads to the farmer all the genetic potential of a cultivar with superior characteristics, and on their way, small amounts of seeds are multiplied until they are achieved high volume production, during which the quality of the seeds will be subject to a number factors capable of causing loss of the entire genetic potential. Faced with such a promising market, obtaining better quality seeds still has difficulties ranging from the production phase in the countryside where the seeds are harvested early in relation to the physiological maturation due to the natural loss process until its processing where the drying process is presented as a limiting step that requires particular attention to avoid losses in physiological final product. The drying operation applied to seeds aims to ensure the conservation of this product through reduction of water content. In this case where these are organic materials, reduction in water content must be performed in a well controlled manner requiring a study and analysis of operation applied to the material, since the same if performed in an uncontrolled manner may result in loss of material. In high quality drying seed production technology is taken with one of the most important steps, since it allows reducing the water content at appropriate levels for storage and marketing (12 to 15% humidity), preserves the seeds of physical and chemical changes induced by excess moisture, makes it possible to maintain the initial quality during storage and enables next harvest physiological ripeness. The use of fluidized bed dryer for implementation of the drying operation has been the subject of scientific investigation since this dryer has been recognized advantages ranging from high drying capacity for efficient mass transfer and energy until drying time reducing the speed of moisture removal and ease of controls. Given the above, this study aimed to mathematical modeling and drying simulation application in fluidized bed, followed by tests applied experimentally by tests carried out in a fluidized bed dryer made for this job. physical and physiological characterization studies were performed seeds; Modeling and Simulation of drying seeds birdsfoot trefoil (Lotus corniculatus L.) fluidized bed; making the fluidized bed experimental apparatus that is used in the drying process of the seed birdsfoot trefoil (Lotus corniculatus L.); fluid dynamic characterization of the fluidized bed; Drying of the seeds birdsfoot trefoil (Lotus corniculatus L.) in a fluidized bed dryer; model behavior study simulated and adjustments to the trial held; analysis of parametric sensitivity of the model; study of the influence of the parameters of the drying process, the final moisture and overall mass transfer coefficient on the germination of seeds birdsfoot trefoil (Lotus corniculatus L.). Drying study results were in the range from 9.00 to 10.22% over the final moisture on a wet basis. As regards the germination values found were in the range 72-78%. For these two answers the temperature was the most influential variable. The study of modeling and simulation showed to be effective in drying the seeds birdsfoot trefoil fluidized bed. The overall mass transfer coefficient influences significantly the levels of seed germination and increase its adverse physiology of seed birdsfoot trefoil (Lotus coniculatus L.).

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2016-11-09T13:52:23Z No. of bitstreams: 1 thesisPatriciaAraujoPereira.pdf: 3197542 bytes, checksum: 4965907833800a34d6a3b3b6d36503ad (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2016-11-09T13:52:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 thesisPatriciaAraujoPereira.pdf: 3197542 bytes, checksum: 4965907833800a34d6a3b3b6d36503ad (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-09T13:52:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 thesisPatriciaAraujoPereira.pdf: 3197542 bytes, checksum: 4965907833800a34d6a3b3b6d36503ad (MD5) Previous issue date: 2015-11-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) / In this work a new multiscale computational model is developed to describe with accuracy the hydrodynamics in shale gas reservoirs. The multiscale model is constructed exploring the multimodal shale pore size distribution characterized by three distinct levels of porosity (nanopores, micropores and fractures) and four di erent length scales: nano, micro, meso and macro. At the nanoscale, gas adsorption in the organic matter is modeled using the Thermodynamics of Inhomogeneous Gases. Adsorbed gas and nanopres are homogenized forming the organic aggregates, which together with the inorganic phase (clay, calcite, quartz) and micropores constitute the porous medium at the microscale. Micropores are considered partially saturated by immobile water with dissolved and free gas movement ruled by Fickian di usion and Darcy's ow with higher apparent permeability induced by the slippage mechanism at the pore wall and Knudsen di usion. Mass exchange between free and dissolved gas phases is computed invoking local thermodynamical equilibrium with equality between gas fugacities in both phases. At the mesoscale, the multiphase system is treated as an overlaying continuum, forming the shale matrix, where ow takes place towards the hydraulic fracture network. The coupling between gas ow in shale matrix and fractures gives rise to the mesoscopic model. In order to construct the macroscopic model, information from the ner scales is transfered to coarser scales through a formal homogenization procedure based on asymptotic expansions together with a reduced dimension technique, where fractures are treated as (n􀀀1)-interfaces (n = 2; 3), with average properties computed accross fracture aperture. Such development leads to a macroscopic model characterized by a new pressure equation in the shale matrix coupled through a source term with the hydrodynamics of gas ow in the hydraulic fractures. Nano and micro models are explored to numerically reconstruct constitutive laws for the e ective parameters on the new pressure equation: hydraulic conductivity and storativity coe cient, the latter dependent on TOC (total organic content), water saturation, nano and micro porosities. The macroscopic model is discretized by the fi nite element method and numerical simulations of gas recovery processes using input data from existing formations are presented and compared with results found in the literature. / Neste trabalho desenvolvemos um novo modelo computacional multiescala para descrever com acurácia a hidrodinâmica em reservatórios de gás em folhelhos. O modelo multiescala é construido explorando a distribuição multimodal do folhelho, caracterizado por três niveis distintos de porosidade (nanoporos, microporos e fraturas) e quatro escalas díspares de comprimento: nano, micro, meso e macro. Na escala nanoscópica, a presença de gás adsorvido na mat_eria orgânica é modelada através da Termodinâmica de Gases Confinados. O gás adsorvido é homogeneizado com o sólido orgânico dando origem aos agregados de querogênio que juntamente com a fase inorgânica (argila, calcita e quartzo) e os microporos compõe as múltiplas fases do folhelho na microescala. Nos microporos, que se encontram parcialmente preenchidos por água imóvel, o gás se encontra sob duas formas: dissolvido na fase aquosa e livre, com movimentos regidos respectivamente por difusão Fickiana e pela lei de Darcy com permeabilidade aparente aumentada devido ao deslizamento das moléculas de gás nas paredes do sólido e pela difusão de Knudsen. A troca de massa entre o g_as livre e dissolvido na água é calculada postulando-se o equilíbrio termodinâmico local com igualdade entre as fugacidades do gás nas duas fases. Na mesoescala o sistema multifásico _e visto como um contínuo equivalente constituindo a matriz porosa, onde o gás percola durante a fase de produção em direção a rede de fraturas hidráulicas. O acoplamento entre as hidrodinâmicas na matriz e fraturas dá origem ao modelo mesoscópico. A transferência de informação proveniente das escalas inferiores para construção do modelo macroscópico é feita através de procedimento formal de homogeneização baseado em expansões assintóticas em conjunção com técnicas de redução de dimensão, onde as fraturas são tratadas como (n􀀀1)-interfaces (n = 2; 3), com propriedades médias computadas ao longo da sua abertura. O resultado dá origem a um novo modelo macroscópico caracterizado por uma nova equação da pressão na matriz, acoplada via termo de fonte a hidrodinâmica que governa a percolação monofásica do gás nas fraturas hidráulicas. Os modelos nano e micro são explorados para reconstruir numericamente as leis constitutivas dos parâmetros efetivos da equação da pressão: condutividade hidráulica e coeficiente de armazenamento, este ultimo dependente do TOC (total organic content), saturação da _água e porosidades nano e micro. O modelo macroscópico é discretizado pelo método dos elementos finitos e simulações numéricas dos processos de recuperação do metano utilizando dados de campos reais são apresentados e comparados com resultados da literatura.

O perfil de concentração do soluto próximo à interface cristal/liquido foi estudado durante o processo de crescimento e dissolução de cristais de iodeto de mercúrio (\'ALFA\'-Hg\'I IND.2\') com a técnica óptica medida de fase par difração, denominada de \"diffrasor\". A técnica é simples, sensível a fenômenos hidrodinâmicos e pode ser usada tanto em macro com em micro-observações. Com essa técnica medimos, pela primeira vez, o perfil de concentração do soluto até 10 \'mu\'m da superfície do cristal. Os resultados mostram que o crescimento do \'ALFA\'-Hg\'I IND.2\' é fortemente afetado pela supersaturação da solução, a qualidade da superfície cristalina, a convecção da solução, a história do processo de crescimento e o número de faces vinculadas. A difusão do soluto e o fluxo interfacial são considerados os responsáveis pelo transporte de massa durante o processo de crescimento da face (001) do \'ALFA\'-Hg\'I IND.2\'. Uma anomalia no perfil de concentração próximo da interface foi detectada, pela primeira vez, durante a dissolução de um cristal de iodeto de mercúrio. Nós acreditamos QUe essa anomalia está diretamente associada aos fluxos de soluto. / The solute concentration profile near to the crystal/liquid inter-face was studied during mercuric iodide crystal growth and dissolution with phase measurement by diffraction optical technique - \"diffrasor\". It\'s simple, sensitive to hydrodynamics phenomena and may be used either in macro or in micro-observations. With this technique we measured, for the first time, the solute concentration profile up to 10 um from the a-Hg12 crystal surface- The state of the art results the us first that \'ALFA\'-Hg\'I IND.2\' is strongly affected by supersaturation, convenction in the solution, history of the growth process, surface quality and of the tied facets numbers- The solute diffusion and interfacial flow are considered responsible by mass transport during crystal growth. A anomaly in the concentration profile near interface was detected, for the first time, during the mercuric iodide crystal dissolution- We believe that this anomaly is directly associated with the solute flux during dissolution process.

O tema desta tese é a propriedade não-twist em sistemas Hamiltonianos. Sistemas com essa propriedade violam a condição twist ao longo de uma curva sem shear e, consequentemente, sua topologia não é descrita pelos cenários típicos previstos pelos teoremas KAM (Kolmogorov - Arnold - Moser) e Poincar´e - Birkhoff. A curva sem shear é identificada pelo valor de máximo ou mínimo no perfil espacial do número de rotação do sistema. Além disso, próximo `a curva sem shear podemos observar algumas bifurcações atípicas como: colisões de ´orbitas periódicas e reconexão de separatrizes. As características dos sistemas não-twist são bem particulares, mas n´os demonstramos que seus cenários podem ser encontrados, localmente, em sistemas Hamiltonianos genéricos, devido ao nascimento de uma curva sem shear no interior de ilhas regulares. Inicialmente, nossas investigações numéricas constataram que esse fenômeno pode surgir não somente para a concomitante bifurcação de período 3 do ponto elíptico, mas também para outras bifurcações, tais como período 4 e período 5. Posteriormente, consideramos um modelo que descreve o comportamento das linhas de campos magnéticos em tokamaks com limitadores ergódigos. Nesse caso, o modelo utilizado é um mapa simplético parametrizado a partir das características físicas de um tokamak de grande razão de aspecto. Para esse sistema, estudamos os efeitos no transporte causados pelas bifurcações oriundas da presença da curva sem shear secundária e, também, pelas modificações do perfil rotacional das linhas de campo. / The topic of this Thesis is the nontwist property in Hamiltonian systems. Systems with such property violate the twist condition along the shearless curve and, therefore, its topology is not described for typical scenarios provided by KAM (Kolmogorov - Arnold - Moser ) and Poincar´e Birkhoff theorems. The shearless curve is identified by the maximum or minimum values of the spatial rotation number profile of the system. Moreover, close to the shearless curve we observe some atypical bifurcations as periodic orbits collisions and separatrix reconnection. The features of nontwist systems are very particular, but we have shown that its scenarios can be found locally in generic Hamiltonian systems, due to the onset of a secondary shearless curve within regular islands. Initially, our numerical investigations have found that this phenomenon may arise not only for the concomitant period 3 bifurcation of the elliptic point, but also for others bifurcations such as period 4 and period 5. Subsequently, we considered a model that describes magnetic field lines in tokamaks with ergodic limiters. In this case, the model is a symplectic map parameterized from the physical characteristics of a large aspect ratio tokamaks. For this system, we studied the effects on the transport caused by the presence of secondary shearless torus and also by changing the field lines rotational profile.