Orientador: Araí Augusta Bernárdez Pécora / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T20:25:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elias_RicardoBoulos_M.pdf: 5900917 bytes, checksum: c0cfa8f4c7647862360c4b9fbf2b8f05 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho reporta os resultados obtidos na avaliação experimental de um ciclone de formato americano que foi modificado e adaptado para realizar a climatização de ambientes, através da técnica do resfriamento evaporativo. Para tal, o equipamento foi munido de bocais atomizadores, que realizam a injeção de líquido transversalmente à corrente de gás. Os ensaios consistiram de um planejamento fatorial completo para duas variáveis independentes com a adição de pontos centrais no espaço experimental, cujo fim foi o de verificar os efeitos do diâmetro dos orifícios da pastilha do atomizador (d = 2,8 e 3,6 mm) e da razão entre as vazões de líquido e de gás (L/G = 0,65 e 0,76 L/m³), sobre as propriedades do gás, tornando-o apto a adequar a temperatura e a umidade do ar. Através da Metodologia da Superfície de Respostas (MSR) foram analisadas a Eficiência de Saturação (Es), o Número de Unidades de Transferência do Gás (NtG) e a Perda de Carga no Sistema ('delta'Psis), respostas indicadoras de desempenho amplamente destacadas na literatura pesquisada. Foram obtidas Eficiências de Saturação entre 45,9 e 62,2%, Número de Unidades de Transferência do Gás entre 0,67 e 1,48 e Perdas de Carga de 1.664 a 1.735 Pa. O emprego de técnicas estatísticas permitiu a proposição de correlações empíricas para previsão do comportamento do sistema para a faixa de operação estudada. Os resultados obtidos mostram que o equipamento dispõe de potencial para se tornar uma alternativa viável de condicionamento do ar para os padrões humanos / Abstract: This work reports the results obtained in the experimental evaluation of an American cyclone type which has been modified and adapted to perform air conditioning of environments, using the technique of evaporative cooling. To this end, the equipment was fitted with atomizers nozzles, which perform the injection of liquid transversely to the gas stream. The experiments consisted of a full factorial design for two independent variables with the addition of central points in the experimental space, whose purpose was to examine the effects of the diameter of the holes of the atomizer insert (d = 2.8 and 3.6 mm) and liquid and air flow ratio (L/G = 0.65 and 0.76 L/m³) on the properties of the gas, making it able to suit the temperature and humidity. Responses of performance widely highlighted in the literature, Efficiency Saturation (Es), the Number of Gas Transfer Units (Nto) and the System Loss Pressure ('delta'Psjs), were analyzed through the Response Surface Methodology (RSM). Saturation efficiencies between 45.9 and 62.2%, Number of Gas Transfer Units from 0.67 to 1.48 and Pressure Losses from 1,664 to 1,735 Pa were obtained. The use of statistical techniques allowed the proposition of empirical correlations to predict the behavior of the system for the operating range studied. The results show that the equipment has the potential to become a viable alternative to air conditioning for human standards / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

O ácido lático produzido por bactérias láticas constitui um sério problema nas fermentações industriais. Por este motivo, os efeitos deste ácido adicionado sobre a produção de etanol por levedura em meio sintético foi estudado no presente trabalho. Assim, foi possível evitar a interferências de um processo contendo uma cultura mista de bactérias láticas e levedura. Além disto, o meio sintético foi utilizado a fim de evitar as variações na composição da matéria-prima, no caso o melaço de cana-de-açúcar, durante a estocagem por um longo período de tempo. Inicialmente, dois planejamentos fatoriais foram realizados em batelada simples. Após a validação deste sistema, uma produção máxima de etanol (72,1 g.L-1) e uma boa retenção de viabilidade celular (86,4%) foram conseguidas utilizando-se inóculo bastante alto (40 g.L-1, massa seca) numa fermentação contendo 200 g.L-1 de sacarose inicial. Nestas condições, experimentos em batelada simples em mini-reatores foram realizados operando a 34 °C e em presença de 0 a 1,0 g.L-1 de ácido lático. Neste experimento, o pH do meio tornou-se bastante baixo (2,3 a 2,7). Por este motivo, outra fermentação em batelada simples foi realizada com o reajuste do pH inicial para 4,5 logo após adição de todos os componentes ao reator. O reajuste do pH inicial causou um aumento significativo tanto na produtividade e na velocidade específica máxima de etanol quanto na viabilidade final na batelada simples. Depois disto, comparações da batelada simples com a batelada alimentada continuamente e por pulsos também foram realizadas em presença de ácido lático. Observou-se que o processo de batelada com alimentação contínua consumiu açúcar mais lentamente, apresentou maior perda em viabilidade e maior produção de biomassa que a batelada simples enquanto que o processo de batelada alimentada por pulsos foi bem semelhante. A elevação da concentração do ácido lático (2,0 g.L-1 a 4,0 g.L-1) nos reatores permitiu a tamponagem do meio sintético logo após o reajuste inicial de pH para 4,5. Nestas condições, também houve semelhança entre os processos de batelada simples e batelada alimentada por pulsos. Em batelada alimentada por pulsos, verificou-se que a diminuição da quantidade de inóculo levou a perdas de viabilidade celular por causa do aumento do ácido externo em relação à quantidade de células no reator. De uma maneira geral, a presença de ácido lático causou aumentos no consumo de açúcar em todos os processos. Fermentações sucessivas foram realizadas, adicionado 3 pulsos de sacarose e 2,0 g.L-1 de ácido lático (em relação ao volume final do meio), a levedura 63M passou por um processo de adaptação até o terceiro ciclo. Além disto, houve uma redução na proteína intracelular final e um aumento na acidez total em presença ácido lático. No entanto, a produção de glicerol e a produção de trealose aumentaram e foram semelhantes tanto em presença quanto em ausência de pulsos de ácido lático. / Lactic acid produced by lactic bacteria is a problem serious in fermentation alcohol plants. For this reason, the effects of this added acid on ethanol by yeast in synthetic medium were studied in the present work. Thus, it was possible to avoiding interferences of a process containing a miscellaneous culture of lactic bacteria and yeast. Besides, synthetic medium was used to avoiding variations in raw material, sugar-cane molasses in this case, during the storage by a large period of time. Initially, two factorial planning were used in simple batch under agitation. After validation of these plannings, maximal ethanol production (72.1 g.L-1) with well retention of viability (86,4%) were obtained using high inoculum size (40 g.L-1, dry weight) in fermentation containing 200 g.L-1 initial sucrose. In these conditions, fermentations in simples batch in mini-reactors were carried out at 34 °C and in presence of 0 to 1,0 g.L-1 added lactic acid. In this experiment, the medium pH became very small (2.3 to 2.7). For this reason, another fermentation in simple batch was realized with initial pH readjusted for 4,5 after addition of all of medium compounds in the reactor. The readjusted of initial pH caused a significative increase as in productivity and maximal-specific rate of ethanol as in final viability in simple batch process. After this, comparisons among simple batch and continuous-fed batch and pulses-fed batch were made in the presence of lactic acid. In these experiments, continuous-fed batch process showed sugar uptake more slowly, showed more drops in viability and more biomass production than simple batch process, while the pulses-fed batch was similar than simple batch process. In addition, the elevation of lactic acid concentration for 2,0 g.L-1 to 4,0 g.L-1 in the reactors permitted the pH maintenance of synthetic medium after initial pH readjusted for 4,5. In these conditions, the simple batch and pulses-fed batch processes also were similar. In pulses-fed batch culture, the decrease of inoculum size caused drops in viability because of the increase of endogenous acid in relation to cell quantity in the reactor. Generally, the presence of lactic acid causes increases in sugar uptake in all of process. Fermentations with cell reuse were carried out in fed batch process with pulses of sucrose and 2,0 g.L-1 lactic acid (in relation to final medium volume), yeast 63M undertook to adaptation process until the third fermentation cycle. In adittion, a decrease of final intracellular protein and an increase of total acidity in presence of lactic acid. However, glycerol and trehalose productions increased with the fermentative cycles and were similar as in presence as in absence of added lactic acid.

No revestimento por solidificação de material fundido o agente de revestimento é aplicado em seu estado liquefeito e se solidifica na superfície do substrato, formando a cobertura desejada, eliminando o uso de solventes. O presente trabalho teve como objetivo estudar dois tipos de processo: revestimento de partículas grandes em leito de jorro e revestimento de partículas finas em leito fluidizado, e avaliar a influência de parâmetros do processo sobre propriedades físicas e farmacotécnicas das partículas revestidas, assim como usá-las no preparo de comprimidos. As partículas grandes foram revestidas com PEG 4000, sendo o estudo do processo feito através de um planejamento fatorial completo 23 com triplicatas no ponto central. As variáveis estudadas foram pressão do ar de atomização, vazão de atomização e altura do bico de atomização. Para as partículas revestidas foram determinados a distribuição granulométrica, o fator de Hausner e o índice de Carr. Os comprimidos destas partículas foram submetidos a ensaios de dissolução in vitro, para avaliação dos perfis de liberação de paracetamol. As partículas finas foram revestidas com uma dispersão sólida de PEG 4000 e curcumina, sendo o estudo do processo feito através de um planejamento fatorial completo 23, seguido de um planejamento Box-Behnken. As variáveis estudadas foram pressão do ar de atomização, vazão de atomização e quantidade de dispersão sólida. Para as partículas revestidas foram determinados a distribuição granulométrica, densidades aparente e compactada, fator de Hausner, capacidade de compactação, porosidade total, além de serem submetidas a microscopia eletrônica de varredura e a análise por DSC. A dispersão sólida também foi caracterizada através de análise por DSC, espectroscopia no infravermelho, difração de raios X, sendo também feita a determinação da solubilidade da curcumina em água. Os comprimidos destas partículas foram caracterizados através da obtenção do diagrama de Heckel, curvas de dureza em função da pressão de compressão aplicada e ensaio de dissolução in vitro. Para as partículas grandes, o estudo do processo sugeriu que a vazão de atomização foi o fator de maior influência sobre o tamanho das partículas, influenciando o grau de aglomeração durante o processo. Uma menor vazão de atomização resultou em um menor grau de aglomeração das partículas. A caracterização da dispersão sólida mostrou que houve um aumento da solubilidade da curcumina e que ela interage com PEG 4000. Para as partículas finas, o estudo do processo sugeriu que a pressão do ar de atomização foi fator de maior influência sobre o tamanho das partículas, sendo o seu revestimento favorecido quando se operou com o altos valores de pressão. Ambos os tipos de partículas revestidas resultaram em comprimidos com características adequadas. / The hot-melting coating is a solvent-free technique used to coat pharmaceutical solid dosage forms. The coating agent is applied in its melted state, and after its solidification, the coating is formed. The objective of this present work was to study two types of processes: coarse particle coating in spouted bed and fine particle coating in fluidized bed, evaluate the influence of process parameters on particle size and flow properties, as well as their tableting. Coarse particles were coated with PEG 4000, and the process study followed a full factorial design 23 with triplicates in the central point. The factors studied were atomization air pressure, atomization rate, and vertical position of the spray nozzle. Particle size distribution, Hausner factor and Carr index were determined for coated particles. Tablets of these particles were submitted to dissolution tests to obtain their release profile of paracetamol. Fine particles were coated with a solid dispersion of PEG 4000 and curcumin, in a study of the process that followed a full factorial design 23, and a Box-Behnken design. The factors studied were air atomization pressure, atomization rate, and the PEG 4000 content. Coated particles were characterized by their bulk and tapped densities, particle size distribution, Hausner factor, ability to settle, total porosity, scanning electron microscopy and DSC analysis. Solid dispersion was also characterized by DSC analysis, infrared spectroscopy, X-ray diffraction, being also made the determination of the curcumin solubility in water. Heckel´s plot, hardness as function of the applied pressure and in vitro dissolution tests were used to characterize the tablets. The study of the coating process of coarse particles suggested that the atomization rate was the most significant factor, influencing the particle agglomeration degree during the process. The lower the atomization rate, the lower the degree of particles agglomeration. Curcumin in the solid dispersion showed an increase in water solubility and also showed an interaction with PEG 4000 by hydrogen bounding. The study of the fine particles coating process showed that the atomization air pressure was the most significant factor on particle size. All tablets prepared from both types of coated particles showed adequate characteristics.

Visto o alto custo gasto nas linhas de usinagem com processos de rebarbação e a crescente demanda na utilização do ferro fundido vermicular, principalmente em motores diesel, este trabalho visou investigar as rebarbas formadas no fresamento de faceamento em uma face similar à face de fogo de um bloco de motor de ferro fundido vermicular FV450. Foram utilizados insertos de metal duro em fresas de facear com 100 mm de diâmetro. Os ensaios foram divididos em duas etapas. Na primeira etapa foi estudada a influência da geometria da ferramenta e a formação da rebarba remanescente. Na segunda etapa foram aplicados os melhores resultados obtidos durante os ensaios da primeira etapa. Um planejamento fatorial completo foi utilizado para a determinação da quantidade de ensaios desta etapa, variando-se a velocidade de corte, o avanço, a profundidade de corte e o desgaste de flanco. A medição da rebarba foi realizada em duas posições diferentes na borda da peça em questão, gerando assim dois ângulos diferentes de saída da ferramenta da peça. Verificou-se que a altura da rebarba foi menor quando se utilizou insertos de geometria mais positiva. O desgaste e o ângulo de saída da peça interferiram de forma significativa no tamanho da rebarba. Também verificou-se a redução da rebarba com o aumento do avanço e da velocidade de corte e com a diminuição da profundidade de corte. Através do software STATISTICA 8.0 foram obtidos os valores dos efeitos principais e das interações, juntamente com o intervalo de confiança e erro padrão. Por fim o planejamento adotado permitiu a elaboração de um modelo empírico capaz de predizer a altura da rebarba. / Since the high cost spent on machining lines with deburring processes and the growing demand in the use of Compacted Graphite Iron (CGI), especially in diesel engines, this work aims to investigate the burr formation mechanisms during face milling of CGI FV450, in a face similar to the combustion face of an engine cylinder block. Carbide inserts were used in a 100 mm of diameter milling cutter. The tests were divided into two stages. In the first stage the following variables were studied: tool geometry and milling with remaining burrs from previous milling. In the second stage, were applied the best results obtained during the tests of the first stage. A Complete Factorial Planning was used to specify the amount of experiments, varying cutting speed, feed rate, cutting depth and the flank wear. The burrs measurement was performed in two different positions of the workpiece exit border, generating two different exit angle from the workpiece. It was found that the burr height was lower with more positive geometry. The wear of the tool and exit angle from the workpiece interfered significantly the burr height. It was observed the decrease of the burr height with the increase of the feed rate and cutting speed and with the decrease of the cutting depth. Through the software STATISTICA 8.0 values were obtained for main effects and interactions, along with confidence intervals and standard error. Finally, the plan adopted allowed the development of an empirical model capable of predicting the burr height.

O pão francês é um produto consumido diariamente, composto majoritariamente por farinha de trigo. A utilização da farinha de trigo pode ser questionada em relação ao seu baixo valor nutricional e alto preço, devido à dependência do Brasil pela importação do trigo. São escassos os estudos que visam à fabricação de pães do tipo francês com diferentes farinhas, sendo um mercado a ser explorado. Assim, o objetivo deste projeto foi avaliar o efeito da adição das farinhas de milho (FM), de arroz (FA) e de banana verde (FB), em substituição parcial à farinha de trigo, na produção de pães do tipo francês. Para isso foram utilizados três planejamentos fatoriais 2², onde a concentração da farinha substituta (FM, FA ou FB) e a concentração do melhorador químico foram as variáveis independentes. Os pães foram avaliados tecnologicamente, em relação ao conteúdo de água, perda de água durante o assamento, volume específico, perfil de textura, porosidade do miolo, cor do miolo e da crosta, assim como a força máxima de cisalhamento. Através da análise de variância (ANOVA) com um nível de confiança de 95% verificou-se a significância e preditividade das respostas estudadas. Dessa forma, pode-se observar que para os pães produzidos com farinha de milho apresentaram significância e preditividade os modelos gerados para as respostas volume específico do pão assado, elasticidade, força de cisalhamento, parâmetro de cor a* do miolo, e L*, a*, e b* da crosta. Para os pães produzidos com farinha de arroz apenas os modelos gerados para as respostas perda de água, volume específico, fração vazia, densidade celular e força de cisalhamento foram significativos e preditivos. Já para a farinha de banana verde os modelos gerados para as respostas perda de água durante o assamento, força de cisalhamento, fração vazia do miolo, área média celular, perímetro médio celular, parâmetros de cor L*, a* e b* do miolo e da crosta dos pães foram significativos e preditivos. Dessa forma, pode-se concluir que a produção de pães do tipo francês a partir da substituição da farinha de trigo pelas FM, FA e FB é tecnicamente viável, verificado através das diversas caracterizações dos produtos, demostrando a importância do presente estudo, e definição de perspectivas para a continuação da pesquisa. / French-type bread is a product consumed daily, composed mostly of wheat flour. The use of wheat flour could be questioned in relation to its nutritional value and high price, due to the Brazil´s dependence on wheat imports. There are few studies that investigate the production of french-type bread with different flours, being a market to be widely explored. Thus, the aim of this project was to evaluate the effect of the addition of maize (FM), rice (FA) and green banana (FB) flour, in partial substitution to wheat flour in the production of french-type bread. For this purpose, three factorial designs 2² were used, where the concentration of the substitute flour (FM, FA or FB) and the concentration of the baking improver were the independent variables. The loaves were evaluated technologically in relation to the water content, loss of water during the roasting, specific volume, texture profile, crumb porosity, crust and crumb color, as well as the maximum shear force. Analysis of variance (ANOVA) with a confidence level of 95% verified the significance and predictivity of the responses studied. In this way, it could be observed that for the breads produced with corn flour, the models generated for the specific bread volume, elasticity, shear force, color parameter a * of the crumb, and L*, a* and b* of the crust were significant and predictive. For breads produced with rice flour only the models generated for the responses water loss, specific volume, void fraction, cell density and shear force were significant and predictive. For the green banana flour, the models generated for the responses of water loss during baking, shear force, void fraction, mean cell area, mean cell perimeter, L *, a * and b * color parameters of the crumb and crust were significant and predictive. Thus, it could be concluded that the production of French-type breads from the substitution of wheat flour by FM, FA and FB is technically feasible, verified through the various characterizations of the products, demonstrating the importance of the present study, and definition the perspectives for further research.

Este trabalho apresenta a avaliação dos efeitos da estabilização química com cal e cimento na condutividade hidráulica e resistência à compressão de um solo arenoso proveniente da Formação Botucatu (Estado de São Paulo, Brasil), com o objetivo de obter um material menos permeável e mais resistente. O projeto e análise de experimentos foram realizados através de um planejamento fatorial 3², com duas variáveis independentes: teor de umidade e porcentagem de estabilizante, variando em três níveis cada. Foi utilizado cal hidratada CH-III, cimento Portland CP II-Z32 e água fornecida pela concessionária local. Os ensaios de condutividade hidráulica (K) foram executados em permeâmetros de carga constante. Foram realizados ensaios de resistência a compressão simples (RC) após 7 e 28 dias de cura. As amostras de solo estabilizado e natural foram compactadas na energia Proctor Normal. Na avaliação da estrutura das amostras de solo estabilizado verificou-se a alteração da matriz de poros promovida pela adição de cal e cimento. Após a obtenção dos resultados, análises estatísticas possibilitaram avaliar os efeitos das variáveis independentes sobre o K e RC. Pelo método de superfície de respostas foi possível demonstrar o comportamento das misturas e identificar a tendência de alteração das propriedades. As amostras de solo-cimento alcançaram reduções de condutividade hidráulica de até 9,5 x 10-7 m/s e o menor valor experimental de K foi de 1,4 x 10-8 m/s. Os ensaios de RC, com 28 dias de cura, apresentaram acréscimo de resistência de até 5,1 MPa e os resultados obtidos possuem uma variação, aproximadamente, entre 0,1 e 5,1 MPa. O procedimento adotado permitiu avaliar a influência dos fatores e determinar as misturas ótimas para cada estabilizante. / A laboratory study was conducted to evaluate the effects of lime and cement stabilization over the hydraulic conductivity and unconfined compressive strength of a sandy soil from Botucatu Formation (São Paulo State, Brazil) with the intend to generate a less permeable and more resistant material. The experiment was performed using the technique of factorial design 3², with the two independent variables: moisture content and stabilizer percentage, varying on three levels each. Hydraulic conductivity (K) was measured in constant-head permeameters. Unconfined compressive strength (CS) was measured after 7 and 28 days of curing. The samples of stabilized and natural soils were compacted with the normal Proctor energy. The evaluation of the stabilized soil structure verified a pore matrix modification promoted by lime and cement addition. With the results of the characterization, statistical analysis allowed to assess the effects of the variable factors on K and CS. The response surface method was used to demonstrate the hydraulic and compressive strength behavior of the stabilized soil. The soil-cement hydraulic conductivity achieved reductions up to 9.5 x 10-7 m/s and the lowest K experimental value was 1.4 x 10-8 m/s. The compressive strength, with 28 days of curing, presented an increase in CS up to 5.1 MPa and the obtained results showed a range between 0.1 and 5.1 MPa. The adopted experimental procedure allows the assessment of the variables influence and the determination of the optimal mixtures for each stabilizer.

Este trabalho tem como objetivo investigar a redução da relaxação por compressão de borracha acrílica modificada (ACM) irradiada por feixe de elétrons, através da caracterização de seu comportamento mecânico e de sua estrutura molecular. O material, nas condições original e irradiado, foi inicialmente submetido a ensaios uniaxiais de tração e espectroscopia por infravermelho com o objetivo de verificar a influência da irradiação EB em seu comportamento, eliminando a possibilidade de degradação do material, permitindo a continuidade dos estudos. Definidas as doses, novos corpos de prova foram irradiados e submetidos a ensaios uniaxiais, equibiaxiais de tensão e cisalhamento puro, gerando resultados que foram aplicados na simulação pelo método de elementos finitos, utilizando o modelo de comportamento elástico não-linear de Ogden, para predizer o comportamento do material em condições de compressão. Confirmado o aumento da tensão por compressão para mesmas deformações, com o aumento da dose de radiação, análises termogravimétricas e dinâmicas mecânicas foram realizadas para possibilitar o entendimento do fenômeno. Na fase final do trabalho ensaios de relaxação por compressão foram realizados, em diferentes níveis de deformação e temperatura, apresentando a redução da relaxação por compressão gerada pela radiação EB e quantificando tal influência combinada com outros fatores, através da aplicação dos resultados no método de Planejamento Fatorial 2k. / The aim of this work is to investigate the compression stress relaxation (CSR) decrease of modified acrylic rubber, irradiated by electron beam, through its mechanical behavior and molecular structure characterization. Uniaxial tensile test and infrared spectroscopy were carried out, on original and irradiated material conditions, to verify the influence of EB irradiation on ACM, and to eliminate the possibility of degradation caused by EB radiation. After to define the radiation doses, new ACM specimens were irradiated. Uniaxial, equibiaxial and planar shear tests generated experimental data, which were applied to simulate the non linear elastic behavior of the material, through finite elements method, using the Ogden Model. Confirmed the compression stress increase at same deformation level, caused by increasing of radiation dose, thermogravimetric and dynamic mechanical analysis were carried out in order to make possible to understand the behavior changes. In the final part of this work, compression stress relaxation experiments were carried out, at two deformation and temperature levels, with the purpose to validate the compression stress relaxation decrease caused by EB radiation, and to quantify such influence combined with other factors. The CSR decrease combined with other influence variables were studied through use of factorial design.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:38:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tatiane Skeika.pdf: 2364306 bytes, checksum: 8d6414f80c21a8f934352d23ededc5ff (MD5) Previous issue date: 2010-05-11 / The study of carbon-based ceramic electrodes (CCE) has been significantly increased due to advantages over other electrodes. The CCE features as large surface area, high electrical conductivity and higher mechanical strength, increases their stability and durability. Different parameters of CCE preparation, such as type of precursor, carbon material, catalyst amount, among others, significantly influence the morphological properties and consequently their electrochemical responses. Based on these factors this work presents a 23 factorial design (2 levels and 3 factors) which the factors analyzed were catalyst amount (HCl 12 mol L-1), graphite / precursor ratio, and precursor type (TEOS - tetraethoxysilane and MTMOS - methyltrimetoxysilane). These variables were optimized by analyzing the electrochemical responses obtained in presence of potassium ferrocyanide (at fixed concentration of 1.0 x10-3 mol L-1). The design resulted in a significant third order interaction for anodic peak current values (Ipa), and also to the potential difference (E) between the factors studied which could not be observed using an univariated study. The optimized electrode was modified with ferrocenecarboxylic acid (designated as CCE/Ferrocene) mainly aiming at the increase the sensitivity to the unmodified one. SEM images indicated that the components are homogeneously dispersed in the sample but with some little agglomeration of segregated ferrocene particles. From cyclic voltammetric experiments, it was observed that the CCE/Ferrocene presented a redox pair at Epa = 390.3 mV and Epc = 298.7 mV (E = 91.7 mV), related to the ferrocene/ferrocenium process, since the non- modified CCE did not presented any redox peaks. Studies of the modified electrode in different scan rates resulted in a linear relationship between the anodic peak current values and the scan rate, a characteristic behavior for confined species in the surface electrode. In order to verify the possibility of using the CCE/Ferrocene as an electrochemical sensor, studies in presence of dopamine (DA) were carried out. In this case, it was observed that after DA addition in the electrolyte solution, a considerably increase in the redox currents were observed at same oxidation potential of ferrocene (Epa= 408.0 mV vs Ag/AgCl), different from the observed when using only CCE as electrode material, which the increase in the anodic peak was considerably lower and slightly dislocated to higher positive potential (Epa= 446.1 mV vs Ag/AgCl). Square wave voltammetry (SWV) experiments were evaluated in presence of DA, with optimized parameters. In these conditions, the proposed sensor has shown a linear response range from 0.2 to 1.0 molL-1 with a detection limit of 1.5 mol L-1 to CCE and 0.43 mol L-1 for CCE/Ferrocene. From SWV experiments, it was observed that the AA oxidation at CCE/Ferrocene occurred in a different potential of DA oxidation, with a peak separation of approximately 170.5 mV. Moreover, CCE/Ferrocene did not respond to different AA concentrations indicating that is possible with this electrode determine DA without the interference of AA. / O estudo de eletrodos a base de carbono cerâmico (ECC), tem aumentado significativamente devido às vantagens sobre os demais eletrodos. Os ECC apresentam grande área superficial, alta condutividade elétrica, além de uma maior resistência mecânica, o que aumenta a estabilidade e durabilidade desses eletrodos. Os diferentes parâmetros utilizados na preparação dos ECC, tais como, tipo de precursor, material de carbono, quantidade de catalisador, entre outros, influenciam significativamente nas propriedades morfológicas e consequentemente nas respostas eletroquímicas dos mesmos. Baseando-se nisto, esse trabalho apresenta um planejamento fatorial 23 (2 níveis e 3 fatores) onde os fatores analisados foram a quantidade de catalisador (HCl 12 mol L-1), proporção grafite/precursor, e o tipo de precursor (TEOS - tetraetoxisilano e MTMOS - metiltrimetoxisilano). Tais variáveis foram otimizadas analisando-se as respostas eletroquímicas obtidas na presença de ferrocianeto de potássio (na concentração fixa de 1,0 x10-3 mol L-1). O planejamento resultou numa interação significativa de terceira ordem para os valores de corrente de pico anódico (Ipa) e também para a diferença de potencial (E), entre os fatores estudados o que não poderia ser observado utilizando-se um estudo univariado. O eletrodo otimizado foi modificado com ácido ferrocenocarboxílico (denominado ECC/Ferroceno) visando principalmente o aumento da sensibilidade em relação ao eletrodo não modificado. As imagens de MEV indicaram que os componentes do eletrodo estão homogeneamente dispersos na amostra, mas com pequena aglomeração de partículas segregadas do ferroceno. Através dos estudos de voltametria cíclica (VC), observou-se que o ECC/Ferroceno apresentou um par redox em Epa = 390,3 mV e Epc = 298,7 mV (E = 91,7 mV), relacionados ao processo ferroceno / íon ferroceno já que o ECC sem modificação não apresentou picos redox. O estudo do eletrodo modificado em diferentes velocidades de varredura resultou em uma relação linear entre os valores de corrente de pico anódica e, sendo esse um comportamento típico de espécies confinadas na superfície do eletrodo. Para verificar a possibilidade da aplicação do ECC/Ferroceno como sensor eletroquímico foram realizados estudos na presença de dopamina (DA). Neste caso, foi observado que após a adição de DA na solução eletrolítica, um considerável aumento nas correntes redox foram observados no mesmo potencial de oxidação do ferroceno (Epa = 408,0 mV vs Ag / AgCl), diferente do que foi observado para o ECC. Nesse último caso, a corrente de pico anódica foi consideravelmente mais baixa além do potencial de pico anódico ligeiramente deslocado para regiões mais positivas (Epa = 446,1 V vs Ag / AgCl). A técnica de voltametria de onda quadrada (VOQ) foi aplicada para a determinação de DA, com os parâmetros otimizados. Nessas condições, os sensores propostos apresentaram uma faixa de resposta linear de 0,2 a 1,0 mol L-1 e um limite de detecção de 1,5 mol L-1 para o ECC e 0,43 mol L-1 para o ECC/Ferroceno. A partir dos estudos de VOQ, foi observado ainda que a oxidação de ácido ascórbico (AA) no ECC/Ferroceno ocorreu em um potencial diferente da oxidação de DA, com separação de pico de aproximadamente 170,5 mV. Além disso, o ECC/Ferroceno não apresentou aumento da corrente de pico com a variação da concentração de AA, indicando uma possível aplicação deste eletrodo na determinação de DA sem a interferência do AA.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo deste trabalho é a aplicação de um Planejamento Fatorial Completo, ferramenta estatística que auxiliará a obter dados empíricos para otimizar um tratamento termoquímico, a cementação. Partindo-se de um levantamento da profundidade de camada cementada e da dureza de uma corrente de aço de baixo teor de carbono, usada para amarração, e para resistir à abrasão reproduziu-se uma nova cementação, variando-se seus parâmetros de influência, para se alcançar o ponto ótimo, definindo o melhor aço e o melhor processo. Foram realizados dois planejamentos, um fatorial 2 e dois 2, comparando o comportamento do processo na prática em relação aos resultados teóricos de uma simulação computacional, que permite a obtenção das curvas de enriquecimento de carbono, baseado na segunda Lei de Fick, para várias condições de contorno. Os perfis teóricos de cementação apresentaram valores de profundidade efetiva próximos aos valores obtidos experimentalmente, evidenciando o planejamento realizado.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:41:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlineSS_DISSERT.pdf: 1736350 bytes, checksum: c0d8fc169a3fee522a620adb1ae979a1 (MD5) Previous issue date: 2010-10-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Produced water has lately aroused interest due to their high degree of salinity, suspended oil particles, chemicals added in various manufacturing processes, heavy metals and radioactivity sometimes. Along with oil and due to its high volume production, water production is one of the pollutants of most concern in the process of oil extraction. PAHs due to their ubiquity and their characteristics carcinogenic or mutagenic and teratogenic even have attracted the attention of every scientific society. Formed from the incomplete combustion of organic matter may be natural or anthropogenic. Some materials have been researched with the goal of cleaning up environmental matrices that may be contaminated by hydrocarbons. Among these materials researched various clays have been employed, of which highlights the vermiculite. The family of phyllosilicates, vermiculite for its potential and its high hydrophobic surface area has been a tool widely used in the decontamination of water in processes of oil spills. However, when it loses its capacity expanded hydrophobic having the necessity of using a hidrofobizante to make it organophilic. Among the numerous hidrofobizantes researched and used the linseed oil was the pioneer. In this study sought to evaluate the capacity of removal of PAHs using the vermiculite hydrofobized with linseed oil and wax also, for it was made use of the 24 full factorial design as the main tool for the experiments. We also evaluated the clay grain size (-20 +48 and -48 +80 #), the percentage of hidrofobizante applied (5 and 10%) and salinity of the water produced synthesized in our laboratory (35,000 and 55,000 ppm). The molecular fluorescence spectroscopy due to its sensitivity and speed was used to verify the adsorption capacity of clay, as well as gas chromatography served as an auxiliary technique to identify and quantify the PAHs in solution. In order to characterize the vermiculite was made use of X-ray fluorescence and X-ray diffraction. The infrared and thermogravimetry were essential to note hydrophobization and the amount of coating of clay. According to the fluorescence analysis showed that the test 12 was the best result in about 98% adsorption of fluorescent compounds, however the high salinity, the smallest particle size, the highest percentage of hidrofobizante and the use of linseed oil showed greater efficiency in the removal capacity of these hydrocarbons, in accordance with the trend followed by the analysis of the major factors of the factorial design. To verify the adsorption capacity of clay using a fixed volume of water produced synthetically, used as the test base 12, at their respective levels and factors. Thus, it was observed that after adding about 1 ? liters of water solution produced synthetically, about 300 times its volume in mass, the vermiculite was able to adsorb 80% of fluorescent species present in solution / A ?gua produzida vem ultimamente despertando interesse devido ao seu elevado grau de salinidade, part?culas de ?leo em suspens?o, produtos qu?micos adicionados nos diversos processos de produ??o, metais pesados e algumas vezes radioatividade. Juntamente com o petr?leo e devido ao seu elevado volume de produ??o, a ?gua de produ??o ? um dos poluentes que mais preocupam no processo de extra??o do ?leo. Os HPAs devido a sua ubiq?idade e suas caracter?sticas carcinog?nicas/mutag?nicas e at? mesmo teratog?nicas v?m chamando a aten??o de toda sociedade cient?fica. Formados a partir da combust?o incompleta da mat?ria org?nica podem ser de origem natural ou antropog?nica. Alguns materiais v?m sendo pesquisados com o objetivo de despoluir matrizes ambientais que venham ser contaminadas por estes hidrocarbonetos. Dentre estes materiais pesquisados v?rias argilas t?m sido empregadas, das quais se destaca a vermiculita. Da fam?lia dos filossilicatos, a vermiculita por seu potencial hidrof?bico e sua elevada ?rea superficial tem sido um utens?lio bastante utilizado na descontamina??o de ?guas em processos de derramamento de ?leo. Contudo, quando expandida esta perde sua capacidade hidrof?bica havendo a necessidade do uso de um hidrofobizante para torn?-la organof?lica. Dentre os in?meros hidrofobizantes pesquisados e utilizados o ?leo de linha?a foi o pioneiro. Neste trabalho procurou-se avaliar a capacidade de remo??o de HPAs utilizando a vermiculita hidrofobizada com ?leo de linha?a e tamb?m a parafina, para isto fez-se uso do planejamento fatorial completo 24 como ferramenta principal para realiza??o dos experimentos. Avaliou-se tamb?m a granulometria da argila (-20+48 e -48+80 #), o percentual de hidrofobizante aplicado (5 e 10 %) e a salinidade da ?gua produzida sintetizada em laborat?rio (35.000 e 55.000 ppm). A espectroscopia de fluoresc?ncia molecular devido a sua sensibilidade e rapidez foi utilizada para verificar a capacidade de adsor??o da argila, bem como a cromatografia gasosa serviu como t?cnica auxiliar a fim de quantificar e identificar os HPAs presentes em solu??o. A fim de caracterizar a vermiculita fez-se uso da fluoresc?ncia de raios X e difra??o de raios X. O infravermelho e a termogravimetria foram essenciais para constatar a hidrofobiza??o e a quantidade de recobrimento do argilomineral. De acordo com as an?lises de fluoresc?ncia verificou-se que o ensaio 12 obteve o melhor resultado em torno de 98 % de adsor??o dos compostos fluorescentes, contudo a elevada salinidade, a menor granulometria, o maior percentual de hidrofobizante e o uso do ?leo de linha?a apresentaram maior efici?ncia na capacidade de remo??o destes hidrocarbonetos, de acordo com a tend?ncia seguida pela an?lise dos fatores principais do planejamento fatorial. Para verificar a capacidade de adsor??o da argila utilizando um volume fixo de ?gua produzida sint?tica, usou-se como base o ensaio 12, nos seus respectivos n?veis e fatores. Deste modo, observou-se que ap?s a adi??o de aproximadamente 1 ? litro de solu??o de ?gua produzida sint?tica, cerca de 300 vezes o seu volume em massa, a vermiculita foi capaz de adsorver 80 % das esp?cies fluorescentes presentes em solu??o