Orientador: Geraldo de Freitas Maciel / Banca: Edson Del Rio Vieira / Banca: Jefferson B. Libardi Liborio / Resumo: Esta dissertação de mestrado traz à discussão o comportamento reológico de misturas formadas por água+colóides+detritos (areia fina), visando entender e esclarecer os processos físicos e mecânicos, tais como sedimentação e ressuspensão de materiais inertes no seio da massa fluida não-newtoniana (água+colóides), bem como verificar a validade ou adeqüabilidade do modelo reológico de Herschel-Bulkley (modelo previamente investigado e validado para misturas compostas de água+colóides) para misturas viscoplásticas com presença de grãos. A variação das propriedades reológicas das misturas, em função das características físicas dos grãos (diâmetro, massa específica e área superficial), é investigada, e um modelo de estimativa de tensão crítica é apresentado. Ademais foram realizados ensaios preliminares de escoamento de fluidos hiperconcentrados em canais inclinados, na tentativa de calibrar uma lei de atrito. Dentro dessas perspectivas, a dissertação é composta de 6 Capítulos com um denso Estado da Arte que descreve os fenômenos e mecanismos que regem os escoamentos desse tipo de compósito. Com base na literatura estudada e, a partir da análise dos resultados experimentais, pôde-se concluir que, para misturas compostas de água+colóides+detritos, o comportamento reológico das misturas é o mesmo que aquele do fluido intersticial (água+colóides), desde que a homogeneidade da mistura seja garantida (não ocorrência de sedimentação e ressuspensão sucessivas). Neste caso, o modelo reológico de Herschel-Bulkley continua sendo válido para explicar as curvas de escoamento ou de fluxo das misturas viscoplásticas com grãos. Para misturas que apresentem os fenômenos de sedimentação e ressuspensão, o modelo de Bagnold, adaptado a fluidos hiperconcentrados... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work retakes the discussion about the rheological behavior of mixtures composed by water+ kaolinitic clay+fine sand in order to investigate the physical and mechanical processes such as sedimentation and suspension of inert materials into the non-Newtonian or interstitial fluid (water+colloids), as well as verify the adaptability of the Herschel-Bulkley rheological model (model previously investigated and validated for composed mixtures of water+ kaolinitic clay) for explain the viscoplastic+coarse materials rheological properties. The variation of the rheological properties of the mixtures in function of the coarse material characteristics (diameter, specific mass and superficial area) was investigated and a model predicting yield stress was proposed. Furthermore, some tests were performed in an inclined canal to determine a friction law for this kind of fluids. Inside of these perspectives, this dissertation is composed of 6 Chapters whit a dense State of the Art describing the phenomena and their mechanisms were pointed up. Based on literature and from the experimental results, one could concluded that the viscoplastic + coarse material mixtures behavior is the same of the interstitial fluid one, since that the homogeneity of the mixture is guaranteed (not occurrence of successive sedimentation and resuspension). In this case, Herschel-Bulkley rheological model is still valid to explain the curves of flow of the viscoplastic + coarse material. For mixtures that present the phenomena of sedimentation and resuspension, Bagnoldþs model, adapted to the hyperconcentrated fluids, describes well the variations of rheological parameters in function of the shear rates applied. Finally, it could be concluded that the experiments of free surface in canals, despite partial, can... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Alessandro Roger Rodrigues / Banca: João Batista Campos Silva / Banca: Paulo André de Camargo Beltrão / Resumo: A usinagem dos metais não é um processo completamente compreendido devido à sua natureza altamente não linear e ao complexo acoplamento entre deformação e o campo de temperatura. O processo de deformação é altamente concentrado em uma zona pequena e as temperaturas geradas nas zonas de deformação afetam ambas a ferramenta e a peça. Conhecendo o fluxo de calor gerado pelo processo de usinagem e, assim, o campo de temperatura, podem-se determinar as melhores condições de corte e também projetar novos produtos com melhor desempenho. Dada a grande importância do estudo térmico para a usinagem, muitas pesquisas continuam hoje sendo desenvolvidos. Este trabalho objetivou estudar a transferência de calor no processo de fresamento de topo do aço comercial VP100, empregado na fabricação de moldes e matrizes. Propôs-se, para isso, um modelo térmico tridimensional resolvido por um método numérico para estimar dois parâmetros: o fluxo líquido de calor e coeficiente de transferência de calor convectivo. Os parâmetros foram estimados através da implementação de um rotina computacional desenvolvida, que teve como dados de entrada as curvas de temperatura experimental do processo de usinagem para um fluido de corte sintético, semissintético e usinagem a seco, utilizando duas velocidades de corte: 200 e 450 m/min. Ademais, foram analisados o perfil de microdureza e a caracterização microestrutural dos corpos de prova, além do desgaste de flanco máximo das ferramentas após a usinagem. Constatou-se que o fluido de corte e a velocidade de corte influenciaram de forma significativa o resfriamento do corpo de prova. Além disso, a usinagem não afetou a microdureza abaixo da superfície fresada da peça, mas a microestrutura até 10 μm de profundidade deformou-se na direção do... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Machining of metals is a process not completely understood because of the highly nonlinear nature and the complex interaction between deformation and temperature field. The process of deformation is highly concentrated in a small zone and the temperatures generated in the deformation zones affect both tool and workpiece. Knowing the heat flux generated by the machining process and thus the temperature field, best conditions for cutting and also for design of new products with improved performance can be determined. Because of the great importance of the thermal effect for machining, several researches have been developed nowadays. This research aimed to study the heat transfer end milling process in commercial VP100 steel, used for producing molds and dies. Thus, a tridimensional thermal model solved by a numerical method was proposed to estimate two parameters: net heat flux and coefficient of convective heat transfer. The parameters were estimated by using computational programming where the input data were temperature curves of the end milling process when using synthetic and semi-synthetic cutting fluid, and dry machining at 200 and 450 m/min cutting speeds. In addition, microhardness and microstructure of workpiece as well as tool wear were analyzed after machining. Cutting fluid and cutting speed significantly influenced on workpiece cooling. Besides, milling process did not affect the part microhardness beneath machined surface, but microstructure up to 10 μm depth was deformed in feed direction of tool, which presented an initial maximum flank wear similar for all cutting conditions (VBBmax ≅ 0.1 mm). Synthetic and semi-synthetic cutting fluids did not presented different cooling capabilities, generating... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

CNPq; Fundação Araucária / O presente trabalho teve como objetivo realizar um estudo do comportamento fluidodinâmico e térmico do processo de secagem de suspensão diluída em leito fluidizado gás-sólido. Para avaliar a estabilidade de fluidização, a fim de evitar a condição do fenômeno de defluidização, foi utilizada a análise espectral Gaussiana. Durante o processo de secagem, foi analisada a umidade relativa do ar, a umidade absoluta, eficiência de secagem e a força de secagem. Em relação ao comportamento térmico, foi analisado o coeficiente volumétrico de transferência de calor, avaliando a influência das condições experimentais. Os ensaios experimentais foram realizados em escala laboratorial utilizando-se uma coluna de acrílico de 0,11 m de diâmetro interno e 1,0 m de altura. Como material inerte, foram utilizadas esferas de alumínio e esferas de vidro, ambas com diâmetro médio de 1,55 mm. Foi utilizada uma suspensão de carbonato de cálcio com concentração de 9 e 15%. A vazão de atomização da suspensão foi de 11,0; 13,0 e 15,0 mL/min. Os resultados mostraram que a transição dos regimes de fluidização durante o processo de secagem de suspensão não pôde ser nitidamente identificada pela análise espectral Gaussiana. Adicionalmente, a concentração de carbonato de cálcio apresentou pouca influência no tempo para atingir a região de defluidização. A vazão de atomização da solução influenciou na estabilidade fluidodinâmica do leito. Em relação ao tipo de material inerte, as partículas de alumínio apresentaram melhores condições no processo de secagem do ponto de vista da fluidodinâmica. O coeficiente volumétrico médio de transferência de calor obtido foi de 1,76 kW/m³.K, não variando com o tipo da partícula inerte utilizado. / The objective of this study was to perform a study of the hydrodynamic and thermal behavior of the drying process of a dilute suspension in a gas-solid fluidized bed. To evaluate stability fluidization, in order to avoid the condition of the defluidization phenomenon, was utilized Gaussian spectral analysis, which is a technique based on pressure fluctuation measurements. During the drying process, was analyzed relative humidity, absolute humidity and a drying efficiency. In relation to the thermal behavior, the volumetric heat transfer coefficient was analyzed, evaluating the influence of experimental conditions. The experimental tests were carried out in laboratory scale using a Plexiglas column, with 0.11 m in inner diameter and 1.0 m in height. As inert material, aluminum beads and glass beads were used, both with mean diameter of 1.55 mm. It was used as suspension of calcium carbonate with a concentration of 9 and 15%. The atomization flow rates of the suspension were 11.0; 13.0 and 15.0 mL/min. The results showed that the transition of the fluidization regimes during the suspension drying process could not be clearly identified by Gaussian spectral analysis. Additionally, the solution concentration had little influence on the time to reach the defluidization region. The atomization flow of the solution influenced the fluid dynamic stability of the bed. As for the type of the inert material, the aluminum particles presented better conditions in the hydrodynamic of drying process. The average volumetric heat transfer coefficient was 1.76 kW/m³.K and it not changed with the type of inert particle used.

Fundação Araucária / Fluidos de corte são utilizados para auxiliar no processo de usinagem, tendo por finalidade a refrigeração. Além disso, promove a lubrificação, a diminuição do atrito em relação à peça usinada e a ferramenta de corte, aumentando assim a eficiência do trabalho das fábricas. No sistema de usinagem, pode ocorrer o crescimento de microrganismos, uma vez que estes utilizam o fluido de corte como fonte de alimento, reduzindo assim a vida útil dos fluidos, proporcionando perdas econômicas e causando danos à saúde do operador da máquina. Para minimizar a presença de microrganismos, são utilizados produtos químicos denominados biocidas, que em altas concentrações pode causar danos à saúde. Dentro desse panorama, o objetivo desta pesquisa foi avaliar a eficiência dos óleos essenciais de Ocimum gratissimum (alfavacão), Cymbopogon winterianus (citronela) Syzygium aromaticum (cravo) e Carapa guianensis (andiroba) como agentes de controle do crescimento de bactérias em substituição ao biocida no sistema de usinagem. Inicialmente, foram realizadas coletas de fluido de corte em uma indústria automobilística para quantificar, isolar e caracterizar as bactérias (heterotróficas e potencialmente patogênicas) presentes no fluido de corte. Na sequência, as bactérias isoladas foram testadas quanto a susceptibilidade às diferentes concentrações dos óleos essenciais. O estudo procurou definir a concentração mínima inibitória (CMI) e antibiograma para avaliar a resistência a antibióticos das bactérias isoladas. Realizou-se, então, o teste de tempo de contato dos óleos essenciais e de encapsulamento do óleo essencial de citronela por meio da técnica de gelificação iônica, que consistiu em simular a situação do reservatório (i) com óleo encapsulado, (ii) com óleo misturado diretamente ao fluido de corte (iii) com fluido de corte contaminado, com o objetivo de avaliar a melhor forma de aplicação dos óleos no sistema de usinagem. Dentre os resultados, obteve-se 1,63x107 e 2,2x107 UFC/mL de bactérias heterotróficas e 3,5x105 e 2x106 UFC/mL de bactérias potencialmente patogênicas, na primeira e segunda coleta de fluidos, respectivamente. Foram isolados seis grupos de bactérias correspondentes às seguintes espécies: Staphylococcus aureus, Enterobacter cloacae, Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Proteus mirabilis e Acinetobacter spp. A bactéria que apresentou maior resistência aos antibióticos testados foi a Acinetobacter spp As que apresentaram maior sensibilidade foram a Enterobacter cloacae (A2), Escherichia coli (A3) e Proteus mirabilis (A6). O óleo de Syzygium aromaticum teve o maior halo formado na menor concentração testada (0,25%) - 11,07 mm, seguido por Ocimum gratissimum, com halo de 11,0 mm, e Cymbopogon winterianus ,10,7 mm. No teste de tempo de contato, o menor tempo de redução de crescimento ocorreu em 1 minuto para Ocimum gratissimum; 5 minutos para Syzygium aromaticum e 10 minutos para Cymbopogon nardus. O teste de encapsulamento foi realizado com o óleo de Cymbopogon nardus, obtendo-se redução significativa nas duas formas de aplicação do óleo essencial. / Cutting fluids are used to aid in the machining process, with the purpose of cooling, besides promoting lubrication, reducing friction in relation to the machined part and the cutting tool, thus increasing the efficiency of the work of the factories.In the machining system, the growth of microorganisms can occur, since they use the cutting fluid as food source, thus reducing the useful life of the fluids and providing economic losses and causing damages to the health of the worker.To minimize the presence of microorganisms is used a chemical called biocide, which in high concentrations can cause health damage.The objective of this research was to evaluate the efficiency of the essential oils of Ocimum gratissimum (Alfavaca), Cymbopogon nardus (Citronella) Syzygium aromaticum (Clove) and Carapa guianensis (andiroba) as a control agent for the growth of bacteria in replacement of the biocide in the machining system.Initially, cutting fluid samples were collected in an automobile industry to quantify, isolate and characterize the bacteria (heterotrophic and potentially pathogenic) present in the cutting fluid.Following the isolated bacteria were tested for susceptibility to the different concentrations of the oils to define the minimum inhibitory concentration (MIC) and antibiogram to evaluate the resistance of the bacteria isolated to antibiotics.The contact time test of the essential oils and encapsulation of the essential oil of Citronella was carried out by means of the ionic gelation technique, which consisted of the simulation of reservoirs containing cut fluid contaminated with encapsulated oil, with oil mixed directly with the oil. Cutting fluid and reservoir containing only contaminated cutting fluid, in order to evaluate the best way of applying the oils in the machining system.Among the results obtained were 1.63x107 and 2.2x107 CFU / mL heterotrophic bacteria and 3.5x105 and 2x106 CFU / mL of potentially pathogenic bacteria in the first and second fluids collection, respectively. Six groups of bacteria were isolated, corresponding to the following species: Staphylococcus aureus, Enterobacter cloacae, Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Proteus mirabilis and Acinetobacter spp.The bacterium that presented the highest resistance to the antibiotics tested was Acinetobacter spp and the ones with the highest sensitivity were Enterobacter cloacae (A2), Escherichia coli (A3) and Proteus mirabilis (A6). The oil of Syzygium aromaticum had the largest halo formed by the lowest concentration tested (0.25%) -11.07 mm, followed by Ocimum gratissimum with halo of 11 mm and Cymbopogon nardus 10.7 mm. In the test of contact time the shortest time reduction occurred in 1 minute for Ocimum gratissimum, 5 minutes for Syzygium aromaticum and 10 minutes Cymbopogon nardus for 4 of 6 bacterial isolates. The encapsulation test was performed with the Cymbopogon nardus oil, obtaining a significant reduction in the two forms of essential oil application.

O fluido de corte é largamente utilizado no processo de usinagem de metais, porém é vulnerável à contaminação microbiológica que contribuem para sua perda de qualidade fazendo com que diminua o seu tempo de vida útil. Tendo em vista que diversos trabalhos estudam a contaminação microbiológica do fluido, mas poucos relacionam com as alterações químicas do óleo constituinte do fluido, o objetivo do presente trabalho foi monitorar o crescimento de microrganismos em duas bases de fluidos de corte cada um contendo um tipo de óleo (mineral e vegetal) sob duas condições de funcionamento de máquina ferramenta: processo normal e processo utilizando um catalisador eletrofísico que direcionava fluxo de ozônio no fluido de corte, avaliar as mudanças químicas do óleo extraído do fluido e a capacidade dos microrganismos isolados de degradar o fluido de corte e o óleo extraído. Foram realizados contagem e isolamento de bactérias e fungos no fluido de corte utilizado na máquina ferramenta ao longo de 166 horas de utilização da máquina. Para a análise da qualidade do óleo, este foi extraído do fluido de corte e posteriormente medidos o índice de acidez (óleo mineral e vegetal), iodo e saponificação do óleo vegetal. Para o teste de degradação de hidrocarbonetos foi utilizado o 2,6 diclorofenol-indofenol como indicador de degradação, sendo as fontes de carbono: fluido de corte e os óleos extraído do fluido de corte em diferentes tempos de uso da máquina. Os resultados demonstraram que no fluido de corte mineral operado na máquina por 126 horas a quantidade de bactérias e fungos foi na ordem de 105 e 102 UFC/mL, respectivamente, com a utilização do catalisador (em 40 horas de operação da máquina) foi para 106 e 101 UFC/mL. No fluido de corte vegetal os valores foram de 102 UFC/mL para bactérias e fungos e após a aplicação do catalisador as quantidades foram para 105 e 103 UFC/mL, respectivamente. Dos microrganismos isolados do fluido de corte mineral que foram avaliados quanto a degradação de hidrocarbonetos, verificou-se que 42% das bactérias e 84% dos fungos foram capazes de degradar o fluido de corte ou o óleo em 5 dias de análise. Enquanto 54% das bactérias e 74% dos fungos do fluido de corte vegetal foram capazes de degradar o fluido de corte ou o óleo. Pode-se concluir que houve alterações químicas no óleo utilizado no fluido de corte e que os microrganismos podem ter influenciado diretamente na degradação do óleo, pois o aumento da quantidade de microrganismos acompanhou a degradação do óleo. / The cutting fluid is widely used in metal machining process, but it is vulnerable to microbiological contamination contributing to loss in quality causing the decrease of its useful lifetime. Considering that many papers study the microbiological contamination of the fluid, but few associated to chemical changes of the oil constituent of the fluid, the objective of this study was to monitor the growth of microorganisms in two cutting fluids bases each containing a type of oil (mineral and vegetable) under two operating conditions of the machine tool: normal process and process using a electrophysical catalyst which directs the flow of ozone to the cutting fluid, to evaluate the chemical changes of the fluid oil extracted and the capability of microorganisms to degrade the cutting fluid and the oil extracted. Counting and isolation of bacteria and fungi were performed on cutting fluids used in machine tool throughout 166 hours of operation of the machine. For analysis of oil quality, it was extracted oil of the cutting fluid and posteriorly it was measured the acidity index (mineral and vegetable oils), iodine and saponification of vegetable oil. For the hydrocarbon degradation test it was used 2,6-dichlorophenol-indophenol as degradation indicator, being carbon sources: cutting fluid and oil extracted from the cutting fluid at different times of use of the machine. The results demonstrated that the amount of bacteria and fungi present in the mineral cutting fluid operated on the machine for 126 hours was in the order of 105 to 102 CFU/ml, respectively, and using the catalyst (40 hours of machine operation) it was 106 and 101 CFU/mL, respectively. The amount of bacteria and fungi from vegetable cutting fluid were 102 CFU/ml and after the application of the catalyst they were 105 and 103 CFU/ml, respectively. In the degradation tests of hydrocarbon, it was found that 42% of bacteria and 84% of the fungi were able to degrade the mineral cutting fluid or extracted oil on 5 days of analysis. 54% of bacteria and 74% of the fungi found on vegetable cutting fluid were able to degrade the cutting fluid or extracted oil. It can be concluded that there were chemical changes in the oils used to prepare cutting fluid and that microorganisms can be directly influenced in oil degradation, since the increased amount of microorganisms followed the oil degradation.

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CNPq; Fundação Araucária / O presente trabalho teve como objetivo realizar um estudo do comportamento fluidodinâmico e térmico do processo de secagem de suspensão diluída em leito fluidizado gás-sólido. Para avaliar a estabilidade de fluidização, a fim de evitar a condição do fenômeno de defluidização, foi utilizada a análise espectral Gaussiana. Durante o processo de secagem, foi analisada a umidade relativa do ar, a umidade absoluta, eficiência de secagem e a força de secagem. Em relação ao comportamento térmico, foi analisado o coeficiente volumétrico de transferência de calor, avaliando a influência das condições experimentais. Os ensaios experimentais foram realizados em escala laboratorial utilizando-se uma coluna de acrílico de 0,11 m de diâmetro interno e 1,0 m de altura. Como material inerte, foram utilizadas esferas de alumínio e esferas de vidro, ambas com diâmetro médio de 1,55 mm. Foi utilizada uma suspensão de carbonato de cálcio com concentração de 9 e 15%. A vazão de atomização da suspensão foi de 11,0; 13,0 e 15,0 mL/min. Os resultados mostraram que a transição dos regimes de fluidização durante o processo de secagem de suspensão não pôde ser nitidamente identificada pela análise espectral Gaussiana. Adicionalmente, a concentração de carbonato de cálcio apresentou pouca influência no tempo para atingir a região de defluidização. A vazão de atomização da solução influenciou na estabilidade fluidodinâmica do leito. Em relação ao tipo de material inerte, as partículas de alumínio apresentaram melhores condições no processo de secagem do ponto de vista da fluidodinâmica. O coeficiente volumétrico médio de transferência de calor obtido foi de 1,76 kW/m³.K, não variando com o tipo da partícula inerte utilizado. / The objective of this study was to perform a study of the hydrodynamic and thermal behavior of the drying process of a dilute suspension in a gas-solid fluidized bed. To evaluate stability fluidization, in order to avoid the condition of the defluidization phenomenon, was utilized Gaussian spectral analysis, which is a technique based on pressure fluctuation measurements. During the drying process, was analyzed relative humidity, absolute humidity and a drying efficiency. In relation to the thermal behavior, the volumetric heat transfer coefficient was analyzed, evaluating the influence of experimental conditions. The experimental tests were carried out in laboratory scale using a Plexiglas column, with 0.11 m in inner diameter and 1.0 m in height. As inert material, aluminum beads and glass beads were used, both with mean diameter of 1.55 mm. It was used as suspension of calcium carbonate with a concentration of 9 and 15%. The atomization flow rates of the suspension were 11.0; 13.0 and 15.0 mL/min. The results showed that the transition of the fluidization regimes during the suspension drying process could not be clearly identified by Gaussian spectral analysis. Additionally, the solution concentration had little influence on the time to reach the defluidization region. The atomization flow of the solution influenced the fluid dynamic stability of the bed. As for the type of the inert material, the aluminum particles presented better conditions in the hydrodynamic of drying process. The average volumetric heat transfer coefficient was 1.76 kW/m³.K and it not changed with the type of inert particle used.

Fundação Araucária / Fluidos de corte são utilizados para auxiliar no processo de usinagem, tendo por finalidade a refrigeração. Além disso, promove a lubrificação, a diminuição do atrito em relação à peça usinada e a ferramenta de corte, aumentando assim a eficiência do trabalho das fábricas. No sistema de usinagem, pode ocorrer o crescimento de microrganismos, uma vez que estes utilizam o fluido de corte como fonte de alimento, reduzindo assim a vida útil dos fluidos, proporcionando perdas econômicas e causando danos à saúde do operador da máquina. Para minimizar a presença de microrganismos, são utilizados produtos químicos denominados biocidas, que em altas concentrações pode causar danos à saúde. Dentro desse panorama, o objetivo desta pesquisa foi avaliar a eficiência dos óleos essenciais de Ocimum gratissimum (alfavacão), Cymbopogon winterianus (citronela) Syzygium aromaticum (cravo) e Carapa guianensis (andiroba) como agentes de controle do crescimento de bactérias em substituição ao biocida no sistema de usinagem. Inicialmente, foram realizadas coletas de fluido de corte em uma indústria automobilística para quantificar, isolar e caracterizar as bactérias (heterotróficas e potencialmente patogênicas) presentes no fluido de corte. Na sequência, as bactérias isoladas foram testadas quanto a susceptibilidade às diferentes concentrações dos óleos essenciais. O estudo procurou definir a concentração mínima inibitória (CMI) e antibiograma para avaliar a resistência a antibióticos das bactérias isoladas. Realizou-se, então, o teste de tempo de contato dos óleos essenciais e de encapsulamento do óleo essencial de citronela por meio da técnica de gelificação iônica, que consistiu em simular a situação do reservatório (i) com óleo encapsulado, (ii) com óleo misturado diretamente ao fluido de corte (iii) com fluido de corte contaminado, com o objetivo de avaliar a melhor forma de aplicação dos óleos no sistema de usinagem. Dentre os resultados, obteve-se 1,63x107 e 2,2x107 UFC/mL de bactérias heterotróficas e 3,5x105 e 2x106 UFC/mL de bactérias potencialmente patogênicas, na primeira e segunda coleta de fluidos, respectivamente. Foram isolados seis grupos de bactérias correspondentes às seguintes espécies: Staphylococcus aureus, Enterobacter cloacae, Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Proteus mirabilis e Acinetobacter spp. A bactéria que apresentou maior resistência aos antibióticos testados foi a Acinetobacter spp As que apresentaram maior sensibilidade foram a Enterobacter cloacae (A2), Escherichia coli (A3) e Proteus mirabilis (A6). O óleo de Syzygium aromaticum teve o maior halo formado na menor concentração testada (0,25%) - 11,07 mm, seguido por Ocimum gratissimum, com halo de 11,0 mm, e Cymbopogon winterianus ,10,7 mm. No teste de tempo de contato, o menor tempo de redução de crescimento ocorreu em 1 minuto para Ocimum gratissimum; 5 minutos para Syzygium aromaticum e 10 minutos para Cymbopogon nardus. O teste de encapsulamento foi realizado com o óleo de Cymbopogon nardus, obtendo-se redução significativa nas duas formas de aplicação do óleo essencial. / Cutting fluids are used to aid in the machining process, with the purpose of cooling, besides promoting lubrication, reducing friction in relation to the machined part and the cutting tool, thus increasing the efficiency of the work of the factories.In the machining system, the growth of microorganisms can occur, since they use the cutting fluid as food source, thus reducing the useful life of the fluids and providing economic losses and causing damages to the health of the worker.To minimize the presence of microorganisms is used a chemical called biocide, which in high concentrations can cause health damage.The objective of this research was to evaluate the efficiency of the essential oils of Ocimum gratissimum (Alfavaca), Cymbopogon nardus (Citronella) Syzygium aromaticum (Clove) and Carapa guianensis (andiroba) as a control agent for the growth of bacteria in replacement of the biocide in the machining system.Initially, cutting fluid samples were collected in an automobile industry to quantify, isolate and characterize the bacteria (heterotrophic and potentially pathogenic) present in the cutting fluid.Following the isolated bacteria were tested for susceptibility to the different concentrations of the oils to define the minimum inhibitory concentration (MIC) and antibiogram to evaluate the resistance of the bacteria isolated to antibiotics.The contact time test of the essential oils and encapsulation of the essential oil of Citronella was carried out by means of the ionic gelation technique, which consisted of the simulation of reservoirs containing cut fluid contaminated with encapsulated oil, with oil mixed directly with the oil. Cutting fluid and reservoir containing only contaminated cutting fluid, in order to evaluate the best way of applying the oils in the machining system.Among the results obtained were 1.63x107 and 2.2x107 CFU / mL heterotrophic bacteria and 3.5x105 and 2x106 CFU / mL of potentially pathogenic bacteria in the first and second fluids collection, respectively. Six groups of bacteria were isolated, corresponding to the following species: Staphylococcus aureus, Enterobacter cloacae, Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Proteus mirabilis and Acinetobacter spp.The bacterium that presented the highest resistance to the antibiotics tested was Acinetobacter spp and the ones with the highest sensitivity were Enterobacter cloacae (A2), Escherichia coli (A3) and Proteus mirabilis (A6). The oil of Syzygium aromaticum had the largest halo formed by the lowest concentration tested (0.25%) -11.07 mm, followed by Ocimum gratissimum with halo of 11 mm and Cymbopogon nardus 10.7 mm. In the test of contact time the shortest time reduction occurred in 1 minute for Ocimum gratissimum, 5 minutes for Syzygium aromaticum and 10 minutes Cymbopogon nardus for 4 of 6 bacterial isolates. The encapsulation test was performed with the Cymbopogon nardus oil, obtaining a significant reduction in the two forms of essential oil application.

In the process of drilling, the rock fragments generated by the drill are taken from the well to the surface by the drilling fluid. The drilling fluid used in Brazil is made by synthetic oil, it presents several advantages over other types of drilling fluid. However, it has the disadvantage of having high toxicity and low biodegradability, requiring a separation system of drilled cuttings contaminated with this drilling fluid. Currently, the responsible equipment for reducing these levels to the permitted by law is working under extreme conditions and residual levels generated are very close to permitted by environmental legislation. For this reason, the technique of microwave drying has been studied for use in remediation of drilled cuttings and has shown very promising because it presents high efficiency and low operational problems when it is compared to conventional equipment. Therefore, the aim of this work are to investigate the influence of various operating parameters of a microwave dryer, analyze the efficiency of the dryer microwave suited for this job and to obtain operational conditions and information for operating a industrial microwave operating in continuous flow. So were tested influence of temperature, flow rate of inert, initial fluid content, reuse of drilled cuttings, rock type, fluid type and mechanical agitation in microwave drying; tests of drying kinetics and the mapping drying inside the microwave were made. The results showed no difference in drying with the influence of inert flow and the type of fluid, but there was influence of drying temperature, the initial salt content, initial fluid content and rock type. Drying with agitation can increased the removal efficiency in 17 % with 27 mm of bed thickness, rocks with slow heating improve the removal efficiency, drilled cuttings with similar physical aspects have similar removal efficiency. The heating of rocks in the microwave depends strongly of the oxides content in its composition. The temperature control of the bed should be the upper limit of the boiling range of the hydrocarbons present in the drilling fluid. The mapping study showed that there are drying gradients inside the microwave, besides showing the intrusive effect of metals in the material, effect of the edges of the recipes and the position of exhaust fan. The equipment showed to be as efficient as others listed in the literature, which can reduce the levels of n-paraffin to below 1 % by mass. / No processo de perfuração de poços de petróleo, os fragmentos de rocha gerados pela broca, são transportados do fundo do poço até a superfície pelo fluido de perfuração. O fluido de perfuração mais utilizado no cenário brasileiro é o de base sintética, pois apresenta diversas vantagens com relação a outros tipos de fluido. Porém, apresenta a desvantagem de possuir alta toxicidade e baixa biodegrabilidade, necessitando de um sistema de separação para que o cascalho contaminado com esse fluido possa ser descartado no meio ambiente. Atualmente, o equipamento responsável pela redução destes teores até os limites permitidos por lei, opera de maneira sobrecarregada e os teores residuais alcançados estão muito próximos do permitido pela legislação ambiental. Por essa razão, a técnica de secagem por micro-ondas vem sendo estudada para ser utilizada na descontaminação de cascalhos contaminados com fluido de perfuração. Essa tecnologia mostra-se ser muito promissora, pois apresenta altas eficiências de remoção e menores problemas operacionais quando comparados aos equipamentos convencionais. Por isso, o objetivo deste trabalho é verificar a influência de algumas variáveis de operação de um secador micro-ondas de bancada adaptado para a descontaminação de cascalhos de perfuração. Além de verificar a eficiência desse equipamento e obter condições operacionais e informações suficientes para o projeto de um micro-ondas semi-industrial contínuo. Para isso, foram testadas as influências da temperatura, vazão de inerte, teor inicial de fluido, reutilização do cascalho, tipo de rocha, tipo de fluido e a presença da agitação mecânica na secagem por micro-ondas; foram feitos testes de cinética de secagem por micro-ondas e feito o mapeamento da secagem no interior do equipamento. Os resultados mostraram que não houve diferença na secagem por micro-ondas para diferentes vazões de inerte e tipo de fluido, porém houve influência da temperatura da secagem, do teor inicial de sal, do teor inicial de fluido e do tipo de rocha. A agitação mecânica aumentou a eficiência de remoção em 17% para um leito de 27 mm de espessura; o aquecimento lento de cascalhos melhoram a eficiência de remoção; cascalhos contaminados que apresentam aspectos físicos iguais apresentam eficiência de remoção semelhantes. O aquecimento de rochas no micro-ondas depende, fortemente, dos teores de óxidos em sua composição. A temperatura de controle do leito deve ser acima do limite superior da faixa de ebulição dos hidrocarbonetos presentes na base do fluido de perfuração. O estudo de mapeamento mostrou que há gradientes de secagem no interior do micro-ondas, além de mostrar o efeito intrusivo de metais no material e efeito das bordas do recipiente. O equipamento apresentou ser tão eficiente quanto outros reportados na literatura, podendo reduzir os teores de n-parafina até abaixo de 1%, em massa. / Mestre em Engenharia Química

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The present work refers to the characterization of the sound field generated by subsonic jets in crossflow (JICF). This phenomenon that results from a jet of fluid discharged perpendicularly to a moving medium has a very complex, but well established, fluid dynamics and a sound field yet unexplored. For the complete characterization of this phenomenon, a hybrid methodology of low computational cost that uses a combination of commercial and open source packages is used. The fluid dynamics part is solved by the commercial code CFD ++ by Metacomp Inc. through Reynolds Average Navier-Stokes Equations (RANS), and the noise calculations are performed on an open source code using the Lighthill Ray-Tracing method (LRT). An extensive validation step is performed to demonstrate the ability and highlight the limitations of the methods used for predicting the jet s behavior. This work brings a large contribution to the development of JICF noise research by showing the existence of a region of relative silence in these jets. / O presente trabalho refere-se ao estudo da caracterização do campo acústico de jatos subsônicos submetidos a escoamento cruzado (JSEC). Este fenômeno que resulta de um jato de fluido descarregado perpendicularmente a um meio em movimento, possui uma dinâmica muito complexa, mas bem estabelecida, e um campo acústico ainda inexplorado. Para a completa caracterização deste fenômeno, utiliza-se uma metodologia híbrida de baixo custo computacional, que associa pacotes comerciais e códigos abertos. A parte fluidodinâmica é solucionada pelo código computacional comercial CFD++ da empresa Metacomp Inc. por meio das Equações Médias de Reynolds (RANS), e os cálculos de ruído são realizados em código aberto utilizando o método de Lighthill Ray-Tracing (LRT). Uma extensa etapa de validações é realizada para comprovar a capacidade e evidenciar as limitações dos métodos utilizados na previsão do comportamento do jato. Este trabalho contribui para o avanço das pesquisas na área de ruído de JSEC, tendo identificado a existência de uma região de silêncio nesses jatos. / Mestre em Engenharia Mecânica