Orientadores: Maria Regina Wolf Maciel, Cesar Benedito Batistella / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T17:41:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_NiveadeLimada_M.pdf: 3123678 bytes, checksum: d7aeabba1f08e800a435024913c36453 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O biodiesel é um combustível alternativo obtido a partir de fontes renováveis, não tóxico e livre de enxofre e aromático. A transesterificação de óleos vegetais ou gorduras de origem animal, em presença de alcoóis de baixo peso molecular como etanol e metanol, é a forma mais usual de produção de biodiesel. A transesterificação do óleo de mamona com etanol em presença de etóxido de sódio e hidróxido de sódio foi realizada nesse estudo. Os experimentos foram feitos utilizando planejamento experimental e os resultados foram interpretados de acordo com a metodologia da superfície de resposta. As variáveis estudadas foram temperatura de reação, concentração de catalisador e razão molar etanol : óleo de mamona. Os experimentos foram feitos de acordo com o planejamento experimental completo 23, mais três pontos centrais e quatro pontos axiais. Foram obtidos dois modelos codificados de segunda ordem que descrevem a conversão em éster em função da temperatura de reação, concentração de catalisador e razão molar etanol : óleo de mamona. Uma boa e rápida separação entre as fases éster e glicerina foi obtida com a metodologia desenvolvida. A maior concentração de éster atingida experimentalmente, utilizando as variáveis otimizadas, foi de 93,97 % p/p. utilizando razão molar etanol : óleo de mamona igual a 16:1, 1% p/p de etóxido de sódio e temperatura de reação igual a 80° C. Um pequeno aumento de escala da reação foi realizado utilizando as condições otimizadas e hidróxido de sódio como catalisador / Abstract: Biodiesel is an alternative and nontoxic fuel, wich is essentially free of sulfur and aromatics. It is usually produced by transesterification reaction of vegetable oils or animal fats with a low weigh alcohol, such as ethanol and methanol. This work presents the transesterification reaction of castor oil with ethanol in presence of sodium etnoxide and sodium hydroxide as catalysts. The proposed process of biodiesel production was evaluated and optimal operating conditions range was identified by application of the factorial design and response surface methodology. The studied variables were reaction temperature, catalyst concentration and ethanol castor oil molar ratio. The experiments were carried out according to a 23 complete factorial design plus three central points and six axial points, called star points. Two second-order models were obtained to predict the ester conversion as a function of reaction temperature, catalyst concentration an ethanol castor oil molar ratio. Good phase separation was obtained with the methodology developed. The best result for laboratory-scale reactions was 93.97% wt of ester conversion. This result was obtained at 80° C, with castor oil molar reaction of 16:1 and catalyst concentration of 1% of sodium ethoxide by weight of castor oil. A small scale up was realized with the optimize conditions and sodium hydroxide as catalyst / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Busca-se a minimização da emissão de material particulado em incinerador industrial de resíduos perigosos através do controle operacional de algumas variáveis de processo. Essas variáveis, que afetam diretamente a qualidade da queima, são: intervalo de tempo de alimentação, modo de introdução de pequena quantidade de resíduo líquido no forno rotativo e excesso de oxigênio na saída dos gases de combustão. Todos os testes têm a mesma taxa de resíduos incinerados (kg/h). Na faixa estudada, o controle operacional mostrou resultados expressivos: em todos os casos, para cada variável estudada, a emissão de material particulado na melhor condição foi aproximadamente 2,5 vezes menor o valor da emissão de material particulado, se comparado com a pior condição de operação. / The minimization of particulate matter emissions in hazardous industrial waste incinerator was sought through operational control of some specific variables of the process. These variables, which have direct interference in the combustion quality, are: mean time between semi-batch feedings, mode of fedding of small amounts of liquid waste, and oxygen excess in the off-gas. All tests have been performed with the same feeding rate (kg/h). In the range studied, operational control showed expressive results: for each variable tested, the particulate matter emission in the worst operational point was around 2,5 times that obtained within the best condition.

O látex de borracha natural foi formulado, radiovulcanizado e, em seguida, estabilizado radioliticamente (GAMATEX), para ser empregado na fabricação de artefatos de borracha utilizados na área médica. A eficiência de reticulação do látex, quando radiovulcanizado com raios gama, correlacionou-se matematicamente com a razão de concentração do sistema de radiosensibilizador (x1 = [An-B] / [KOH]) e com a dose de vulcanização (x2), apresentando alto grau de interação, segundo o seguinte modelo matemático: , onde representa a resistência à tração na ruptura. O processo RVNRL foi otimizado para baixas doses de vulcanização e altas concentrações de An-B. A resistência radioxidativa da borracha, obtida a partir do GAMATEX, foi atingida adicionando-se uma mistura de antioxidantes (45% BANOX S + 55% TNPP). Esta mistura apresentou um efeito sinérgico. O látex apresentou comportamento pseudoplástico com a ocorrência de tensão de escoamento. A taxa de desestabilização irreversível do látex foi diretamente proporcional à [An-B] e inversamente proporcional à [KOH]. O efeito pós-irradiação do látex ou a desestabilização reversível, ocorreu devido à presença de uma concentração residual de An-B que não reagiu. A irradiação melhorou a estabilidade coloidal do GAMATEX, devido ao aumento da tixotropia e da tendência newtoniana além da correlação entre o grau de consistência (k) e o índice pseudoplástico (n), de acordo com o modelo matemático . Este fato permite um tempo maior de estocagem do GAMATEX. A viscosidade relativa do látex correlaciona-se com a temperatura e com o teor da borracha seca conforme o modelo matemático: , onde rw é a razão (BS/100-BS). O látex radiovulcanizado coagulou à temperatura de –10ºC no sistema de refrigeração projetado. / The natural rubber latex was formulated, irradiation vulcanized and stabilized (GAMATEX) to make rubber goods for medical purpose. When the latex was vulcanized by gamma rays the effectiveness crosslinking of GAMATEX relationship between the concentration ratio of sensitizer system (x1=[n-BA]/[KOH]) and the vulcanization dose (x2), showing high interaction grade according to the following the mathematical equation: , where is the tensile strength. The RVNRL process was optimized for low vulcanization doses and high concentrations of n-BA. The resistance to radiolitic oxidation of rubber obtained from GAMATEX was attained when one antioxidants mixture (45% BANOX S + 55% TNPP) was added. This mixture exhibited synergetic effect. The latex showed pseudoplastic rheological behavior and the yield stress occurrence. The irreversible destabilization rate of latex was direct proportional to [n-BA] and indirect proportional to [KOH]. The post-irradiation effects or reversible destabilization of latex occurred because there is a residual concentration of [n-BA] that it was not reacted. The colloidal stability of GAMATEX improved with irradiation, showing showing the increase of thixotropic behavior and the tendency to newtonian behavior flow besides the relationship between the viscosity index (k) and the pseudoplastic index (n) according to the mathematical model: . This fact allows the higher storage time of GAMATEX. The relative viscosity of latex was relationship between the temperature and the total dry rubber content according to the mathematical model: , where rw is the ratio (BS/100-BS). The radiation vulcanized latex coagulated at –10ºC into the projected freezing system.

Study Design: Computational analyses using optimization finite element (FE) models. Objective: To determine the spinal muscle forces (MFs) creating compressive follower loads (CFL) in the lumbar spine in various sagittal postures and to investigate if such MFs can maintain the spinal stability. Summary of Background Data: Biomechanical loads are known closely associated with spinal disorders. Normal spinal loads, however, remains poorly understood due to the lack of knowledge of the MF control mechanism for normal biomechanical functions. Methods: 3-D optimization and FE models of the spinal system (trunk, lumbar spine, sacrum, pelvis, and 232 muscles) were developed and validated using reported experimental data. Optimization models were used to determine the MFs creating CFLs in the lumbar spine in various sagittal postures from 10 extension to 40 flexion. The deformation of the lumbar spine under these MFs and trunk weight was predicted from FE models. The stable lumbar spine deformation was determined by the resultant trunk sway < 10 mm. Results: Optimization solutions of MFs, CFLs, and follower load path (FLP) location were feasible for all studied postures. The FE predictions clearly demonstrated that MFs creating CFLs along the base spinal curve connecting the geometrical centers or along a curve in its vicinity (within anterior or posterior shift by 2 mm) produce the stable deformation of the lumbar spine in the neutral standing and flexed postures, whereas the MFs creating the smallest CFLs resulted in the unstable deformation. In case of extended postures, however, it was not possible to find the CFL creating MFs that produce stable deformation of the extended spine. Conclusion: The results of this study demonstrated the feasibility for spinal muscles to stabilize the spine via the CFL mechanism.

O látex de borracha natural foi formulado, radiovulcanizado e, em seguida, estabilizado radioliticamente (GAMATEX), para ser empregado na fabricação de artefatos de borracha utilizados na área médica. A eficiência de reticulação do látex, quando radiovulcanizado com raios gama, correlacionou-se matematicamente com a razão de concentração do sistema de radiosensibilizador (x1 = [An-B] / [KOH]) e com a dose de vulcanização (x2), apresentando alto grau de interação, segundo o seguinte modelo matemático: , onde representa a resistência à tração na ruptura. O processo RVNRL foi otimizado para baixas doses de vulcanização e altas concentrações de An-B. A resistência radioxidativa da borracha, obtida a partir do GAMATEX, foi atingida adicionando-se uma mistura de antioxidantes (45% BANOX S + 55% TNPP). Esta mistura apresentou um efeito sinérgico. O látex apresentou comportamento pseudoplástico com a ocorrência de tensão de escoamento. A taxa de desestabilização irreversível do látex foi diretamente proporcional à [An-B] e inversamente proporcional à [KOH]. O efeito pós-irradiação do látex ou a desestabilização reversível, ocorreu devido à presença de uma concentração residual de An-B que não reagiu. A irradiação melhorou a estabilidade coloidal do GAMATEX, devido ao aumento da tixotropia e da tendência newtoniana além da correlação entre o grau de consistência (k) e o índice pseudoplástico (n), de acordo com o modelo matemático . Este fato permite um tempo maior de estocagem do GAMATEX. A viscosidade relativa do látex correlaciona-se com a temperatura e com o teor da borracha seca conforme o modelo matemático: , onde rw é a razão (BS/100-BS). O látex radiovulcanizado coagulou à temperatura de –10ºC no sistema de refrigeração projetado. / The natural rubber latex was formulated, irradiation vulcanized and stabilized (GAMATEX) to make rubber goods for medical purpose. When the latex was vulcanized by gamma rays the effectiveness crosslinking of GAMATEX relationship between the concentration ratio of sensitizer system (x1=[n-BA]/[KOH]) and the vulcanization dose (x2), showing high interaction grade according to the following the mathematical equation: , where is the tensile strength. The RVNRL process was optimized for low vulcanization doses and high concentrations of n-BA. The resistance to radiolitic oxidation of rubber obtained from GAMATEX was attained when one antioxidants mixture (45% BANOX S + 55% TNPP) was added. This mixture exhibited synergetic effect. The latex showed pseudoplastic rheological behavior and the yield stress occurrence. The irreversible destabilization rate of latex was direct proportional to [n-BA] and indirect proportional to [KOH]. The post-irradiation effects or reversible destabilization of latex occurred because there is a residual concentration of [n-BA] that it was not reacted. The colloidal stability of GAMATEX improved with irradiation, showing showing the increase of thixotropic behavior and the tendency to newtonian behavior flow besides the relationship between the viscosity index (k) and the pseudoplastic index (n) according to the mathematical model: . This fact allows the higher storage time of GAMATEX. The relative viscosity of latex was relationship between the temperature and the total dry rubber content according to the mathematical model: , where rw is the ratio (BS/100-BS). The radiation vulcanized latex coagulated at –10ºC into the projected freezing system.

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-11-12T10:44:49Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-11-12T10:44:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Busca-se a minimização da emissão de material particulado em incinerador industrial de resíduos perigosos através do controle operacional de algumas variáveis de processo. Essas variáveis, que afetam diretamente a qualidade da queima, são: intervalo de tempo de alimentação, modo de introdução de pequena quantidade de resíduo líquido no forno rotativo e excesso de oxigênio na saída dos gases de combustão. Todos os testes têm a mesma taxa de resíduos incinerados (kg/h). Na faixa estudada, o controle operacional mostrou resultados expressivos: em todos os casos, para cada variável estudada, a emissão de material particulado na melhor condição foi aproximadamente 2,5 vezes menor o valor da emissão de material particulado, se comparado com a pior condição de operação. / The minimization of particulate matter emissions in hazardous industrial waste incinerator was sought through operational control of some specific variables of the process. These variables, which have direct interference in the combustion quality, are: mean time between semi-batch feedings, mode of fedding of small amounts of liquid waste, and oxygen excess in the off-gas. All tests have been performed with the same feeding rate (kg/h). In the range studied, operational control showed expressive results: for each variable tested, the particulate matter emission in the worst operational point was around 2,5 times that obtained within the best condition.

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-11-12T10:44:49Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-11-12T10:44:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Um programa de monitoramento para fins de proteção radiológica deve mostrar como ele auxilia na obtenção e demonstração de um grau de proteção adequado e comprovar que as condições de trabalho continuam satisfatórias com o transcorrer do tempo. Para o controle operacional das exposições à radiação ionizante em qualquer local de trabalho, a Comissão Internacional de Proteção Radiológica (CIPR) recomenda um programa de proteção radiológica operacional, proporcional ao grau de risco, para garantir o gerenciamento efetivo das medidas necessárias para se satisfazer o principio da otimização. O presente trabalho de pesquisa tem como premissa o potencial das Tecnologias da Informação e Comunicação (TIC) como ferramenta para a comunicação e disseminação do conhecimento em Proteção Radiológica. O trabalho inclui a informatização da filosofia e técnica do monitoramento e sua otimização, unificando e inter-relacionando informações advindas de diversas publicações nacionais e internacionais, oferecendo às instalações radiativas brasileiras um veículo completo para informação e pesquisa, que permite dimensionar os esforços de otimização tornando-os eficazes e justificados. O sistema oferece ainda tópicos de discussões no intuito de ampliar o repertório dos profissionais do campo da proteção radiológica, suscitando novas reflexões a favor da segurança. Trata-se dos temas desenvolvidos nesta tese, a saber: a necessidade de um monitoramento auditor e discussões mais aprofundadas sobre as exposições potenciais. As reflexões propostas na presente tese vêm ao encontro das novas exigências internacionais, propondo ações passíveis de serem incorporadas na prática laboral. Dentro dos princípios da proteção radiológica, a implementação de um programa de monitoramento auditor permite avaliar se os critérios e ações previamente estabelecidas pelo Serviço de Proteção Radiológica são ou não atendidos, se foram implementados com eficácia e se permanecem adequados. Os fatos resultantes dos procedimentos de auditoria auxiliam a detectar deficiências no processo, possibilitando conclusões e recomendações diante de possíveis fatores desencadeadores de exposições indevidas. Por meio de exames sistemáticos das atividades realizadas em cada tipo de monitoramento, a auditoria infere segurança ao processo, respaldando o trabalhador na realização do monitoramento relacionado com a tarefa e respaldando a instalação, que empreende ações responsáveis a favor da segurança. Em relação às exposições potenciais, somente duas publicações da CIPR são expressivas e desenvolvem o assunto. Entretanto, ainda que forneçam a fundamentação teórica, são incompletas em seus exemplos. Há uma grande falta de conhecimento das probabilidades de falhas, o que atualmente constitui um vasto campo de pesquisa da proteção radiológica. A presente tese propõe, a partir de árvores de falhas, caminhos que auxiliam a quantificar probabilisticamente a ocorrência das exposições potenciais e a probabilidade de se atingir um determinado valor da dose. Acreditamos que o potencial das TIC contribuirá largamente para a disseminação da informação para as instalações radiativas, estimulando o desenvolvimento neste país de grandes extensões territoriais, onde permanece um desafio oferecer o acesso à informação ao maior número de pessoas possível, minimizando custos e maximizando resultados. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

This thesis is focused on optimizing processes at Air Bank, a.s. The aim will be to analyze the banking process called. "Completing the new framework agreement" with the subsequent design optimization for faster problem solving. The first part will be presented theoretical insights that are intended to familiarize the reader with the basic concepts relating to the processes and their optimization. The next part will be focused on analysis of existing activities. Contribution of thesis will be in the analysis of selected processes and propose solutions that will have a real benefit for the operation of the entire department.

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2016-08-02T17:09:01Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_vinicius.pdf: 1188979 bytes, checksum: dfd0b027f7accd5d2614f8b2e5746393 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2016-08-02T17:09:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertacao_vinicius.pdf: 1188979 bytes, checksum: dfd0b027f7accd5d2614f8b2e5746393 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T17:09:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_vinicius.pdf: 1188979 bytes, checksum: dfd0b027f7accd5d2614f8b2e5746393 (MD5) Previous issue date: 2016-03-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) / Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ) / The objective of structural optimization is to obtain economical structures which also satisfy specific performance requirements. It involves the search for optimal values for the design variables in order to minimize, or maximize, some measure of interest modeled via an objective function. Frequently, such problems involve constraints which must be satisfied so that a solution can be considered feasible. In addition, the objective function and/or constraints are often not available as explicit expressions of the design variables, and must be evaluated via a simulator. Hence, the choice of the optimization technique must take into account such features. Differential Evolution can be seen as an interesting choice, since it has been obtaining good results in problems in different fields of study. In this work, the results obtained by different variants of the original DE algorithm, when applied to problems of mass minimization of trusses subject to constraints on their natural vibration frequency, are analysed and compared to those reported in the literature. In view of the practical interest in limiting the number of different values found for the design variables in the final solution, it is also investigated the effect of this cardinality constraint (not addressed in the literature) on the structural mass obtained by the algorithm. / A otimização estrutural visa a obtenção de estruturas econômicas e que satisfaçam aos requisitos de desempenho aplicáveis ao caso. Ela envolve a busca de valores ótimos para as variáveis de projeto, que venham a minimizar, ou maximizar, algum critério de interesse modelado através de uma função objetivo. Frequentemente estes problemas apresentam restrições, as quais devem ser respeitadas para que uma solução seja considerada válida. Além disso, muitas vezes a função objetivo e/ou restrições não estão disponíveis como expressões explícitas das variáveis de projeto, sendo avaliadas através de um simulador. Assim, a escolha da técnica de otimização deve levar em conta tais características. A chamada Evolução Diferencial apresenta-se como uma escolha interessante, uma vez que vem obtendo bons resultados em problemas das mais diversas áreas. Neste trabalho os resultados obtidos por diferentes variantes do algoritmo original, quando aplicadas a problemas de minimização da massa de treliças sujeitas às restrições sobre as frequências naturais de vibração, são analisados e comparados àqueles reportados na literatura. Tendo em vista o interesse prático em limitar o número de diferentes valores encontrados para as variáveis de projeto na solução final, é então analisada a influência da introdução desta restrição de cardinalidade (ainda não reportada na literatura) sobre a massa da estrutura obtida pelo algoritmo ao final do processo.