Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In aquatic environments, heavy metals are produced from natural and anthropogenic sources and the degree of contamination in fish tissues depend on pollutant type, fish species, sampling site, trophic level and their mode of feeding. The heavy metal concentration (Al, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Zn and Pb) in water, sediment and liver of two fish species (Oligosarcus spp - carnivore and Chyphocarax voga - detritovore) was analyzed at two sampling sites in Sinos River, Brazil, during the four seasons. The highest heavy metals concentration was observed in the sediment, followed by water and lowest in fish. As the sediment was the major sink for pollution by metals in this river, it probably played an important role in the uptake of these metals by the detritivore species, which accumulated more metals in the liver than the carnivore species. Furthermore, potential ecological risk was low for both sampling sites, showing the low metal contamination in this area. / Em ambientes aquáticos, metais pesados são produzidos a partir de fontes naturais e antropogênicas e o grau de contaminação nos tecidos dos peixes depende do tipo de poluente, da espécie de peixe, do local da amostragem, do nível trófico e seu modo de alimentação. A concentração de metais pesados (Al, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Zn e Pb) na água, sedimento e fígado de duas espécies de peixes (Oligosarcus spp - carnívoro e Chyphocarax voga - detritívoro) foram analisados em dois pontos do Rio do Sinos, Brasil, durante as quatro estações do ano. O objetivo foi testar as hipóteses que o nível trófico e a proximidade com áreas impactadas influenciam o nível de contaminação por metais. As maiores concentrações de metais pesados foram observadas no sedimento, seguidas pela água e menores nos peixes. Como o sedimento foi o maior dreno para poluição por metais neste rio, provavelmente desempenhou um importante papel na captação destes metais pela espécie detritívora, a qual acumulou mais metais no fígado que a espécie carnívora. Além disso, o potencial risco ambiental foi baixo para os dois pontos amostrados, demonstrando a baixa contaminação por metais na área.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-02-22Bitstream added on 2014-06-13T20:50:45Z : No. of bitstreams: 1 lima_rc_me_ilha.pdf: 3645930 bytes, checksum: d7ee96dea4a2ba8427f6366d87a818cc (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo principal deste trabalho é a simulação numérica de escoamentos viscosos, incompressíveis e transientes, com transferência de calor e massa; através do método de elementos finitos de subdomínio; usando a metodologia de simulação de grandes escalas para a modelagem da turbulência. Algumas aplicações de interesse são as simulações de escoamentos com transporte de um escalar, como nos casos de dispersão de poluentes induzida pelo movimento do ar atmosférico. O domínio é discretizado usando elementos finitos quadrilaterais de nove nós e as equações são integradas em volumes de controle ao redor dos nós dos elementos finitos. As equações governantes passam por um processo de filtragem, devido à metodologia aplicada, Simulação de Grandes Escalas (LES - Large-Eddy Simulation), e desta forma as maiores escalas são resolvidas diretamente através da solução das equações de Navier-Stokes filtradas, enquanto que as menores escalas ou escalas submalhas são modeladas, pelo modelo de viscosidade turbulenta de Smagorisnky. Alguns casos testes bidimensionais clássicos são resolvidos para validação do código e os resultados são apresentados e comparados com resultados disponíveis na literatura. Alguns poucos casos de dispersão de poluentes em geometrias que simulam cânions de ruas (urban street canyons) foram também simulados. / The main purpose of this work is the numerical simulation of viscous, incompressible and unsteady fluid flows by a sub-domain finite element method, using the methodology of large-eddy simulation (LES) for turbulence modeling. Some applications of interest are isothermal and thermal flows with transport of scalar variable such as the pollutant dispersion in the atmosphere by airflow. The domain is discretized using nine-nodes quadrilateral finite elements and the equations are integrated into control volumes around the nodes of the finite elements. The government equations are submitted to a filtering process for application of LES methodology, in which the large scales are directly solved using the filtered Navier-Stokes equations, while the small or sub-grid scales are modeled by the eddy viscosity model of Smagorinsky. Two-dimensional benchmark problems are solved to validate the numerical code and the results are presented and compared with available results from the literature. Some cases of pollutant dispersion in geometries that simulate urban street canyons have been also simulated.

Submitted by Mateus Dassie Maximino (mateusmaximino23@gmail.com) on 2018-04-23T13:55:51Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Mestrado - Mateus Dassie Maximino.pdf: 5933036 bytes, checksum: 96040f746ca01578e5036f01f3d89e6e (MD5) / Approved for entry into archive by Claudia Adriana Spindola null (claudia@fct.unesp.br) on 2018-04-23T14:37:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 maximino_md_me_prud.pdf: 5933036 bytes, checksum: 96040f746ca01578e5036f01f3d89e6e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-23T14:37:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 maximino_md_me_prud.pdf: 5933036 bytes, checksum: 96040f746ca01578e5036f01f3d89e6e (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho trata do estudo da interação entre os poluentes emergentes amoxicilina (AMX) e azul de metileno (AM) com modelos-simples de membrana biológica compostas de fosfolipídios zwiteriônicos (DPPC e DOPC), através de filmes de Langmuir e vesículas unilamelares gigantes (GUVs). As membranas foram expostas aos poluentes de forma individual e também misturados (MIX) para que se aproximasse de uma situação real, neste caso, o chamado efeito coquetel, no qual os poluentes são encontrados misturados no ambiente. O objetivo principal foi investigar as possíveis interações entre os poluentes e os fosfolipídios e os consequentes efeitos nas membranas. Nos filmes de Langmuir, as isotermas π-A (pressão superficial por área molecular média) de DPPC revelaram que a AMX e o AM são expulsos da interface ar-água conforme a fase condensada é atingida. O DOPC demonstrou ser menos afetado pela AMX, uma vez que a isoterma não apresentou deslocamento. Contudo, o DOPC se mostrou mais susceptível a interagir com o AM, visto que um deslocamento significativo foi observado. Para ambos os lipídios a MIX causou maiores efeitos, evidenciados por deslocamentos maiores nas isotermas. Análises de módulo compressional mostraram um pequeno aumento na fluidez do filme de DPPC, não observado para o DOPC. As medidas de microscopia de ângulo de Brewster (BAM) na presença dos poluentes revelaram mudanças na morfologia dos filmes, afetando a formação dos domínios de DPPC e impedindo a formação dos mesmos nas monocamadas de DOPC. Os espectros de PMIRRAS para o DPPC indicaram possíveis interações eletrostáticas dos poluentes com a cabeça polar do lipídio, assim como uma desordem na região da sua cauda apolar. A monocamada de DOPC foi bastante afetada pois ocorreram mudanças nas vibrações de quase todos os grupos químicos do lipídio, apresentando inclusive mudanças na região da cauda do lipídio. Os espectros de emissão da sonda LAURDAN nas LUVs revelaram um aumento da rigidez para ambos os lipídios, diferentemente do observado pelas análises de elasticidade da monocamada de Langmuir. As GUVs para ambos os fosfolipídios, ao contrário das monocamadas, apresentaram maior efeito sobre os poluentes aplicados de forma individual, visto que para os poluentes avaliados individualmente foram observados a perda de contraste de fase para os lipídios na presença do AM, assim como mudanças na estabilidade para as GUVs de DOPC em AMX. Tais efeitos não foram observados para a MIX, devido as diferenças estruturais dos modelos de membrana. / The present work is about the interaction between the emerging pollutants amoxicillin (AMX) and methylene blue (MB), with biological membrane models of zwitterionic phospholipids (DPPC and DOPC), through Langmuir films and giant unilamellar vesicles (GUVs). The membrane was exposed to the presence of the pollutants individually, still being performed the analysis with the mixture (MIX) of both in order to get closer to a real situation, in which the pollutants are found mixed in the environment. The main goal was to investigate the possible interactions between the pollutants and phospholipids. The π-A (surface pressure by mean molecular area) isotherms of DPPC reveal that in the condensed phase the lipid expelled the AMX and MB of the air-water interface. The DOPC showed to be less affected by the AMX, once the isotherm did not present a displacement. However, the DOPC showed to be more susceptible to interact with the MB, since significant displacements were observed. In both lipids, the MIX showed to be more effective, causing bigger displacements. The analysis of compressional modulus showed a small increase of the fluidity of the DPPC film, which was not observed to the DOPC. The Brewster Angle Microscopy (BAM) measurements in the presence of the pollutants revealed changes in the morphology, affecting the domains formation of DPPC and inhibiting the formation of the same in monolayers. The PM-IRRAS specters to the DPPC indicated possible electrostatic interactions with the head, as well as a disorder in the tail. The DOPC monolayer was quite affected because there have been changes in almost all chemical groups of lipid, including changes in the tail region of the lipid. The emission spectrum from the dye LAURDAN in the LUVs revealed an increase in the rigidity for both lipids, different from the observed in the analysis of elasticity in the Langmuir monolayers. The GUVs for both phospholipids, unlike the monolayers, showed a major effect on the pollutants applied individually since that were observed losses of phase contrast for the lipids in the presence of MB, such as changes in the stability of the DOPC GUVs in AMX. Such effects were not observed in the MIX, due to the structural differences in the membrane models.

Orientador: Flavio Henrique Caetano / Banca: Maria Izabel Souza Camargo / Banca: Hélio Batista dos Santos / Banca: Karen Cristiane Martinez de Moraes / Banca: Dimitrius Leonardo Pitol / Resumo: Uns dos compostos mais despejados nas águas de rios, em geral, são os detergentes biodegradáveis, os quais ainda geram desconfiança, na população, quanto ao fato de serem ou não poluentes. Na verdade são, em geral, substâncias químicas liberadas em ambientes aquáticos e que podem gerar alterações em organismos que vivem nestas áreas. Tendo em vista a crescente preocupação da população em geral sobre os efeitos de poluentes liberados na natureza e de sua ação sobre a fauna, este trabalho pretendeu verificar os efeitos dos poluentes na água do Lago Azul (2º 24' 39''S, 47º 33' 39''L) e dos efeitos da água com uma diluição de detergentes biodegradáveis, comparados com um grupo controle, tratado com água pura, retirada do poço artesiano da UNESP - Campus de Rio Claro, a qual é clorada segundo os padrões exigidos pela SABESP, em espécies de peixes de grande porte: Prochilodus lineatus (Curimbatá) e de pequeno porte: Astyanax altiparanae (Lambari). Para isso foram utilizadas técnicas de histologia, histoquímica, fluorescência e ultra-estrutura, para avaliar os danos na morfologia do fígado e brânquias e no acúmulo de lipofuscina (pigmento do envelhecimento), após 1 e 5 meses de exposição. As análises de histologia e histoquímica demonstraram, no caso do fígado, para ambas as espécies, redução da área ocupada pelo glicogênio, elevação no número de macrófagos recrutados, diminuição de lisossomos presentes nos hepatócitos, além de alterações na morfologia dos hepatócitos. Com relação às brânquias, foram encontradas diversas modificações morfológicas, como fusões lamelares, hipertrofia e hiperplasia epiteliais, aneurismas, sendo que estas alterações variaram quanto a sua frequência nos tratamentos e nas espécies testadas. Além disso, nesse mesmo órgão pudemos identificar a proliferação de células de muco e células ricas em mitocôndrias. Nossas análises ultra-estruturais... / Abstract: Biodegradable detergents are some of the compounds most dumped into rivers and still raise distrust among the general population concerning its potential to be pollutants. In fact these pollutants are generally chemical substances released onto aquatic environments that can cause alterations in animals who live in these areas. Keeping in mind the growing concern of general population about the effects of pollutants released in nature and their action on fauna, the present study wished to verify effects of water pollutants in lake waters and a biodegradable detergent dilution compared to control groups, exposed to pure water from an artesian well at UNESP- campus de Rio Claro, which is chlorinated according to standards required by SABESP, on large-sized: Prochilodus lineatus (Curimbatá) and smallsized species: Astyanax altiparanae (Lambari). For such purposes histological, histochemical, fluorescence and ultrastructural techniques were used to assess damage in liver and gill morphology and lipofuscin (aging pigment) accumulation after 1 and 5 months of exposure. Histological and histochemical analyses revealed reduced glycogen area, increased number of recruited macrophages, lysosome reduction and general morphological alterations in liver of both species. Gills showed several morphological modifications such as lamellar fusion, epithelial hypertrophy and hyperplasia and aneurisms, with varying frequencies amongst treatments and species tested. Furthermore, the same organ also exhibited mucous cell proliferation and mitochondria-rich cell proliferation. Our ultrastructural analyses revealed that gills are severely affected at cellular levels, presenting cytoplasmic degradation, mitochondrial fusions and damages and in some cases, apoptotic cells. Quantitative studies of lipofuscin presence based on fluorescence microscopy allowed us to verify that these pollutants not only promote lipofuscin accumulation in both organs tested, but they... / Doutor

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ManoelRF_TESE_PARCIAL.pdf: 3699462 bytes, checksum: 4db868ae1dcdf8497e51d1aa5771684c (MD5) Previous issue date: 2011-05-16 / The industry, over the years, has been working to improve the efficiency of diesel engines. More recently, it was observed the need to reduce pollutant emissions to conform to the stringent environmental regulations. This has attached a great interest to develop researches in order to replace the petroleum-based fuels by several types of less polluting fuels, such as blends of diesel oil with vegetable oil esters and diesel fuel with vegetable oils and alcohol, emulsions, and also microemulsions. The main objective of this work was the development of microemulsion systems using nonionic surfactants that belong to the Nonylphenols ethoxylated group and Lauric ethoxylated alcohol group, ethanol/diesel blends, and diesel/biodiesel blends for use in diesel engines. First, in order to select the microemulsion systems, ternary phase diagrams of the used blends were obtained. The systems were composed by: nonionic surfactants, water as polar phase, and diesel fuel or diesel/biodiesel blends as apolar phase. The microemulsion systems and blends, which represent the studied fuels, were characterized by density, viscosity, cetane number and flash point. It was also evaluated the effect of temperature in the stability of microemulsion systems, the performance of the engine, and the emissions of carbon monoxide, nitrogen oxides, unburned hydrocarbons, and smoke for all studied blends. Tests of specific fuel consumption as a function of engine power were accomplished in a cycle diesel engine on a dynamometer bench and the emissions were evaluated using a GreenLine 8000 analyzer. The obtained results showed a slight increase in fuel consumption when microemulsion systems and diesel/biodiesel blends were burned, but it was observed a reduction in the emission of nitrogen oxides, unburned hydrocarbons, smoke index and f sulfur oxides / A ind?stria, ao longo dos anos, vem trabalhando no sentido de melhorar a efici?ncia dos motores. Mais recentemente surgiu, tamb?m, a necessidade de reduzir as emiss?es de poluentes para se adequar ?s severas leis ambientais. Isto tem despertado o interesse de desenvolver pesquisas no sentido de substituir os combust?veis derivados do petr?leo por diversos tipos de combust?veis menos poluentes, tais como: misturas de ?leo diesel com ?steres de ?leos vegetais e ?leo diesel com ?leos vegetais e ?lcool, emuls?es e microemuls?es. Este trabalho tem como objetivo desenvolver sistemas microemulsionados a partir de tensoativos n?o i?nicos dos grupos nonilfenois etoxilados e ?lcoois l?uricos etoxilados, misturas com etanol/diesel e misturas diesel/biodiesel para uso em motores diesel. Em uma primeira fase, visando selecionar os sistemas microemulsionados, foram obtidos diagramas tern?rios das misturas, sendo os sistemas compostos por: tensoativos n?o-i?nicos, ?gua como fase polar e como fase apolar o diesel e/ou misturas diesel/biodiesel. Os sistemas microemulsionados e as misturas, que representam os combust?veis estudados, foram caracterizados quanto ? massa espec?fica, a viscosidade, o ?ndice de cetano e o ponto de fulgor. Tamb?m foram avaliados o efeito da temperatura nos sistemas microemulsionados, o desempenho do motor, e as emiss?es de mon?xido de carbono, ?xidos de nitrog?nio, hidrocarbonetos n?o queimados e fuma?a de todos os sistemas. Os ensaios de consumo espec?fico e das emiss?es em fun??o da pot?ncia foram realizados em um motor de ciclo diesel em uma bancada dinamom?trica e o analisador de emiss?es GreenLine 8000. Os resultados mostraram um pequeno aumento no consumo espec?fico para os combust?veis microemulsionados, nas misturas diesel/biodiesel em rela??o ao diesel puro, por?m com uma redu??o nas emiss?es de ?xidos de nitrog?nio, hidrocarbonetos n?o queimados, ?ndice de fuma?a e ?xidos de enxofre

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Nesta dissertação é apresentada a modelagem computacional do transporte de uma pluma de contaminante em rios. A simulação do comportamento destas plumas torna-se indispensável no processo de tomada de decisões, bastando para tanto mencionar o fato da possibilidade de se estimar o melhor local para o lançamento de resíduos domésticos e industriais a fim de proteger ecossistemas aquáticos e viabilizar os usos dados a esses recursos. Desta forma o presente trabalho apresenta um estudo sobre os parâmetros advectivos e dispersivos do transporte de plumas de contaminantes no rio Macaé, região essa de grande interesse devido a sua importância local e regional. Com o intuito de viabilizar esse estudo foi realizado um trabalho de campo nas proximidades da Usina Termoelétrica (UTE) Mário Lago através do lançamento de uma descarga de cloreto de sódio (sal de cozinha - NaCl) no local de interesse. Foram realizadas comparações entre os resultados experimentais com aqueles obtidos numericamente através de um modelo matemático. Devido à geometria da área de estudos, optou-se por uma abordagem horizontal bidimensional. Este modelo foi resolvido empregando o método de volumes finitos com formulação totalmente implícita, sendo usado o algoritmo de Thomas (TDMA) para a solução do sistema de equações. / This dissertation presents the computational modeling of the transport of a plume of contamination in rivers. The simulation of the behavior of the plumes becomes indispensable in the process of decision making, it is enough to mention the possibility of estimating the best places for the launch of household and industrial waste to protect aquatic ecosystems and enable the use of such data features. Thus this work presents a study on the advective and dispersive parameters is a of the transport of contaminant plumes in the Macae river. This region of great interest due to its local and regional importance. In order to provide to this work, a field work was carried out in the vicinity or fieldwork in the vicinity of the thermoelectric plants (UTE) Mario Lago by launching a discharge of sodium chloride (table salt - NaCl) in a place of interest. Comparisons were made between the experimental results with those obtained numerically using a mathematical model. Due to the geometry of the field of study, we chose a horizontal two-dimensional model. This model was solved using the finite volume method with fully implicit formulation, and made of use the algorithm of Thomas (TDMA) to solve the system of equations.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-02-22T18:59:34Z No. of bitstreams: 1 EdicleDeSouzaFernandesDuarte_DISSERT.pdf: 4138983 bytes, checksum: df01c5170db549f67ecd82cd96196064 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-03-06T18:52:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 EdicleDeSouzaFernandesDuarte_DISSERT.pdf: 4138983 bytes, checksum: df01c5170db549f67ecd82cd96196064 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T18:52:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EdicleDeSouzaFernandesDuarte_DISSERT.pdf: 4138983 bytes, checksum: df01c5170db549f67ecd82cd96196064 (MD5) Previous issue date: 2016-06-28 / Este trabalho teve como objetivo elaborar uma caracteriza??o qu?mica de aeross?is atmosf?ricos s?lidos finos (MP2.5) coletados por um Impactador Harvard na cidade de Natal, capital do estado do Rio Grande do Norte, Brasil. A amostragem foi feita diariamente, utilizando filtros de quartzo de 37 mm. Utilizaram-se t?cnicas de gravimetria, quantifica??o de Black Carbon (BC) e an?lise de Fluoresc?ncia de Raio-X para a an?lise destes filtros. A amostragem de MP2.5 ocorreu de forma cont?nua no per?odo de 03 de mar?o de 2015 a 31 de Dezembro de 2015. Tamb?m foram feitas simula??es de dispers?o e deposi??o deste material particulado usando o modelo de trajet?rias HYSPLIT com o objetivo de identificar a origem e o destino desses poluentes na atmosfera. Os resultados mostram que as concentra??es de massa m?dias mensais variaram de 2,98 a 14,43 ?g/m3 para o MP2.5 no per?odo analisado. J? as concentra??es m?dias di?rias de MP2.5 variaram de 0,25 a 62,79 ?g/m3 no mesmo per?odo. As an?lises de BC mostraram que o m?s de junho apresentou o maior pico de concentra??o de 3,42 ?g/m?. Atrav?s da an?lise de concentra??o do BC para os dias da semana foi poss?vel observar nos gr?ficos box plot que as concentra??es no s?bado e domingo tendem a ser menores que nos demais dias da semana, isto pode estar associado ao efeito da diminui??o do tr?fego de ve?culos nestes dias. Os dias de semana, de segunda a sexta-feira, apresentaram as maiores dispers?es de valores de concentra??o de BC em que o intervalo interquartil foi superior aos dias de s?bado e domingo, mostrando que as concentra??es de BC s?o maiores durante a semana do que nos finais de semana tendo em vista que o tr?fego de ve?culos ? mais intenso. A partir das coletas obtidas pelo amostrador de particulado fino e an?lise por Fluoresc?ncia de Raio-X (EDX) foi poss?vel identificar os elementos com maior concentra??o presentes nos filtros: o S, K, Si, Al, Cl, Fe, P, Ca, Mn e Ca. A maioria dos componentes ? de origem antropog?nica de acordo com o fator de enriquecimento, sendo Na, Mg, Sn, Zn, Al, Fe e Ti proveniente de fontes naturais. Os resultados das concentra??es de MP2.5 foram relacionados estatisticamente com vari?veis meteorol?gicas para obter informa??es sobre os efeitos dessas vari?veis sobre a concentra??o de MP. / This study had as objective a chemical characterization of PM 2.5 aerosol collected by a Harvard Sampler in Natal, capital of the state of Rio Grande do Norte, Brazil. Sampling was performed daily using a 37 mm quartz filters. Gravimetric techniques were used, as well as quantification of Black Carbon (BC), and X-ray fluorescence analysis. Also, simulations were made to understand dispersion and deposition of the particulate matter using trajectories of the HYSPLIT model in order to know the origin and fate of these pollutants in the atmosphere. The sampling of PM2.5 occurred continuously for the period from March 03, 2015 to December 2015. The results showed that the monthly averages ranged from 2.98 a 14.43 ?g/m3 for the analyzed PM2.5 period, while the daily average concentrations ranged from 0.25 a 62,79 ?g/m3 for PM 2.5 during the same period. The BC analysis showed that the month of June showed the highest peak of BC concentration of approximately 3.42 ?g/m3. Through the BC concentration analysis by weekdays it was observed in the box plot graphs that the concentrations on Saturday and Sunday tend to be smaller than the other days of the week. This can be associated with the effect of the reduction in vehicle traffic during these days. The days from Monday through Friday, showed the highest dispersion of BC concentrations in which the interquartile range was greater than the days of Saturday and Sunday, showing that BC concentrations are larger during the week than on weekends since vehicle traffic is more intense. From the samples obtained by the fine particulate sampler and analysis by X-ray fluorescence (EDX) it was possible to identify the elements with the highest concentration present in the filters: S, K, Si, Al, Cl, Fe, P, Ca, Mn and Ca. Most of these components were of anthropogenic origin according to the enrichment factor, and Na, Mg, Sn, Zn, Al, Fe and Ti are from natural sources. The results of PM2.5 concentrations were statistically related to meteorological variables for information about the effects of these variables on the concentration.

O objetivo deste trabalho é estudar, dentro da Engenharia do Vento Computacional (EVC), a dispersão de poluentes em zonas urbanas, empregando-se um modelo numérico baseado em técnicas da Dinâmica dos Fluidos Computacional para escoamentos incompressíveis, não isotérmicos e com transporte de massa. Um esquema explícito de dois passos é usado para a discretização temporal das equações governantes, considerando expansões em séries de Taylor de segunda ordem para as derivadas no tempo. O processo de discretização espacial é realizado através da aplicação do Método dos Elementos Finitos (MEF), onde hexaedros de oito nós com um ponto de integração são utilizados. A turbulência é tratada numericamente através da Simulação de Grandes Escalas (LES) e os modelos clássico e dinâmico de Smagorinsky são empregados na modelagem das escalas inferiores à resolução da malha. Efeitos de temperatura sobre o escoamento são considerados na forma de forças de flutuação presentes na equação de balanço de momentum, as quais são calculadas a partir da aproximação de Boussinesq. Técnicas de paralelização em memória compartilhada (OpenMP) são também usadas a fim de melhorar a eficiência computacional do presente modelo para problemas com grande número de elementos. Exemplos clássicos de Dinâmica de Fluidos e Fenômenos de Transporte são inicialmente analisados para teste das ferramentas numéricas implementadas. Problemas de dispersão de poluentes com e sem a inclusão dos efeitos de temperatura são abordados para configurações geométricas bi e tridimensionais de street canyons, representando a unidade geométrica básica encontrada em centros urbanos de grandes cidades. / The main goal of the present work is to study the pollutant dispersion in urban areas using a numerical model based on techniques developed by Computational Fluid Dynamics, where applications of Computational Wind Engineering (CWE) are analyzed considering incompressible flows with heat and mass transport. A two-step explicit scheme is adopted for the time discretization of the governing equations considering second order Taylor series expansions of the time derivative terms. Spatial discretization is performed by applying the Finite Element Method (FEM), where eight-node hexahedral elements with one-point quadrature are utilized. Turbulence is numerically analyzed by using Large Eddy Simulation (LES) with the classical and dynamic Smagorinsky’s models for subgrid scale modeling. Thermal effects on the flow field are taken into account through buoyancy forces acting on the momentum balance equation, which are calculated considering the Boussinesq approximation. Shared memory parallelization techniques (OpenMP) are also employed in order to improve computational efficiency for problems with large number of elements. Classic examples of Fluid Dynamics and Transport Phenomena are first analyzed to verify the numerical tools implemented. Problems involving pollutant dispersion with and without the inclusion of thermal effects are investigated for two and three-dimensional geometric configurations of street canyons, which represent the basic geometric unit observed in urban centers of large cities.

Este trabalho apresenta um estudo realizado com uma mistura asfáltica morna utilizando ligante aditivado com agente surfactante e borracha moída de pneus inservíveis. Um trecho experimental foi executado com a mistura asfáltica morna, localizado na SPA-248-055, Pista Oeste, entre os quilômetros 3+000 e 6+000 e comparado ao trecho de referência, localizado na mesma rodovia, entre os quilômetros 1+000 e 3+000. Foram feitos também ensaios fundamentais para caracterização do ligante modificado com borracha e com aditivo químico para mistura morna e também ensaios para verificar o comportamento mecânico da mistura de usina, de modo que possibilitou comparar seus resultados com uma mistura de referência, com produção na temperatura a quente. Os ensaios realizados para verificação do comportamento mecânico foram: resistência à tração, módulo de resiliência, fadiga e resistência à formação de trilha de roda no simulador de tráfego francês do LCPC. Comparando a mistura asfáltica morna com uma mistura de referencia, os resultados obtidos foram satisfatórios. Além destes experimentos também foram realizados ensaios de resistência ao dano por umidade induzida (DUI). No caso deste estudo, os resultados foram satisfatórios. Durante a produção da mistura asfáltica, foi realizada a análise da redução de emissões de poluentes, no momento da produção da mistura. Os resultados indicaram que há redução de poluentes como fumos totais, fumos solúveis e compostos orgânicos voláteis (VOC). Tanto o trecho experimental quanto o trecho de referência foram avaliados durante 3 anos quanto aos parâmetros de desempenho do pavimento, como irregularidade e condição de superfície. Os resultados obtidos mostram o comportamento positivo da mistura asfáltica morna, quando comparado ao pavimento do trecho de referência, ao longo de dois anos de observação. / This paper presents a study of a warm asphalt mix using binder additive with surfactant agent and tire crumb rubber. A test section was performed with the warm asphalt mixture, located in SPA-248-055, West Lane, between kilometers 3+00 to 6+000 and compared to the reference section, a hot mix section, located on the same highway, between kilometers 1 + 000 and 3 + 000. Basic tests were also made to characterize the rubber-modified binder and to verify the mechanical behavior of the plant mixture, than compared to results of a reference hot mixture. The tests performed to check the mechanical behavior were: tensile strength, resilient modulus, fatigue and rooting in French LCPC traffic simulator. Comparing the warm asphalt mixture with a mixture of reference, the results achieved were satisfactory. In addiction, in this research were also performed induced moisture damage, and check the adhesion of the binder to the aggregate. In the case of this study, the results were acceptable. During warm asphalt mix and hot mix production, analysis of reducing pollutant emissions were recorded. The results indicated that there is a reduction of pollutants such as total smoke, fumes soluble and organic volatile compounds. Both the experimental section and the reference section were evaluated for 3 years for pavement performance parameters such as roughness and surface condition. The results show a positive behavior of warm asphalt mix compared to the reference pavement section over two years of observation.

O objetivo deste trabalho é estudar, dentro da Engenharia do Vento Computacional (EVC), a dispersão de poluentes em zonas urbanas, empregando-se um modelo numérico baseado em técnicas da Dinâmica dos Fluidos Computacional para escoamentos incompressíveis, não isotérmicos e com transporte de massa. Um esquema explícito de dois passos é usado para a discretização temporal das equações governantes, considerando expansões em séries de Taylor de segunda ordem para as derivadas no tempo. O processo de discretização espacial é realizado através da aplicação do Método dos Elementos Finitos (MEF), onde hexaedros de oito nós com um ponto de integração são utilizados. A turbulência é tratada numericamente através da Simulação de Grandes Escalas (LES) e os modelos clássico e dinâmico de Smagorinsky são empregados na modelagem das escalas inferiores à resolução da malha. Efeitos de temperatura sobre o escoamento são considerados na forma de forças de flutuação presentes na equação de balanço de momentum, as quais são calculadas a partir da aproximação de Boussinesq. Técnicas de paralelização em memória compartilhada (OpenMP) são também usadas a fim de melhorar a eficiência computacional do presente modelo para problemas com grande número de elementos. Exemplos clássicos de Dinâmica de Fluidos e Fenômenos de Transporte são inicialmente analisados para teste das ferramentas numéricas implementadas. Problemas de dispersão de poluentes com e sem a inclusão dos efeitos de temperatura são abordados para configurações geométricas bi e tridimensionais de street canyons, representando a unidade geométrica básica encontrada em centros urbanos de grandes cidades. / The main goal of the present work is to study the pollutant dispersion in urban areas using a numerical model based on techniques developed by Computational Fluid Dynamics, where applications of Computational Wind Engineering (CWE) are analyzed considering incompressible flows with heat and mass transport. A two-step explicit scheme is adopted for the time discretization of the governing equations considering second order Taylor series expansions of the time derivative terms. Spatial discretization is performed by applying the Finite Element Method (FEM), where eight-node hexahedral elements with one-point quadrature are utilized. Turbulence is numerically analyzed by using Large Eddy Simulation (LES) with the classical and dynamic Smagorinsky’s models for subgrid scale modeling. Thermal effects on the flow field are taken into account through buoyancy forces acting on the momentum balance equation, which are calculated considering the Boussinesq approximation. Shared memory parallelization techniques (OpenMP) are also employed in order to improve computational efficiency for problems with large number of elements. Classic examples of Fluid Dynamics and Transport Phenomena are first analyzed to verify the numerical tools implemented. Problems involving pollutant dispersion with and without the inclusion of thermal effects are investigated for two and three-dimensional geometric configurations of street canyons, which represent the basic geometric unit observed in urban centers of large cities.