A atmosfera terrestre contém nitrogênio e oxigênio, sendo este último, um composto altamente reativo e fundamental ao desenvolvimento e manutenção da vida. Além desses gases, diversos outros compostos em pequenas concentrações, os quais podem atuar como reagentes e/ou catalisadores também a compõe. Os compostos gasosos variados e material particulado (orgânico e inorgânico) de diferentes dimensões lançados constantemente à atmosfera são provenientes de fontes diversas. Tais fontes podem ser de origem natural ou antrópica e ainda, podem ser pontuais, difusas, primárias, secundárias, móveis e/ou estacionárias. Os processos envolvendo transformações químicas na atmosfera são extremamente importantes porque tendem a manter a sua composição em estado estacionário. A vegetação, que constitui uma fonte natural, é responsável pela emissão de grandes quantidades de compostos carbonados para a atmosfera. Dentre os vários compostos orgânicos emitidos da superfície do planeta, destacam-se em particular, alguns gases traços, denominados compostos orgânicos voláteis (COVs). A emissão dos compostos orgânicos voláteis pela vegetação ocorre, em escala global, predominantemente nos trópicos ou nos meses de verão em outras regiões. As reações fotoquímicas dos compostos orgânicos voláteis desempenham um papel diferenciado e importante na química da troposfera, podendo alterar de forma significativa a concentração de ozônio em áreas tanto urbanas quanto rurais. O presente projeto contempla o estudo de alguns dos inúmeros compostos orgânicos voláteis de origem biogênica (COVBs) emitidos pela vegetação constituinte, das regiões da Floresta Amazônica, da Mata Atlântica e da floresta Tropical da Guiana Francesa, comparando-se os dados de saída gerados pelos Modelos MOZART-4 e CAM-Chem. A escolha dos sítios experimentais para realização deste estudo se deu em parte em função da importância dos locais em termos de biodiversidade, extensão territorial, influência na climatologia (local e/ou regional), bem como também em função da acessibilidade, proximidade a centros urbanos e alterações devido à influência humana. O procedimento metodológico adotado para coleta das amostras de COVBs se deu por meio da técnica conhecida como acumulação de vórtices turbulentos (Relaxed Eddy Accumulation - REA), a qual faz uso de um dispositivo coletor denominado acumulador compacto de vórtices turbulentos (Compact Relaxed Eddy Accumulator - CREA). As amostras gasosas de COVBs foram coletadas por meio de cartuchos comerciais apropriados, compostos por diferentes materiais adsorvedores que apresentavam afinidade química também diferenciada para os variados compostos aos quais foram expostos. Estudos primários para determinação da natureza dos cartuchos que foram utilizados neste projeto foram realizados, a fim de se obter dispositivos adequados a este propósito. Os resultados evidenciam, como esperado, que a presença de isopreno é predominante em todos os sítios experimentais, sendo sua concentração média diária máxima de 5,0 ± 0,3 μg/cm3 registrada na Amazônia e de 8,0 ± 0,4 μg/cm3 (concentração diária) na floresta da Guiana Francesa, seguido pelo alfa-pineno cuja concentração máxima obtida foi de aproximadamente 1,6 ± 0,08 μg/cm3 no último sítio experimental, ambos detectados na estação seca. A emissão de isopreno e dos monoterpenos ocorreu de forma mais acentuada na época seca em comparação ao período úmido. Contudo, observou-se em algumas situações uma pequena discrepância. De maneira geral os resultados gerados pelos modelos estão subestimados, como exceção do parâmetro de radiação fotossinteticamente ativa (PAR), o que indica que a defasagem entre os resultados observados e os simulados pode estar relacionada parâmetros de OH-, NOx e em algumas reações químicas fotoquímicas envolvendo o ozônio. / The Earth\'s atmosphere contains nitrogen and oxygen, the last one being a highly reactive compound and fundamental to the development and maintenance of life. Besides these gases, many other compounds in small concentrations, which can act as reactants and /or catalysts can be found in the atmosphere. Various gaseous compounds and particulate matter (organic and inorganic) of different dimensions constantly released into the atmosphere come from various sources. Such sources can be natural or anthropogenic and still be punctual, diffuse, primary, secondary, mobile and or stationary. Processes involving chemical transformations in the atmosphere are extremely important because they tend to maintain their steady-state composition. The vegetation, which is a natural source, is responsible for producing large amounts of carbon compounds in the atmosphere. Among the various organic compounds emitted from the planet\'s surface, stand out in particular, some trace gases, called volatile organic compounds (VOCs). The emission of volatile organic compounds by vegetation occurs on a global scale, predominantly in the tropics or in the summer months in other regions. The photochemical reactions of volatile organic compounds play an important and unique role in the chemistry of the troposphere, which can significantly change the concentration of ozone in both urban and rural areas. This project involves the study of some of the numerous biogenic volatile organic compounds (BVOC) emitted by vegetation from the Amazon Forest, the Mata Atlântica forest and the Tropical forest of French Guiana, comparing the output data generated by MOZART -4 and CAM-Chem models. The choice of experimental sites for this study was in part due to the importance of local biodiversity , territorial extent , influence the weather (local and/or regional), and also because of accessibility, proximity to urban centers and changes due to human influence . The methodological procedures for collecting samples of VOCs was through the technique known as eddy accumulation (Relaxed Eddy Accumulation - REA), which uses an equipment known as compact relaxed eddy accumulator (CREA). The gas samples were collected from BVOCs through appropriate commercial cartridges, composed of different materials showed that chemical affinity adsorbents also differentiated for the various compounds which were exposed. Primary studies to determine the nature of cartridges that were used in the field campaigns were conducted in order to obtain devices suitable for this purpose. The results show, as expected, the presence of isoprene as a prevalent compound in all experimental sites, with maximum daily average concentration of 5,0 ± 0,3 μg/cm3 registered on the Amazon basin and 8,0 ± 0,4 μg/cm3 (daily concentration) in the forest of French Guiana, followed by alpha-pinene, whose maximum concentration obtained was approximately 1,6 ± 0,08 μg/cm3 in the last experimental site, both detected in the dry season. The emission of isoprene and monoterpenes occurred sharply in the dry season compared to the wet season. However, it was observed in some situations a small discrepancy. In general, the results generated by the models are underestimated, as an exception of photosynthetically active radiation parameter (PAR), indicating that the gap between the observed and simulated results can be related to OH- and NOx parameters and some chemical reactions involving photochemical ozone.

Previsões hidrometeorológicas confiáveis são necessárias para amenizar desastres causados por eventos extremos. Dessa forma, o acoplamento de modelos atmosféricos e hidrológicos vêm se mostrando como uma ferramenta importante para previsão de eventos severos, proporcionando um sistema de alerta, minimizando os danos causados à população. O principal objetivo deste trabalho é propor, aplicar e avaliar um sistema acoplado do modelo atmosférico Eta ao modelo hidrológico DHSVM (Distributed Hydrology Soil Vegetation Model), aplicado a uma microbacia na região da Serra do Mar no Estado de São Paulo. Essa região, por apresentar acentuadas declividades do terreno e remanescentes de mata atlântica, requer estudos específicos, metodologias e modelos adequados às suas características. Por se tratar de um modelo hidrológico distribuído, o DHSVM necessita de uma grande quantidade de parâmetros físicos de solo e vegetação, que caracterizam em cada ponto de grade, a região de estudo. Os parâmetros encontrados para a bacia de estudo podem vir a contribuir para outros trabalhos de modelagem na região da Serra do Mar. A necessidade de dados de irradiância de onda longa para a simulação hidrológica, fez com que uma equação de estimativa da mesma fosse ajustada, podendo ser aplicada para todo o Estado de São Paulo. O principal desafio encontrado no acoplamento de modelos atmosféricos e hidrológicos é a grande diferença de escalas espacial e temporal. Este trabalho propõe uma técnica de desagregação (downscaling) para aumentar a resolução espacial dos campos de precipitação e temperatura fornecidos pelo modelo atmosférico de 10 km para 2 km. Os resultados apresentados mostraram que a qualidade das vazões simuladas dependem principalmente da qualidade do campo de precipitação de entrada ao modelo hidrológico, seja ele gerado pela interpolação de dados observados em estações de monitoramento ou gerado por modelos de previsão do tempo. A aplicação das técnicas de desagregação pouco afetaram os resultados das vazões simuladas.

Os desafios atuais no segmento de aviação civil compreendem desde a crescente competição entre as empresas aéreas até a rápida reação à volatilidade dos preços de combustível. Nesse cenário, predizer a ocorrência de falhas dos sistemas aeronáuticos e otimizar a manutenção programada das aeronaves podem representar um potencial ganho competitivo. Este trabalho apresenta um estudo de caso de emprego do prognóstico de falhas em um anemômetro de fio quente. O desenvolvimento está baseado em dados históricos da frota, em uma compreensão detalhada da operação do sistema de ventilação e no efeito produzido pela degradação do sinal do sensor. A metodologia utilizada no decorrer do estudo consiste da aquisição e tratamento dos dados, da extração das características que descrevem o comportamento de deterioração do sensor e da utilização de uma técnica de prognóstico. Um método não-paramétrico também é usado para estimar as incertezas associadas ao prognóstico. As conclusões expostas apontam para uma solução relativamente simples para predizer falhas no anemômetro com antecedência suficiente para evitar manutenções não-planejadas e, portanto, reduzir custos operacionais.

Medidores de vazão tipo tubos de Venturi são amplamente utilizados nas indústrias aeronáuticas devido a sua construção simples, grande faixa de medição, menores perdas de carga e melhor precisão quando comparados a outros medidores de vazão mássica. Este trabalho consiste em realizar uma análise metrológica da calibração de tubos de Venturi utilizados para medir vazão mássica de sangria de ar de motores em aeronaves ("Bleed"). Neste contexto, é apresentado o estado da arte. A metodologia adotada foi o estudo de um modelo simplificado, comparado ao modelo completo e normalizado de tubos de Venturi, por meio de técnicas de diagnóstico de modelo de regressão. O procedimento de calibração usualmente empregado foi analisado e a análise metrológica foi conduzida por meio do estudo do processo de medição, dos dados da calibração e do modelo matemático estudado, incluindo as especificações técnicas da instrumentação utilizada na medição. Os resultados obtidos trouxeram benefícios mensuráveis na simplificação do procedimento de calibração, na identificação das principais fontes de incertezas (medidor de vazão mássica) e formulação de uma metodologia de projeto para especificação de tubos de Venturi, em função da aplicação e das especificações técnicas necessárias dos instrumentos de medição, que compõe todo o processo de medição de vazão mássica de ar em aeronaves.

A atmosfera terrestre contém nitrogênio e oxigênio, sendo este último, um composto altamente reativo e fundamental ao desenvolvimento e manutenção da vida. Além desses gases, diversos outros compostos em pequenas concentrações, os quais podem atuar como reagentes e/ou catalisadores também a compõe. Os compostos gasosos variados e material particulado (orgânico e inorgânico) de diferentes dimensões lançados constantemente à atmosfera são provenientes de fontes diversas. Tais fontes podem ser de origem natural ou antrópica e ainda, podem ser pontuais, difusas, primárias, secundárias, móveis e/ou estacionárias. Os processos envolvendo transformações químicas na atmosfera são extremamente importantes porque tendem a manter a sua composição em estado estacionário. A vegetação, que constitui uma fonte natural, é responsável pela emissão de grandes quantidades de compostos carbonados para a atmosfera. Dentre os vários compostos orgânicos emitidos da superfície do planeta, destacam-se em particular, alguns gases traços, denominados compostos orgânicos voláteis (COVs). A emissão dos compostos orgânicos voláteis pela vegetação ocorre, em escala global, predominantemente nos trópicos ou nos meses de verão em outras regiões. As reações fotoquímicas dos compostos orgânicos voláteis desempenham um papel diferenciado e importante na química da troposfera, podendo alterar de forma significativa a concentração de ozônio em áreas tanto urbanas quanto rurais. O presente projeto contempla o estudo de alguns dos inúmeros compostos orgânicos voláteis de origem biogênica (COVBs) emitidos pela vegetação constituinte, das regiões da Floresta Amazônica, da Mata Atlântica e da floresta Tropical da Guiana Francesa, comparando-se os dados de saída gerados pelos Modelos MOZART-4 e CAM-Chem. A escolha dos sítios experimentais para realização deste estudo se deu em parte em função da importância dos locais em termos de biodiversidade, extensão territorial, influência na climatologia (local e/ou regional), bem como também em função da acessibilidade, proximidade a centros urbanos e alterações devido à influência humana. O procedimento metodológico adotado para coleta das amostras de COVBs se deu por meio da técnica conhecida como acumulação de vórtices turbulentos (Relaxed Eddy Accumulation - REA), a qual faz uso de um dispositivo coletor denominado acumulador compacto de vórtices turbulentos (Compact Relaxed Eddy Accumulator - CREA). As amostras gasosas de COVBs foram coletadas por meio de cartuchos comerciais apropriados, compostos por diferentes materiais adsorvedores que apresentavam afinidade química também diferenciada para os variados compostos aos quais foram expostos. Estudos primários para determinação da natureza dos cartuchos que foram utilizados neste projeto foram realizados, a fim de se obter dispositivos adequados a este propósito. Os resultados evidenciam, como esperado, que a presença de isopreno é predominante em todos os sítios experimentais, sendo sua concentração média diária máxima de 5,0 ± 0,3 μg/cm3 registrada na Amazônia e de 8,0 ± 0,4 μg/cm3 (concentração diária) na floresta da Guiana Francesa, seguido pelo alfa-pineno cuja concentração máxima obtida foi de aproximadamente 1,6 ± 0,08 μg/cm3 no último sítio experimental, ambos detectados na estação seca. A emissão de isopreno e dos monoterpenos ocorreu de forma mais acentuada na época seca em comparação ao período úmido. Contudo, observou-se em algumas situações uma pequena discrepância. De maneira geral os resultados gerados pelos modelos estão subestimados, como exceção do parâmetro de radiação fotossinteticamente ativa (PAR), o que indica que a defasagem entre os resultados observados e os simulados pode estar relacionada parâmetros de OH-, NOx e em algumas reações químicas fotoquímicas envolvendo o ozônio. / The Earth\'s atmosphere contains nitrogen and oxygen, the last one being a highly reactive compound and fundamental to the development and maintenance of life. Besides these gases, many other compounds in small concentrations, which can act as reactants and /or catalysts can be found in the atmosphere. Various gaseous compounds and particulate matter (organic and inorganic) of different dimensions constantly released into the atmosphere come from various sources. Such sources can be natural or anthropogenic and still be punctual, diffuse, primary, secondary, mobile and or stationary. Processes involving chemical transformations in the atmosphere are extremely important because they tend to maintain their steady-state composition. The vegetation, which is a natural source, is responsible for producing large amounts of carbon compounds in the atmosphere. Among the various organic compounds emitted from the planet\'s surface, stand out in particular, some trace gases, called volatile organic compounds (VOCs). The emission of volatile organic compounds by vegetation occurs on a global scale, predominantly in the tropics or in the summer months in other regions. The photochemical reactions of volatile organic compounds play an important and unique role in the chemistry of the troposphere, which can significantly change the concentration of ozone in both urban and rural areas. This project involves the study of some of the numerous biogenic volatile organic compounds (BVOC) emitted by vegetation from the Amazon Forest, the Mata Atlântica forest and the Tropical forest of French Guiana, comparing the output data generated by MOZART -4 and CAM-Chem models. The choice of experimental sites for this study was in part due to the importance of local biodiversity , territorial extent , influence the weather (local and/or regional), and also because of accessibility, proximity to urban centers and changes due to human influence . The methodological procedures for collecting samples of VOCs was through the technique known as eddy accumulation (Relaxed Eddy Accumulation - REA), which uses an equipment known as compact relaxed eddy accumulator (CREA). The gas samples were collected from BVOCs through appropriate commercial cartridges, composed of different materials showed that chemical affinity adsorbents also differentiated for the various compounds which were exposed. Primary studies to determine the nature of cartridges that were used in the field campaigns were conducted in order to obtain devices suitable for this purpose. The results show, as expected, the presence of isoprene as a prevalent compound in all experimental sites, with maximum daily average concentration of 5,0 ± 0,3 μg/cm3 registered on the Amazon basin and 8,0 ± 0,4 μg/cm3 (daily concentration) in the forest of French Guiana, followed by alpha-pinene, whose maximum concentration obtained was approximately 1,6 ± 0,08 μg/cm3 in the last experimental site, both detected in the dry season. The emission of isoprene and monoterpenes occurred sharply in the dry season compared to the wet season. However, it was observed in some situations a small discrepancy. In general, the results generated by the models are underestimated, as an exception of photosynthetically active radiation parameter (PAR), indicating that the gap between the observed and simulated results can be related to OH- and NOx parameters and some chemical reactions involving photochemical ozone.

Esta pesquisa teve como objetivo desenvolver um anemômetro de fio quente para operar à corrente constante usando-se como elemento sensível, um termoresistor de platina, como braço da ponte de Wheatstone, para medir o fluxo de um fluido escoando em um tubo. Um protótipo do equipamento foi montado interligando as partes analógicas e digitais. Um circuito eletrônico microcontrolado foi construído para aquisição dinâmica de sinais, caracterizando a parte analógica. O sistema possui um condicionador analógico para o canal de entrada, possibilitando a leitura do sinal proveniente do transdutor anemométrico, controle de corrente do termoresistor de platina, controle da temperatura do elemento resistivo e ajuste de tensão para compatibilidade com a parte digital. A parte digital do sistema baseia-se no microcontrolador CY8C29466 com tecnologia PSoC - Programmable System on Chip da Cypress. Apresenta interface com o usuário através de teclado e mostrador de cristal liquido. A taxa de aquisição é de 10 amostras/s e o armazenamento dos dados é feito em memória EEPROM interna ao microcontrolador. Para a calibração do anemômetro de sinais foi adotado o procedimento de calibração dinâmica, tendo como referência um Becker graduado, uma balança de precisão de 0.1g e um cronômetro digital. Foi determinado o comportamento do condicionador através de ensaios dinâmicos, sendo apresentados gráficos de resultados de vazões em função dos valores de tensão provenientes da ponte de Wheatstone. Os dados resultantes de ensaios dinâmicos e simulações foram adquiridos por um osciloscópio digital, multímetro digital, software de simulação PROTEUS 7.1 e pelo sistema de aquisição desenvolvido. São mostrados gráficos comparativos dos sinais obtidos e simulados com ambos os equipamentos.

Um estudo experimental da interação de dois jatos de ar planos e paralelos, oriundos de bocais retangulares, foi efetuado com um sistema de Velocimetria Doppler, utilizando um laser de He-Ne. Os resultados obtidos apresentam uma boa concordância com trabalhos experimentais anteriores realizados por outros autores, isto é, os perfis de velocidade média exibiram as três regiões distintas conhecidas como região de recirculação, região de jatos duplos e região de jato único. Entretanto, tornou-se claro que alguns melhoramentos podem ser feitos no gerador de jatos, no sistema usado para o mapeamento do campo de fluxo e no Sistema de Velocimetria Doppler, cujo volume de prova deve ser feito tão pequeno quanto possível.

Com a crescente competitividade no setor aeronáutico, todo ganho, por menor que seja, em desempenho de aeronave é extremamente importante para seu sucesso comercial. O correto dimensionamento de entradas e saídas de ar leva a um ganho competitivo de uma aeronave em relação à outra. Isto se deve a grande presença de entradas e saídas de ar, como grelhas, scoops e as desenvolvidas pela NACA (National Advisory Committee for Aeronautics posteriormente todos os recursos foram transferidos para National Aeronautics and Space Administration - NASA) presentes em cada aeronave. Buscando obter o dimensionamento otimizado de grelhas utilizadas em sistemas aeronáuticos, alguns parâmetros de dimensionamento para grelhas de exaustão de ar foram obtidos via CFD (sigla do inglês para Computational Fluid Dynamics) para três tipos de grelhas: flush (altura da grelha nivelada com seu plano de instalação) com defletor reto, flush com defletor curvo e não flush com defletor curvo. Os parâmetros de dimensionamento das três grelhas analisadas no presente trabalho foram: coeficiente de descarga, razão de vazão mássica e coeficiente de pressão. Os resultados são apresentados para cada grelha analisada em função do número de Mach, altitude e vazão mássica. Um estudo de comparação com resultados experimentais, disponíveis na literatura, é também apresentado no presente trabalho. Os resultados apresentados nesta dissertação têm potencial para serem utilizados em um melhor dimensionamento de grelhas aeronáuticas em geral. Deve-se ressaltar que o presente trabalho não define o melhor tipo de grelha que deve ser utilizado para todas as funções, e sim apresenta alguns parâmetros que devem ser utilizados para o dimensionamento otimizado de uma grelha de exaustão de ar para o cumprimento de sua função.