Orientador: Ivo Milton Raimundo Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T10:12:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fonseca_Alexandre_D.pdf: 7116553 bytes, checksum: dfa6bce9b276600fe0ac2ff916aa79e1 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho descreve a construção, caracterização e aplicação de microssistemas para análise em fluxo. A ablação por laser foi utilizada para o desenvolvimento de um sistema em poli(metilmetacrilato), cujos canais, com seções transversais retangulares medindo 200 mm de largura e 4,5 mm de profundidade, foram selados com um filme plástico adesivo. Este dispositivo suportou vazões de até 2,0 mL min sem apresentar vazamentos e a sua aplicação para a determinação fotométrica de Fe(II) em medicamentos proporcionou resultados que não diferiram significativamente daqueles obtidos por espectrometria de absorção atômica ao nível de 95 % de confiança. A fotolitografia profunda no ultravioleta foi empregada para a construção de microssistemas em resina a base de uretana-acrilato. Os canais com seções transversais triangulares e dimensões entre 200 e 600 mm foram selados com uma camada do próprio substrato, formando uma estrutura monolítica que suportou vazões de ate 3,0 mL min. Fibras ópticas plásticas e agulhas hipodérmicas foram acopladas aos dispositivos e utilizadas para a integração dos sistemas ópticos de detecção e para o acesso das soluções de trabalho, respectivamente. Um microssistema com célula integrada para detecção fluorimétrica e dois pontos de confluência foi aplicado a determinação de íons Ca e Mg em águas minerais. Outros dois dispositivos foram aplicados separadamente a determinação fotométrica de íons Cr(VI) em águas contaminadas e em ligas metálicas e a determinação de íons ions Cl em águas minerais. Para todas as aplicações, as concentrações determinadas através dos métodos com os microssistemas foram concordantes com aquelas determinadas através dos métodos em batelada (espectrofotometria e volumetria de complexação). A geração de volumes extremamente pequenos de resíduos (cerca de 25 mL de solução para uma jornada de 8 horas de trabalho) indicou que os dispositivos propostos cumprem adequadamente os requisitos estabelecidos pela Química Verde / Abstract: This work describes the construction, characterization and application of microsystems for flow analysis. Laser ablation was employed for the development of a system in poly(methylmethacrylate), whose channels, with rectangular cross sections measuring 200 mm width by 4,5 mm depth, were sealed with an adhesive plastic film. This device supported flow rates up to 2,0 mL min without leaking and its application for the photometric determination of Fe(II) in medicines provided results that did not differ significantly of those obtained by flame atomic absorption spectrometry at a confidence level of 95 %. The deep UV-photolithography was used for the construction of microsystems in urethane / acrylate based resin. The channels with triangular cross sections and dimensions between 200 e 600 mm were sealed with a layer of the same resin, forming a monolithic structure that supported flow rates up to 3.0 mL min. Plastic optical fibers and hypodermic needles were coupled to the devices and used for the integration of the optical detection systems and for the access of the working solutions, respectively. A microsystem with an integrated flow cell for fluorimetric detection and two confluence points was applied to the determination of Ca e Mg in mineral waters. Other two devices were separately applied to the photometric determination of Cr(VI) in contaminated waters and in metallic alloys, and to the determination of Cl in mineral waters. For all the applications, the concentrations obtained agreed with those determined by batch methods (spectrophotomety and complexometric titration). The generation of extremely small volumes of residues (ca. 25 mL of solution after an 8-h working day) indicates that the proposed devices appropriately accomplish the requirements established by the Green Chemistry / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

O presente trabalho versa sobre o aperfeiçoamento e a avaliação de uma nova célula espectroeletroquímica de longo caminho óptico, com detecção espectrofotométrica in situ, na região do ultravioleta e visível, otimizada para operação em fluxo, sobretudo no modo FIA (Flow Injection Analysis). Monitoramento sensível e razoavelmente seletivo, além da facilidade de construção e adaptação à instrumentação comercial existente, foram características consideradas no aprimoramento da célula, que utiliza filmes de Au como eletrodos de trabalho, obtidos à partir de certos tipo de CDs regraváveis (Compact Disc-Recordable), colados sobre bases acrílicas e diretamente acomodados em cubetas convencionais, com 1 cm de caminho óptico, tornando seu custo de produção inferior a qualquer outro modelo proposto. Utilizando como sistemas modelo, a o-tolidina e o hexacianoferrato de potássio, foram avaliados parâmetros instrumentais tais como: potencial aplicado, vazão, volume injetado; repetibilidade e faixa de concentração de analito, com a finalidade de se estabelecer as melhores condições de trabalho e funcionamento da célula, tendo em vista sua aplicação analítica. Alta sensibilidade óptica, operação estável e reprodutível, além da possibilidade de se trabalhar tanto no modo estacionário como em fluxo, com a vantagem de se poder combinar a técnica à metodologia utilizada na análise por injeção em fluxo (FIA), foram algumas das características observadas para a célula construída. Desvendadas as potencialidades da célula, em busca de maior compreensão sobre os processos envolvidos, passou-se à investigação do mecanismo de oxidação de alguns derivados fenotiazínicos, através da realização de um estudo comparativo entre: a prometazina, a promazina e a clorpromazina, em diferentes meios de trabalho. A combinação de informações eletroquímicas e espectroscópicas obtidas in-situ contribuiu para melhor entendimento dos mecanismos envolvidos, revelando que, embora o meio de trabalho escolhido possa exercer significativa influência no mecanismo de oxidação, a estrutura da cadeia lateral é, neste caso, o fator preponderante na formação dos produtos de oxidação. Visando o desenvolvimento de novas metodologias para a quantificação de derivados fenotiazínicos em formulações farmacêuticas, foram realizados estudos com o propósito de definir as melhores condições de trabalho, bem como o efeito da presença de interferentes concomitantes. Os resultados obtidos para a determinação da prometazina no Fenergan (Rhodia-Farma) e no Lisador (Farmasa), e para a clorpromazina no Amplictil (Aventis), seja pela construção de curvas analíticas e/ou pelo método da adição de padrão, mostraram-se concordantes com os valores fornecidos pelos laboratórios fabricantes e comparáveis com os obtidos através da metodologia oficial. Para a prometazina os limites de detecção foram determinados em 1,3 10-6 mol L-1 e 3,0 10-5 mol L-1 para as medidas espectrofotométricas e eletroquímicas, enquanto os limites de quantificação foram estimados em 1,1 10-4 mol L-1 e 2,2 10-5 mol L-1 para as medidas eletroquímicas e espectrofotométricas, respectivamente. Para a clorpromazina, os limites de detecção foram de 7,6 10-5 mol L-1 e 4,1 10-5 mol L-1 para as medidas eletroquímicas e espectrofotométricas, enquanto os limites de quantificação foram determinados em 3,3 10-4 mol L-1 e 1,6 10-4 mol L-1 para as medidas eletroquímicas e espectrofotométricas, respectivamente. A dupla resposta proporcionada pela técnica empregada (amperométrica e espectrofotométrica) permite contornar os efeitos causados pela presença de interferentes eletroativos ou coloridos, contribuindo para a alta seletividade do método e melhor discriminação entre o sinal do analito e de interferentes. / The present work is concerned with the enhancement and assessment of a novel long-optical-path spectroelectrochemical cell for in situ spectrophotometric detection in the ultraviolet and visible range, optimised for flowing operation, especially under FIA (Flow Injection Analysis) conditions. The sensitive and rather selective monitoring of electrolysed species present at the electrode-solution interface, together with simplicity of assembly and adaptation to existing commercial equipments, were some of the features targeted in the cell\'s improvement. The use of Au-film electrodes obtained from certain types of recordable CDs (Compact Disc-Recordable), attached onto acrylic supports in turn accommodated directly in conventional 1-cm optical-path cuvettes, makes the production of this cell cheaper than any other model so far proposed. O-tolidine and potassium hexacyanoferrate were employed as model systems for the assessment of instrumental parameters such as applied potential, flow rate, injected volume, repeatability and concentration range of the analyte, aiming at establishing the best working conditions for its application in analytical chemistry. High optical sensitivity, stable and reproducible operation, as well as the possibility of functioning either in the stationary or in flow modes, thus with the advantage of exploiting the FIA methodology, are some of the features observed for the cell. Further to highlighting the cell\' potentials and in order to seek a better understanding of the processes involved, the oxidation mechanism of a few phenothiazinic derivatives was investigated. Prometazine, promazine and chlorpromazine were comparatively studied in different media. The combination of the electrochemical and spectroscopic information obtained in situ contributed for a better comprehension of the mechanisms involved and revealed that the structure of the side chain is the key factor in the formation of the oxidation products, although the difference in the electrolytic medium is likely to play a significant role in the oxidation process. New analytical methodologies for the quantification of phenothiazinic derivatives in farmaceutical formulations were developed through studies focused on the definition of the optimum experimental conditions and on the effect of potential interfering species. Prometazine was determined in Fenergan (Rhodia-Farma) and in Lisador (Farmasa), whereas chlorpromazine was quantified in Amplictil (Aventis). The limits of detection (LOD) for promethazine were determined to be 1,3 10-6 mol L-1 and 3,0 10-5 mol L-1 for spectrophotometric and electrochemical measurements, while the limits of quantification (LOQ) were determined to be 1,1 10-4 mol L-1 and 2,2 10-5 mol L-1 for spectrophotometric and electrochemical measurements, respectively. For chlorpromazine, the limits of detection (LOD) were determined to be 7,6 10-5 mol L-1 and 4,1 10-5 mol L-1 for spectrophotometric and electrochemical measurements, while the limits of quantification (LOQ) were determined to be 3,3 10-4 mol L-1 and 1,6 10-4 mol L-1 for spectrophotometric and electrochemical measurements, respectively.The results obtained using both analytical curves and the standard addition methods, were consistent with the outcome of official methods and with the data supplied by the manufactures. The double response provided by the technique, amperometric and spectrophotometric, allows overcoming the interference of electroactive and colored species, hence turning this a highly selective method with an enhanced discrimination strength between the signal of the analyte and that of interfering species.

Neste trabalho, foram avaliados diferentes procedimentos para tratamento de amostra de material vegetal, visando o fracionamento de fósforo (determinação das frações orgânica e inorgânica, solúvel e insolúvel). Os procedimentos avaliados visavam a conversão das diferentes frações em ortofosfato, minimizando tempo, consumo de reagentes e geração de resíduos. Foi desenvolvido um sistema de análises em fluxo monossegmentado empregando comutadores discretos (válvulas solenóides) para controlar a inserção das bolhas de ar e das alíquotas de amostras e reagentes. Para a determinação de fosfato, foi empregada a reação de formação do azul de molibdênio, empregando molibdato de amônio e ácido ascórbico como reagentes. Resposta linear foi obtida entre 0,50 e 25,0 mg L-1 P, descrita pela equação A = 0,0402 + 0,0377C (mg L-1 P), r = 0,999 para soluções preparadas em água. A sensibilidade diminuiu 8 % e 22 % quando se trabalhou com solução de referência em 0,35 mol L-1 e 0,70 mol L-1 HNO3, respectivamente. Limite de detecção de 0,024 mg L-1 P (99,7% de confiança), coeficiente de variação de 3,5% (n = 10) e freqüência de amostragem de 38 medidas/hora foram estimados. O consumo de reagentes foi de 5,0 mg de ácido ascórbico e 0,60 mg de molibdato de amônio por determinação. O sistema de análises em fluxo monossegmentado mostrou-se pouco susceptível a efeitos de matriz e perturbações por efeito Schlieren causadas por variações de acidez das amostras de planta. O sistema foi aplicado ao fracionamento de fósforo em uma planta que é utilizada como adubo verde (Crotalaria Juncea). Foram avaliados procedimentos para extração de fósforo, como o emprego de agitação mecânica empregando água ou ácido nítrico diluído como extrator (extração de fósforo solúvel), fotodegradação do fósforo orgânico solúvel em meio ácido com persulfato de amônio e digestão ácida assistida por microondas (determinação de fósforo total e de fósforo orgânico solúvel). Para determinação de fósforo total, foram avaliados procedimentos empregando diferentes massas de material vegetal, diferentes concentrações de HNO3 e adição de H2O2 como oxidante auxiliar. Bons resultados foram obtidos empregando 100 mg de material vegetal e 500 &#181;L HNO3 concentrado, sendo desnecessária a adição de H2O2. O programa de aquecimento, com duração total de 29 min foi constituído pelas seguintes etapas: 1-rampa (5 min)/patamar (1 min): 140 ºC; 2-rampa (4 min)/patamar (5 min): 180 ºC; 3-rampa (4 min)/patamar (10 min): 220 ºC. Na determinação de fósforo inorgânico solúvel, a mesma eficiência de extração foi obtida empregando 0,20 mol L-1 HClO4, 0,05 mol L-1 HNO3 ou água como extrator em 10 minutos de agitação. Para a determinação do fósforo orgânico solúvel, foram avaliados diferentes massas de persulfato de amônio e diferentes tempos de irradiação. Obteve-se boa eficiência empregando 0,1 g de persulfato de amônio, em meio ácido com um tempo de irradiação de 30 min. Digestão ácida assistida por microondas também foi empregada para a determinação de fósforo orgânico solúvel; o programa de aquecimento empregado foi o mesmo para a determinação de fósforo total. Bons resultados foram obtidos empregando 5,5 mL do extrato solúvel e 500 &#181;L HNO3 concentrado. Os resultados para as diferentes frações foram concordantes com os obtidos por ICP-OES a nível de confiança de 95%. / In this work, different sample treatment procedures were evaluated for fractionation of phosphorous in plant material (determination of organic and inorganic, soluble and insoluble fractions). The evaluated procedures aimed the conversion of different fractions in ortophosphate, minimizing time, reagent amounts and waste generation. It was developed a monosegmented flow system using discrete commutators (solenoid valves) to control the insertion of air bubbles, samples and reagents. For the determination of phosphate, it was used the reaction of molibdenium blue formation, using ammonium molibdate and ascorbic acid as reagents. Linear response was observed within 0.50 and 25.0 mg L-1 P, described by the equation A = 0.0402 + 0.0377C (mg L-1 P), r = 0.999 for solutions prepared in water. The sensitivity decreased about 8 and 22 % for reference solutions in 0.35 mol L-1 and 0.70 mol L-1 HNO3, respectively. Detection limit of 0.024 mg L-1 P (99.7% confidence level), coefficient of variation of 3.5% (n = 10) and sampling rate of 38 measurements per hour were estimated. The reagent consumption was 5.0 mg ascorbic acid and 0.60 mg ammonium molibdate per determination. The flow system was less prone to matrix effects and perturbations by Schlieren effect, both caused by variations of acidity in the samples. The system was applied to fractionation of phosphorous in a plant used as green manure (Crotalaria juncea). Several procedures for phosphorous extraction were evaluated, such as mechanic agitation using water or diluted nitric acid as extractor (extraction of soluble phosphorous), photodegradation of organic soluble phosphorous in acid medium and acid digestion assisted by microwaves (determination of total phosphorous and organic phosphorous). For determination of total phosphorous, procedures using different mass of plant material, different concentrations of HNO3 concentrated and addiction of H2O2 as auxiliary oxidant were evaluated. Good results were obtained using 100 mg of plant material and 500 &#181;L HNO3, not being necessary the addiction of H<SUB<2O2. The heating program, with 29 min duration was constituted by the steps: 1-ramp (5 min)/hold (1 min): 140 ºC; 2-ramp (4 min)/hold (5 min): 180 ºC; 3-ramp (4 min)/hold (10 min): 220 ºC. In inorganic soluble phosphorous determination, the same extraction efficiency was obtained using 0.20 mol L-1 HClO4, 0.05 mol L-1 HNO3 or water as extractor in 10 minutes of agitation. For the determination of organic soluble phosphorous, different amounts of ammonium persulphate and different irradiation times were evaluated. It was obtained a good efficiency using 0.1 g of ammonium persulphate in acid medium with an irradiation time of 20 min. Acid digestion assisted by microwaves was also used for determination of organic soluble phosphorous; the heating program was the same applied for total phosphorous determination. Good results were attained using 5.5 mL of soluble extract and 500 &#181;L HNO3 concentrated. The results for the different fractions agreed with the obtained by ICP-OES at the 95% confidence level.

Sistemas de análises químicas por injeção em fluxo envolvendo difusão gasosa foram projetados para a determinação espectrofotométrica de sulfeto e sulfito em melaços e caldos de cana de açúcar fermentados, visando a seleção de leveduras em função das quantidades destas espécies químicas produzidas durante o processo de fermentação. Os métodos para determinação de sulfeto e sulfito envolveram os reagentes N,Ndimetil- p-fenilenidiamino (DMPD) e verde de malaquita (MG), respectivamente. A reação entre DMPD e sulfeto, em presença de Fe(III) e em meio ácido, resulta na formação de azul de metileno (MB) que é monitorado a 668 nm. O sinal analitico é registrado sob forma de pico cuja altura é proporcional ao teor de sulfeto na amostra. A reação entre MG e sulfito, em meio alcalino, resulta na diminuição da absorbância de MG monitorada a 620 nm. O sinal analítico é registrado como pico invertido proporcional à concentração de sulfito. Os principais parâmetros envolvidos em ambas as determinações, tais como vazões, concentrações de reagentes, pH dos ambientes reacionais, temperatura, volume inserido da amostra, dimensões dos módulos de análises, bem como presença de tensoativos e eletrólitos concentrados foram investigados, permitindo a otimização dos sistemas. Devido às interações entre os analitos e os compostos contendo grupos carbonila existentes na matriz, bem como atrações eletrostáticas entre as espécies gasosas formadas e as partículas em suspensão, a etapa de volatilização dos analitos da amostra se constituiu em fator limitante quanto á utilização dos procedimentos em análises in situ. Neste sentido, a necessidade de tratamento prévio da amostra foi demonstrada. Os sistemas propostos são robustos e fornecem resultados precisos (d.p.r. < 2 %) com valocidade analítica de 30 eterminações por hora. As curvas analíticas se apresentam lineares até 5,0 mg L-1 S-S2- ou 25,0 mg L-1 S-SO2, os limites de detecção foram estimados como 0,04 e 0,7 mg L-1 de S-S2- e S-SO2, e os consumos de reagentes foram de 0,6 mg DMPD e de 0,002 mg MG por determinação. Emprego do método das adições-padrão foi sugerido parasuperação das interferências matriciais / Flow injection systems involving gas diffusion were designed for spectrophotometric determination of sulfide and sulfite in fermented sugarcane juices and molasses, aiming at yeast selection relying on their amounts produced during fermentation process. N,N-dimethyl-p-phenylenediamine (DMPD) e malachite green (MG) were used for sulfide and sulfite determinations, respectively. Reaction of sulfide with DMPD was developed in the presence of Fe(III) under acidic conditions, and yielded molybdenum blue (MB), which was monitored at 668 nm. The analytical signal was recorded as a peak with height proportional to the sulfide content in the sample. Reaction of sulfite with MG was developed under alkaline conditions, and caused a MG absorbance lessening monitored at 620 nm. The analytical signal was recorded as an inverted peak proportional to the sulfite concentration. For both determinations, the main involved parameters such as flow rates, reagent concentrations, pH of the reaction media, temperature, sample inserted volume, manifold geometry, as well as the presence of surfactants and concentrated electrolytes were investigated, allowing further system optimization. Due to analyte interactions with the carbonyl groups of some chemical species in the sample, as well as electrostatic attractions of the formed gaseous species by the solid suspended particles, the volatilization step constituted itself in a limiting factor for applying the procedures to in situ analysis. In this context, the need for a previous sample treatment was suggested. The proposed systems are rugged and yield precise results (r.s.d. < 2 %) at a sampling rate of 30 determinations per hour. Linearity of the analytical curves was noted up to 5.0 mg L-1 S-S2- or 25.0 mg L-1 S-SO2, detection limits were estimated as 0.04 mgL-1 S-S2- and 0.7 mg L-1 S-SO2, and the reagent consumptions were 0.6 mg DMPD and 0.002 mg MG per determination. Exploitation of the standard addition method for overcoming matrix effects was suggested

Orientador: Antonio Carlos Macedo e Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Economia / Made available in DSpace on 2018-08-20T06:16:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leite_FabricioPitombo_D.pdf: 2446150 bytes, checksum: 480758239821863520f38091dcf2d5f8 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Essa tese esta dividida em três partes. Na primeira, discute-se o curto período subjacente ao multiplicador tradicional dos gastos autonomos, de modo que estejam explicitados os grandes agregados macroeconômicos e as conexoes entre os mesmos, para que a separação entre as parcelas autonoma e induzida com relacao a renda e crucial. Em um segundo capitulo, integrante dessa primeira parte, procede-se a estimativas dos parâmetros envolvidos em uma dada especificação do multiplicador, para o Brasil, nas quais tenta-se ainda captar o período de tempo (cronológico) inerente ao período (teórico) do multiplicador. Na segunda parte, realiza-se a tarefa de justificar o tratamento dado ao investimento, considerado autônomo com relacao a renda, lançando Mao de uma explicação a partir das relações intersetoriais existentes num sistema econômico. Mais uma vez, efetua-se a divisão em dois capítulos, um explicitando a base teórica utilizada, a partir de um esquema multissetorial, e outro apresentando resultados empíricos, baseados em matrizes insumo-produto. Finalmente, na terceira parte, empregando modelos de consistência entre fluxos e estoques, são derivadas algumas implicações dinâmicas para alem do curto período do multiplicador, decorrentes de uma dada estrutura observada. Para tal, as estimativas dos parâmetros e do próprio período do multiplicador são utilizadas, passando-se de um modelo teórico de simulação a uma estratégia aplicada que incorpora o papel dos estoques em um arcabouço trivial de analise dos agregados macroeconômicos / Abstract: This thesis is divided into three parts. The first one discusses the short period behind the traditional autonomous expenditure multiplier, in a way that exposes the major macroeconomic aggregates and their interconnections; at this point the separation between the autonomous and induced parcels with respect to income is crucial. A second chapter, compounding the first part, presents estimations of the parameters involved in a given specification of the multiplier, for Brazil, trying also to capture the chronological period of time inherent to the theoretical period of the multiplier. Considering the presentation of the investment in the previous part as autonomous with respect to income, the second part explores this hypothesis arguing from the inter-sectoral relationships existent in a economic system. Once more, the division in two chapters was made, one outlining the theoretical basis, from a multi-sectoral scheme, and another featuring empirical results, based on input-output matrices. Finally, the third part employs stock-flow consistent models to derive some dynamical implications to beyond the short period of multiplier, resulting from a given observed structure. To this end, the estimations of the parameters and of the multiplier period are used, moving from a theoretical simulation model to an applied strategy that incorporates the role of stocks in a trivial framework of analysis of the macroeconomic aggregates / Doutorado / Teoria Economica / Doutor em Ciências Econômicas

Effective implementation of resource policies requires consistent and robust indicators. An increasing number of national and international strategies focussing on resource efficiency as a means for reaching a green economy call for such indicators. As supply chains of goods and services are increasingly organised on the global level, comprehensive indica-tors taking into account upstream material flows associated with internationally traded products need to be compiled. Particularly in the last few years, the development of con-sumption-based indicators of material use also termed material footprints has made considerable progress. This paper presents a comprehensive review of existing methodol-ogies to calculate material footprint-type indicators. The three prevailing approaches, i.e. environmentally extended input-output analysis (EE-IOA), coefficient approaches based on process analysis data, and hybrid approaches combing elements of EE-IOA and process analysis are presented, existing models using the different approaches discussed, and advantages and disadvantages of each approach identified. We argue that there is still a strong need for improvement of the specific approaches as well as comparability of re-sults, in order to reduce uncertainties. The paper concludes with recommendations for further development covering methodological, data and institutional aspects.

The thesis is elaborated in order to create a business plan. According to the current situation of the company CAMFI L.t.d., I analyze and judge the options for its future development. The results of my analysis in the thesis will be instrumental towards the supporting documentation for company’s management decisions on its future developments.

This diploma thesis deals with the flow analysis around the landing gear nacelle of L 410 and with its following aerodynamical optimalization. In the first part the calibration is performed on the known geometry which was tested in wind tunnel. The following parts contain own design of the optimal geometry, design of the computional mesh with its numerical solution and results evaluation.

This study examines the subsurface infrastructure in the Swedish city of Norrköping from an urban mining perspective. Urban mining is a broadly defined term for different strategies that regard the built environment as a resource base for materials. In this study, the focus is on three base metals that exist in large quantities in infrastructure parts: iron, copper and aluminium. A special focus is given to the parts of Norrköping’s infrastructure that are not in-use and thus constitute a ”hibernating stock” that contains recyclable metals. The main results of this study are twofold. First, a quantitative assessment of the hibernating stocks of urban infrastructure gives answers to how large the stocks are and where in Norrköping they are located. This was performed using a spatially informed Material Flow Analysis to arrive at a recycling potential in terms of weight and spatial concentration. Second, a qualitative assessment was made regarding how these hibernating stocks of urban infrastructure come into existence. An infrastructure studies perspective was used to outline three patterns with their own sets of ”hibernation” logics. These logics give rise to different prerequisites for the implementation of urban mining in practice. A main argument of this study’s cover essay is that both of the above outlined kinds of knowledge are needed to engage in urban mining with confidence. Thus, the main focus of the cover essay text is to describe how the two different perspectives of Material Flow Analysis and infrastructure studies were combined into a coherent research approach.

L'objectif principal lors de la conception et du développement de produits est d'augmenter la valeur de ceux-ci. La Valeur comprend deux aspects : la qualité et le coût. Afin de prendre en compte ces deux aspects, cette thèse se focalise sur la conception intégrée des produits et des processus, et en particulier sur la complexité du processus de conception et les incertitudes associées. Cette thèse propose une approche de modélisation systématique pour maitriser les incertitudes et gérer la complexité. Cette approche comprend deux phases: détermination du modèle et analyse du système. La première phase contient deux propositions : une approche de modélisation de produits basée sur la modélisation des flux d'énergie dans le cadre méthodologique Characteristics-Properties Modelling (CPM). Cette approche donne un cadre qui permet de facilité la transition d’une vue fonctionnelle à une vue structurelle associée à une modélisation quantitative. La seconde proposition porte sur l’aide du concepteur lors de la conception concurrente (IPPD) où à la fois les performances et les coûts sont pris en compte. Cette approche est basée sur le flux du processus en respectant le même cadre (CPM), elle donne aussi un cadre pour la transition fonctionnelle / structurelle. Les modélisations structurelles quantitatives permettent l’analyse de sensibilité, l’analyse des tolérances et l'optimisation. L’application de l'approche est démontrée par une étude de cas industriel.Grâce à cette approche, les caractéristiques modifiables et pertinentes du produit peuvent être déterminées. Le tolérancement peut être intégré dans le processus de conception et son impact sur la performance du produit peut être analysé. Les relations quantitatives du produit, du processus sont identifiées. Les incertitudes dans les relations et dans toutes les étapes de la modélisation peuvent être élicitées et maitrisées. Cette approche systématique donne un cadre pour le concepteur à travers le processus de conception pour prendre des décisions dans tous les niveaux de décomposition sur la base de la fonction requise et le coût de fabrication. L'approche est applicable tant pour la modélisation d'un produit existant (une approche d'optimisation), tant pour la modélisation d'un nouveau produit (phase de conception conceptuelle). / The main objective in product design and development is to increase the value of a product. Value includes two aspects of quality and cost. In order to take into account both aspects, this thesis aims at Integrated Product and Process Design, especially on product design complexity and its inherent (associated) complexities. This thesis proposes a systematic modelling approach to reduce uncertainty and manage complexity. The approach includes two phases: model determination and system analysis. The first phase contains two propositions: first, a product modelling approach based on energy flow modelling in the framework of Characteristics-Properties Modelling (CPM). This approach gives a modelling framework for a smoother transition from functional to structural views, with a quantitative modelling. The second proposition is to help the designer for decision making in concurrent designing (IPPD) where both performance and cost are taken into account. This approach is based on the process flows in the same framework (CPM). The second phase is to use the determined model of phase 1 to analyse the system. So, phase 2 includes sensitivity analysis, tolerance analysis and optimisation. An application of the approach is demonstrated through an industrial case study.Thanks to this approach, effective modifiable characteristics of the product on its performance are determined. Tolerancing can be integrated in design process and its impact on the product performance can be analysed. Quantitative links in product, in process and between product elements and process elements are identified. Uncertainty in the links and every step of modelling can be elicited and managed. This systematic approach gives a pathway to the designer through the design process to make decisions in every level of decomposition based on the required function and cost of manufacturing. The approach is applicable for both modelling an existing product (optimisation approach) and modelling a new product (conceptual design phase).