Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / En la minería nacional existe una creciente demanda por el uso de agua para procesos, debido, entre otros factores, a una futura predominancia de plantas de concentración de cobre, que tienen un uso intensivo del recurso hídrico. El equipo responsable del mayor consumo de agua en las plantas de concentración es la celda de flotación, en la cual bajo principios físicos y químicos, se logra separar la ganga del mineral de interés, en este caso cobre. Bajo este escenario, en el departamento de Ingeniería Civil de Minas de la Universidad de Chile se está desarrollando un prototipo de celda de flotación, que es diferente a las celdas tradicionales tanto geométrica como operativamente, con el fin de llegar a un diseño que sea capaz de trabajar con pulpas más espesas y así poder disminuir el consumo de agua en el proceso. Dicho lo anterior, el tema de memoria tiene por objetivo general estudiar y caracterizar el comportamiento fluidodinámico transiente de nuevos prototipos de celdas de flotación cónicas utilizando una metodología CFD. Por otro lado, los objetivos específicos son: Estudiar el comportamiento de las celdas de flotación frente a distintas concentraciones de sólidos en la pulpa. Estudiar el comportamiento de las celdas de flotación frente a distintos caudales de inyección de aire. Caracterizar el comportamiento de las celdas de flotación estudiadas. Definir las directrices de diseño que debe tener una celda de flotación cónica. La metodología de trabajo contempla una revisión bibliográfica, seguida de simulaciones CFD a 2 geometrías de celdas de flotación cónicas inspiradas en un una celda experimental, para así identificar problemas de diseño y elaborar una nueva geometría que logre definir las directrices de diseño que hay que seguir para construir celdas de flotación cónicas más eficientes, todo respaldado por simulaciones de condiciones de operación representativas. Los resultados arrojan que las geometrías cónicas existentes, desarrolladas por el departamento de Ingeniería Civil de Minas, tienen un desempeño hidráulico deficiente en cuanto a la separación de fases, debido a el gran diámetro de la celda que causa campos de velocidades tangenciales bajos, lo cuales no propician la separación hidráulica. Se concluye que las geometrías experimentales actuales no cumplen con los requisitos de operación mínimos y deben hacerse cambios significativos en el diseño, disminuyendo la relación largo/diámetro de la celda y modificando la disposición de sus entradas y salidas.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2017-12-11T13:33:19Z No. of bitstreams: 1 118556.pdf: 1528575 bytes, checksum: a573cc5fe5aa102722c195f309b9630f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-11T13:33:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 118556.pdf: 1528575 bytes, checksum: a573cc5fe5aa102722c195f309b9630f (MD5) Previous issue date: 1968-02 / Introdução ao estudo das vibrações transversais de placas de espessura uniforme, com carregamento radial, e visa fornecer elementos para a resolução do problema das vibrações transversais em discos girantes como, por exemplo, é o caso de rotores de turbinas. Inicialmente é instituída a equação diferencial que descreve o fenômeno, de forma geral, aplicável a placas de espessura uniforme, mas sem limitação quanto à forma ou tipo de carregamento. Para tanto, foi empregado o método da energia. Esta equação é obtida diretamente em coordenadas polares e é, a seguir, particularizada para os casos axi-simétricos. Resolve-se, depois, o problema da placa circular, sem furos, apoiada em sua periferia, e uniformemente comprimida ao longo da mesma. É possível, nestas condições, obter-se uma solução analítica. A equação que fornece os autovalores e constituída, porém, por coeficientes de funções de Bessel, de modo que a obtenção das frequências de vibração do sistema, e da carga de instabilidade, deve ser feita numericamente. O problema abordado em seguida, é o da placa circular engastada num eixo, e uniformemente comprimida ao longo da periferia, é obtida a equação diferencial, e um valor aproximado da primeira frequência de vibração do sistema, pelo método de Rayleigh-Ritz. O problema foi resolvido numericamente, num caso particular, empregando-se o computador digital IBM-1130, do Departamento de Cálculo Científico da Coordenação dos Programas Pós-Graduados de Engenharia da UFRJ, para relações de diâmetros entre o eixo e a placa iguais a 0,4 , 0,3 e 0,2, obtendo-se, em cada caso, os dois primeiros modos de vibração. No trabalho é descrita a técnica empregada para a determinação das frequências, é feita uma comparação entre os resultados obtidos. As frequências foram obtidas com auxílio da curva indicatriz, cuja obtenção é descrita no decorrer do trabalho. As frequências foram obtidas com auxílio da curva indicatriz, cuja obtenção é descrita no decorrer do trabalho, e que parece ser um instrumento mais expedito do que o método de Rayleigh-Ritz, no estudo de sistemas contínuos.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-11T13:52:10Z No. of bitstreams: 1 134618.pdf: 1078759 bytes, checksum: 26c4233d779bf2d3532da6574987eb33 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-11T13:52:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 134618.pdf: 1078759 bytes, checksum: 26c4233d779bf2d3532da6574987eb33 (MD5) Previous issue date: 1974-02 / CAPES / Analisa-se o movimento e estuda-se a estabilidade dinâmica de uma haste na presença de aceleração centrípeta e de Coriolis. Serão estudados os casos de uma haste rígida, e uma haste flexível, ambos simplificados para um modelo de apenas um grau de liberdade. As equações de movimento que podem ser estabelecidas pela mecânica newtoniana ou lagrangeana, resultam em equações diferenciais não lineares de segunda ordem. As regiões de estabilidade do movimento do sistema são determinadas aplicando o critério de Ljapunov; a análise do movimento pode ser feita no plano fase, pois existe a integral da equação de movimento. São apresentados alguns resultados numéricos relativos ao problema da determinação das curvas integrais, no caso da haste elástica. / The dynamic stability and the analysis of motion of a bar under the action of centripetal and Coriolis acceleration is investigated. A simplified one degree of freedom model is used for the cases of a rigid and a flexible bar. The equations of motion may be established by Lagrangian or Newtonian Mechanics and result in non-linear second order differential equations. The stability regions of the motion are determined by the criterium of Ljapunov; the analysis of motion is done in the phase plane where one can integrate the equation of the trajectory. Some numerical results are presented related to this integration in the case of the flexible bar.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-23T13:05:52Z No. of bitstreams: 1 133077.pdf: 2660503 bytes, checksum: 091eb825119705b949e14f049e8ff48e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-23T13:05:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 133077.pdf: 2660503 bytes, checksum: 091eb825119705b949e14f049e8ff48e (MD5) Previous issue date: 1973-06 / Apresenta a teoria correspondente a primeira variação aplicada a diversos tipos de funcionais e simultaneamente se deduz as condições de Weierstrass-Erdmann para a existência de funções extremais com pontos angulosos. O método de Ritz é analisado na sua forma clássica porém na análise da convergência da solução aproximada e no comportamento dos coeficientes - Ritz se recorre à teoria dos operadores em espaços de Hilbert, o que permite apresentar o problema de uma maneira elegante, concisa e clara. Analisa-se ao longo deste trabalho o conceito de “funcionais relaxados” e um caminho sistemático para sua obtenção, a aplicação do método de Ritz aos mesmos, bem como, a necessidade de subdividir e mapear a região à qual estão aplicados esses funcionais. Também se apresenta os resultados numéricos para o caso de torção em barras e sua comparação com os valores exatos e os obtidos por outros métodos. / The theory of the first variations of different type of functionals is presented in this work. The Weierstrass – Erdmann corner conditions are obtained for each one of these functionals. The classical theory of the Ritz Method is developed, but when dealing with convergende of the aproximated solutions and performance of the Ritz coefficients, the theory of operators in Hilbert spaces is introduced; this makes it possible to have the problem in an elegant, clear and compact form. The concept of "extended functionals", a systematic way of getting them, the application of the Ritz Method to these functionals as well as mapping and the subdivition of the application domain are analyzed in this investigation. Numerical results for torsion in bars are compareci with results obtained through some other methods and also· the exact solution. / Se presenta en este trabajo la teoria correspondiente a la primera variación aplicada a diferentes tipos de funcionales a la vez que las condiciones de Weierstrass-Erdmann, para la existencia de extremales con puntos angulosos esvdeducida para cada uno de ellos. El Método de Ritz es analizado en la forma clásica pero en el análisis de la convergencia de la solución aproximada como del comportamiento de los coeficientes-Ritz se recurre a la teoria de operadores en espacios de Hilbert que permite presentar el problema de una manera elegante, concisa y clara. El concepto de "funcionales relajados" y un camino sistemático para su obtención, la aplicación del método de Ritz a los mismos, la necesidad de subdividir la región en que están aplicados dichos funcionales a la vez que el mapeamiento de esa región son analizados a lo largo de este trabajo. También se presentan resultados numéricos para el caso de torsión en barras y su comparación con los exactos y los obtenidos por otros métodos.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-30T16:10:29Z No. of bitstreams: 1 153126.pdf: 2931268 bytes, checksum: 851ee96dff7447de0e95556e2deec4f8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-30T16:10:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 153126.pdf: 2931268 bytes, checksum: 851ee96dff7447de0e95556e2deec4f8 (MD5) Previous issue date: 1980-04 / CNPq / Neste trabalho desenvolve-se um modelo de elementos finitos para o estudo dos problemas de: resposta transiente (linear e não-linear), vibrações livres (linear e não-linear) e estabilidade dinâmica de tubos conduzindo fluido. Utilizando-se a descrição lagrangiana atualizada do principio dos trabalhos virtuais deduz-se a forma incremental das equações do movimento. Linearizam-se essas equações em torno da configuração de equilíbrio e discute-se o problema de vibrações livres, mostrando-se que se o tubo tem extremidades fixas existe uma integral do movimento, e obtêm-se as expressões do hamiltoniano, do lagrangiano e do princípio de Hamilton aplicáveis a este sistema. Usando-se uma generalização do quociente de Rayleigh analisa-se qualitativamente o comportamento dos auto-valores, com a variação de velocidade de escoamento e obtém-se previsões teóricas sobre a estabilidade da posição de equilíbrio. Mostra-se que, se a velocidade de escoamento e uma função periódica do tempo ocorre instabilidade por ressonância paramétrica e determinam-se as fronteiras dessas regiões. Utilizando-se o programa automático de cálculo desenvolvido, obtêm-se mapas de estabilidade para tubos com diversas condições de apoio, comprova-se a existência do ciclo limite de flutter em um problema de vibrações não-lineares de um tubo em balanço, e comparam-se as soluções linear e não-linear em um problema de resposta dinâmica transiente. / In this work, a finite element model is developed to analyze: linear and non-linear transient response and free vibrations problems and dynamic stability of pipes conveying fluid. Making use of an updated lagrangian formulation for the principle of virtual work the incremental equations of motion are deduced. These equations are linearized about the equilibrium configuration and the free vibration problem is discussed, showing that an integral of motion exists when the pipes have fixed supports. Expressions for the hamiltonian, the lagrangian and the Hamilton's principle are then derived. A generalized Rayleigh quotient is used to study the influence of flow velocity on the eigenvalues behaviour, and theoretical estimates for the stability of the equilibrium position are obtained. It is shown that, for a periodic flow velocity, parametric resonance occurs and the boundaries of these instability regions are determined. A computer program was developed and used to get some numerical results namely: stability maps for pipes with different support conditions;existence of a limit cycle flutter in a non-linear problem vibration, for a cantilever pipe; comparison of linear and non-linear solutions for a transient dynamic response problem.

[pt] Esta dissertação busca propor alternativas que reduzam a produção dos resíduos sólidos urbanos na cidade do Rio de Janeiro à luz de uma visão de sustentabilidade ambiental. Para tanto, utilizamos como categorias de análises os conceitos de consumo, de educação ambiental crítica, da política pública voltada para área de resíduos sólidos e de resiliência, na busca de encontrarmos a melhor forma da aplicabilidade dos conceitos eleitos na construção da proposta de mitigação da excessiva produção de lixo pela população carioca. O estudo proposto partiu do que preceitua a recente Lei 12.305/2010, Política Nacional de Resíduos Sólidos, que determina em seus artigos a importância da gestão dos resíduos sólidos urbanos; seu tratamento e destinação final, bem como sua redução no processo de geração. Para tanto, efetuamos um estudo comparativo, tomando como referência o Plano de gestão de resíduos sólidos de Nova Iorque, cidade considerada capital do consumo, e o Plano da cidade do Rio de Janeiro. E ao final, sugerimos a implantação de estratégias sustentáveis para implementação na cidade de novos procedimentos para atuação junto à população, no sentido de sensibilizá-la para através de um processo socioeducativo não só reduzir a produção de lixo, bem como de descartá-lo de forma adequada. / [en] The current model of Brazilian economic development associated with population growth and the new consumption trends, in recent decades, give to contemporary society the title of Throwaway Economy, according to Brown (2003), so, being the main contribution to the extreme generation of Urban Solid Waste (or Municipal Solid Waste - MSW) . The list of products consumed and discarded every day is extensive and, therefore, natural resources become increasingly scarce. The raw material is extracted from nature, processed, manufactured and then sold as consumer goods to meet the needs and desires of thousands of consumers in Brazil. Today, the excessive generation of waste is one of biggest environmental challenges on the agenda of municipalities, so demanding a need to apply technology and changes in the disposal behavior of the society as a whole. The management of MSW usually is a great difficulty for municipalities responsible for it, since the areas close to urban centers, designed to house such wastes, are becoming increasingly rare, complex and challenged to find. Also, the intense traffic of garbage trucks, noise and unpleasant odor is the main problem related by people who reject to live or working near a Landfill or Waste Treatment Center; such feature was corroborated by the findings of both metropolitan areas surveyed. Therefore, the management of MSW becomes crucial for the sustainable development of cities. Improper handling of waste and its disposal at noncontrolled locations can cause serious environmental damages, what may take years to be repaired, also, social problems, since it promotes waste picking activity without any zeal for human health. The Brazilian government in face of this intricate challenge - that involves different segments of society -, considering it is not only an environmental issue, but also economic and social, have launched in August, 2010 the Brazilian National Solid Waste Policy - (Política Nacional de Resíduos Sólidos - PNRS), a necessary and important legal measure, since conflicts of interest arise, so requiring solutions. The Brazilian National Plan gathers business companies, civil society and the public management, which is extremely important for the responsible management of waste generated in each of the municipalities (BRAZIL, 2010). The Plan have determined until August 2, 2014 to the extinction of lixões2 in all Brazilian municipalities. However, days after its publication, ABRELPE reports were released highlighting the challenging numbers for Municipalities: according to them, there were approximately 3,500 active landfills in all regions of Brazil. Also, this was not the first attempt failed to achieve the goal of eradication of lixões. So, this work is a theoretical efforts aiming at identify possible measures to non-generating municipal waste / waste prevention, not only to meet what determines the Plan, but as a sustainable alternative for municipal waste management in the city of Rio de Janeiro. For that, a comparative study between two cities - Rio de Janeiro, RJ and New York, NYC, was carried out, by means the analysis of municipal Land-use planning to raise best practices and socio-educational alternatives seeking to reduce wastes at Rio de Janeiro.

Mestre -- Universidade de Sao Paulo. Faculdade de Saude Publica. Departamento de Saude Ambiental, Sao Paulo, 2002.

Nesta tese são discutidos resultados experimentais de calor específico de um conjunto de ligas de Heusler. As medidas foram realizadas utilizando-se um calorímetro adiabático convencional, especialmente construído para este fim, que foi utilizado entre 1,5 e.10 K. A descrição do calorímetro assim como o seu funcionamento também são apresentados. O campo magnético efetivo sobre o núcleo de Mn foi determinado para duas das ligas estudadas. A quase totalidade das ligas apresenta elevada densidade de estados eletrônicos ao nível de Fermi. O estudo sistemático das densidades de estados das ligas aponta para o carácter "bole-like" das superfícies equienergéticas, ao redor de E F . À exceção da liga de cobalto, todas as demais apresentam anomalias no espec tro de rede, descritas por um termo de Einstein (fonons-macios). / In this thesis experimental results for the specific heat of a set of Heusler alloys are discussed. The measurements were performed by using a conventional adiabatic calorimeter, specially designed to this end; it was operated in the temperature range of 1,5 to 10 K. The description of the calorimeter and its operational detaiis are also presented. The magnetic effective fieid on the Mn nucleus was determined for two of the studied alloys. A high density of electronic states at the Fermi levei was detected for ali but one of the alloys studied.The systematic study of these alloys' density of states points to a hole-like character of the energy surfaces about EF . All of the alloys, except the cobalt based one, present a lattice spectrum anomally described by Einstein's term (soft-phonons).

Nesta tese são discutidos resultados experimentais de calor específico de um conjunto de ligas de Heusler. As medidas foram realizadas utilizando-se um calorímetro adiabático convencional, especialmente construído para este fim, que foi utilizado entre 1,5 e.10 K. A descrição do calorímetro assim como o seu funcionamento também são apresentados. O campo magnético efetivo sobre o núcleo de Mn foi determinado para duas das ligas estudadas. A quase totalidade das ligas apresenta elevada densidade de estados eletrônicos ao nível de Fermi. O estudo sistemático das densidades de estados das ligas aponta para o carácter "bole-like" das superfícies equienergéticas, ao redor de E F . À exceção da liga de cobalto, todas as demais apresentam anomalias no espec tro de rede, descritas por um termo de Einstein (fonons-macios). / In this thesis experimental results for the specific heat of a set of Heusler alloys are discussed. The measurements were performed by using a conventional adiabatic calorimeter, specially designed to this end; it was operated in the temperature range of 1,5 to 10 K. The description of the calorimeter and its operational detaiis are also presented. The magnetic effective fieid on the Mn nucleus was determined for two of the studied alloys. A high density of electronic states at the Fermi levei was detected for ali but one of the alloys studied.The systematic study of these alloys' density of states points to a hole-like character of the energy surfaces about EF . All of the alloys, except the cobalt based one, present a lattice spectrum anomally described by Einstein's term (soft-phonons).