Uma das características dos transitórios hidráulicos é a presença de ar aprisionado durante a ocorrência do fenômeno. Se uma tabulação não estiver satisfatorimente projetada ou não for adequadamente cheia e purgada, grandes quantidades de ar poderão ficar aprisionadas. Caso esses bolsões se desloquem de um local para o outro, proporcionarão acelerações locais que resultam em altas velocidades e, subsequentemente, em altas pressões transitórias. As sobrepressões geradas podem ser de 2,2 vezes maiores que a pressão estática dos sistema, conforme verificou-se no estudo experimental. Dessa forma, há a necessidade do estabelecimento de metodologias de aplicação prática e segura (modelos rígido e elástico) que permitam estimar a magnitude das pressões transitórias, pois não há solução analítica para esse problema. No presente trabalho, apresentou-se uma adimensionalização do modelo elástico, com a incorporação de dois números adimensionais independentes (&#960 6 e &#960 7). No entanto, tais metodologias devem ser validas experimentalmente, haja visto que hipóteses simplificadoras de cálculo são necessárias para a modelagem matemática. O modelo rígido de coluna líquida variável (MCLV), além de fácil programação, é viável sem prejuízos nos resultados esperados . No estudo experimental foi também realizada uma análise de sensibilidade com relação aos fatores intervenientes no sistema hidráulico. / One of the reasons for the transient behavior is the presence of air confined during these alterations. When the pipes are not properly designed or if it is not completely full or air bleeding, large amounts of air may be confined in the system. Pockets of air can cause severe transient behavior if such pockets deslocate from one place to the other giving rise to local acceleration and consequently large velocities and pressures. The higher pressure may be of the order of 2,2 times the static pressure in the system, as it was confirmed by the experimental procedure. Thus, this paper considers pratical and safe procedure (rigid or elastic models) that permit calculation of transient pressures given that there is no analytical solution available. On the present study, it was presented a dimensionless form of the elastic model, with the incorporation of two aditional independent numbers (&#960 6 and &#960 7). Besides the easiness of programation, the rigid model of variable fluid column is viable without prejudice to the expected results. This study also conducts a sensitivity analysis on the various factors involved in the problem.

Neste trabalho é apresentada a análise do transitório hidráulico com a tensão de cisalhamento na parede do conduto forçado, tendo sido modelada por gradiente harmônico de pressão. É apresentada, também, a comparação dos resultados obtidos com a aplicação do método numérico de MacCormack com a utilização de fator de atrito em relação aos obtidos através da utilização de MacCormack com a introdução da tensão de cisalhamento modelada por gradiente harmônico de pressão, na análise de transitórios hidráulicos em condutos forçados. / This work presents the analysis of the Hydraulic Transient with wall shear stress on the pressurized flow modeled by harmonic Pressure Gradient. Appears also to compare results obtained with the application of the MacCormack numerical method with the use of friction factor with respect to those obtained through use of MacCormack with the introduction of wall shear stress on the pressurized flow modeled by harmonic Pressure Gradient in the analysis of hydraulic transients.

Typescript (photocopy). / Digitized by Kansas Correctional Industries / Department: Electrical and Computer Engineering.

A ocorrência de elevados índices de perdas por vazamentos em sistemas de abastecimento de água é frequentemente ligada às inúmeras quebras de tubulações originadas em decorrência de elevados níveis de pressão atuantes. O controle efetivo de tais perdas requer a detecção e localização dos vazamentos para uma rápida reparação do sistema. Neste sentido, a consideração de análises hidráulicas no escoamento transitório tem se revelado especialmente útil aos propósitos de calibração e detecção de vazamentos. Tal análise pode revelar substancial quantidade de informações sobre as propriedades físicas e o nível de integridade do sistema, pois as ondas de pressão resultantes são afetadas pelos diversos dispositivos e fenômenos, incluindo os vazamentos. Assim, o presente trabalho visa o estudo dos transitórios hidráulicos para a calibração e detecção de vazamentos em modelos de sistemas de distribuição de água. Para tanto, são utilizados dados de redes hipotéticas e de laboratório, e modelos inversos resolvidos por métodos de busca global e local. Devido o emprego de tubos plásticos no circuito de laboratório, o clássico modelo da coluna elástica demonstrou-se ineficiente na reprodução do comportamento hidráulico de tal sistema. Resultados satisfatórios foram obtidos somente com um modelo hidráulico que considere o comportamento viscoelástico dos materiais dos tubos do circuito experimental. / The occurrence of large leakage losses in water supply systems has been frequently linked with pipe breaks resulting from high pressures levels in pipes. Efficient location of leakages is required in order to effectively control water losses and quickly repair the system. Analysis of hydraulic transients has been particularly useful for calibration and leak detection purposes. System observation for such analysis can reveal a substantial amount of information concerning physical properties and the integrity of the system, since water hammer waves are affected by different features and phenomena, including leaks. Thus, this research focuses on hydraulic transients for leak detection and calibration of water distribution system models. These objectives are achieved using data obtained from experiments performed on an experimental facility and numerical experiments on hypothetical networks. Inverse methods were based on both global and local search methods. Classic water hammer theory proved to be imprecise in describing the observed behavior of the hydraulic system composed of plastic pipes. Satisfactorily results were obtained with a hydraulic transient solver considering viscoelastic behavior of the pipe material.

A qualidade da energia elétrica tem sido objeto constante de estudos, pois problemas inerentes a ela podem trazer grandes prejuízos econômicos, principalmente em processos industriais. Dentre os vários fatores que afetam a qualidade da energia elétrica, destacamos aqueles relacionados com os transitórios, originados pelo chaveamento de banco de capacitares nas redes elétricas de distribuição primária. Neste trabalho, além das características dos transitórios provenientes da energização de bancos de capacitares da concessionária, são analisados fatores que influenciam em suas intensidades. As condições sob as quais estes transitórios são atenuados foram investigadas. Além disto, é feita uma análise espectral das ondas de corrente e tensão, permitindo que sejam revelados os componentes harmônicos que podem afetar o funcionamento de equipamentos de controle, proteção e cargas sensíveis da indústria. Um circuito que representa um sistema real de distribuição, 13,8 kV, da concessionária CPFL (Cia Paulista de Força e Luz) foi simulado através do ATP (Alternative Transients Program). / The quality of electric power has been a constant topic of study, because inherent problems to it can bring great economic losses, mainly in industrial processes. Among the several factors that atfect power quality, those related to the transients originated by capacitar bank switching in the primary distribution systems must be highlighted. In this work, the characteristics of the transients resulting from the switching of the utility capacitor banks are analyzed, as well as factors that influence their intensities. The conditions under which these effects are mitigated was investigated. In addition, a spectral analysis of the current and voltage waves is made. This procedure can reveal the harmonic components that can affect the operation of control and protection equipment, as well as sensitive Ioads of the industry. A circuit that represents a real distribution system, 13.8 kV, from CPFL (Cia Paulista de Força e Luz) utility, was simulated through the software ATP (Alternative Transients Program).

A acelerada transição demográfica ocorrida nas quatro últimas décadas trouxe implicações para os arranjos familiares, as relações de trabalho, o emprego e a renda, além do comum fenômeno da migração, sendo que as complexas relações entre essas dimensões acarretam importantes desafios para o cuidado em saúde dos idosos. No contexto da migração no país, os idosos em condições socioeconômicas desfavoráveis têm migrado por contingências, sobretudo, relativas à saúde e moradia e, na maioria desses casos, o apoio necessário obtido em relação à saúde baseia-se, fundamentalmente, na Atenção Primária à Saúde, sob a Estratégia de Saúde da Família. Assim, o objetivo deste trabalho é compreender as necessidades e o cuidado em saúde de idosos residentes no Município de São Paulo e migrantes do Nordeste, bem como os limites e potencialidades dos serviços de Atenção Primária no tocante a essa problemática. Busca-se, ainda, (re)considerar a relação entre usuários idosos e integrantes de equipes de Saúde da Família no Município de São Paulo, ao compreender a forma como as marcas identitárias são caracterizadas e em que medida podem influenciar a relação entre esses sujeitos, no que se refere ao tratamento de saúde. Trata-se de uma pesquisa de referencial qualitativo, que utilizou a técnica de entrevista em profundidade na produção dos dados empíricos, que consistiu em duas etapas: entrevistas realizadas com 06 idosos, com 60 anos ou mais, que se deslocaram para o Município de São Paulo, em um intervalo de 03 meses a 05 anos, com o propósito de tratar seu(s) problema(s) de saúde; e entrevistas com 09 profissionais de equipes da Estratégia de Saúde da Família. Referente à análise dos depoimentos, utilizou-se a técnica de análise temática de conteúdo, considerando as conjunturas, as razões e as lógicas de falas, bem como as ações e inter-relações estabelecidas com o coletivo e as instituições. Os resultados exibem a complexidade dos sentidos atribuídos às necessidades de saúde dessa população em específico, sendo que, de forma convergente, ambos os grupos entrevistados destacaram o entrelaçamento das necessidades de saúde e do adoecimento. Além disso, os constructos socioculturais regionalizados mostram-se imperativos, uma vez que o processo de significação, diante da necessidade em saúde, assume contornos firmados em experiências anteriores de saúde-doença-cuidado. Já a autopercepção de saúde, a definição de problema e as estratégias e recursos para o cuidado em saúde foram proporcionalmente relativos ao contexto (pessoal, social e econômico) no qual esses idosos estavam inseridos antes de residirem na metrópole paulistana. Segundo os profissionais, a carência de recursos, a falta de conscientização e a dificuldade de acesso aos serviços de saúde em suas localidades de origem resultam, muitas vezes, em um agregado de diagnósticos realizados em São Paulo. Por sua vez, para os idosos, a produção de cuidados está muito mais associada às práticas curativas, sendo pouca a valorização de medidas preventivas e promocionais de saúde. Nesse sentido, de acordo com os profissionais, à medida que não apresentam sinais ou sintomas, eles tendem a cessar o tratamento médico e farmacológico. / The accelerated demographic transition happened in the last four decades brought implications for the family arrangements, the work relationships, the job and the income, besides the common phenomenon of the migration, and the complex relationships among those dimensions cart important challenges for the health care of the aged. In the context of the migration in the country, the aged in unfavorable socioeconomic conditions have been migrating for contingencies relative to, above all, the health and home and, in most of those cases, the necessary support obtained in relation to the health is based, fundamentally, in the Primary Health Care, through the Family Health Strategy. So, the objective of this paper is to understand the needs and health care of aged resident in the Municipal district of São Paulo and transients and migrants of the Northeast, as well as the limits and potentialities of the services of Primary Health Care concerning that problem. Also, it is looked for (re)considering the relationship between the aged users and the teams members of Family Health in the Municipal district of São Paulo, when understanding the form as the identity marks are characterized and in that measured they can influence the relationship among those subjects, in what it refers to the health treatment. This is a qualitative research, that used the in-depth interview technique for the production of the empiric data, that consisted of two stages: interviews with 06 aged, with 60 years old or more, who moved for the Municipal district of São Paulo in an interval of 03 months to 05 years, with the purpose of treating their health problems; and interviews with 09 professionals of teams of the Family Health Strategy. Regarding the analysis of the depositions, the thematic analysis of content technique was used, considering the conjunctures, the reasons and the logics of speeches, as well as the actions and established interrelations with the collective and the institutions. The results exhibit the complexity of the senses attributed to the health needs of that population in specific, and, in a convergent way, both groups detached the interlacement of the health needs and the sickness. Besides, the regional sociocultural thoughts are shown imperatives, once the significance process, before the health need, assumes outlines in previous experiences of health-disease-care. The self-perception of health, the problem definition and the strategies and resources for health care were proportionally relative to the context (personal, social and economical) in which those aged ones were inserted before they live in the metropolis of São Paulo. According to the professionals, the lack of resources, the understanding lack and the access difficulty to the health services in their origin places result, a lot of times, in an attaché of diagnoses accomplished in São Paulo. For the aged, the production of cares is much more associated to the healing practices and it is little the valorization of preventive and promotion measures of health. In that sense, in agreement with the professionals, as they dont present signs or symptoms, they tend to interrupt the medical and pharmacological treatment.

Neste trabalho é apresentada a análise do transitório hidráulico com a tensão de cisalhamento na parede do conduto forçado, tendo sido modelada por gradiente harmônico de pressão. É apresentada, também, a comparação dos resultados obtidos com a aplicação do método numérico de MacCormack com a utilização de fator de atrito em relação aos obtidos através da utilização de MacCormack com a introdução da tensão de cisalhamento modelada por gradiente harmônico de pressão, na análise de transitórios hidráulicos em condutos forçados. / This work presents the analysis of the Hydraulic Transient with wall shear stress on the pressurized flow modeled by harmonic Pressure Gradient. Appears also to compare results obtained with the application of the MacCormack numerical method with the use of friction factor with respect to those obtained through use of MacCormack with the introduction of wall shear stress on the pressurized flow modeled by harmonic Pressure Gradient in the analysis of hydraulic transients.

Um dos problemas que contribui para a diminuição do desempenho de células a combustível de membrana trocadora de prótons é o cruzamento de combustível do compartimento anódico para o catódico. Um método de avaliar o contato do combustível anódico com o cátodo consiste da exposição do catalisador oxidado à molécula de interesse, em condições de circuito aberto. Do ponto de vista fundamental, a análise desses transientes de circuito aberto pode fornecer informações importantes acerca do mecanismo reacional associado. São apresentados nessa Dissertação, resultados da interação entre metanol ou etanol e superfícies oxidadas de paládio, em meio alcalino. Entre os parâmetros investigados, maior ênfase foi dada ao efeito da natureza do cátion alcalino presente no eletrólito. Observou-se que a presença de Li+ ou K+ no eletrólito influencia desde a quantidade de óxido formada, até o tempo requerido para a redução desses óxidos pela molécula orgânico dissolvida. A natureza do composto orgânico presente também exerce diferenças consideráveis no transiente de circuito aberto. Finalmente, foram propostos esquemas reacionais para representar a interação de circuito aberto com o metanol e etanol. Em ambos os casos, os mecanismos incluem a produção auto-catalítica de sítios livres de paládio. / One of the problems that contributes to the performance decreasing observed in proton exchange membranes is the fuel crossover from the anodic to the cathodic compartment. A method to evaluate the contact of the anodic fuel with the cathode consists of exposing the oxidized catalyst to the molecule of interest under open circuit conditions. From the fundamental point of view, the analysis of the open circuit transients may provide relevant information on the associated reaction mechanism. In this Dissertation, results of the open circuit interaction between methanol or ethanol with oxidized palladium surfaces, in alkaline media, are presented. Among the distinct investigated parameters, emphasis will be put on the effect of the nature of the alkali cation present in the electrolyte. It was observed that the presence of Li+ or K+ influences several aspects, from the amount of oxide formed to the time needed for the reduction of the oxide by the dissolved organic molecules. The identity of the dissolved organic molecule also exerts marked influence on the open circuit transients. Finally, two reaction schemes for the open circuit interaction with methanol or ethanol were proposed. In both cases, the mechanisms include the auto-catalytic production of free palladium sites.

Os Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica (SDEE) estão constantemente expostos à ocorrência de faltas, o que torna de primordial importância para as concessionárias que estas sejam localizadas com rapidez e precisão. Com isso, a degradação da confiabilidade do sistema e as perdas econômicas são minimizadas. Com este intuito, diversas pesquisas vêm sendo conduzidas nas últimas décadas tendo em vista o desenvolvimento de métodos computacionais para Localização de Faltas (LF) em SDEE. Embora as técnicas disponíveis atualmente sejam capazes de estimar a distância das faltas com relativa exatidão, algumas características intrínsecas aos SDEE ainda impõem limitações à LF em alimentadores radiais. Em geral, o aspecto econômico requer o uso de dados provenientes de um único terminal de medição. Ainda, a quantidade significativa de ramais laterais tipicamente presentes nos SDEE faz com que o problema das múltiplas estimativas da LF seja considerado como a principal limitação à efetividade das técnicas existentes na atualidade. Neste contexto, este trabalho apresenta uma metodologia baseada na análise dos transitórios de alta frequência gerados pelas faltas, a qual é capaz de fornecer uma estimativa única para a LF em SDEE ramificados a partir de medições somente no terminal local. O ramal em falta e a distância da falta em relação ao terminal de medição são determinados através da comparação entre as frequências características identificadas no espectro do transitório, e as frequências teóricas calculadas para os possíveis caminhos de propagação. Uma das principais contribuições deste trabalho consiste na formulação de um modelo detalhado das linhas de distribuição desequilibradas. A formulação proposta é baseada na modificação nas equações de Carson, considerando a dependência da frequência e a inclusão dos efeitos pelicular e da corrente de retorno pela terra para altas frequências. Como resultado, esta abordagem permite uma maior exatidão na determinação dos parâmetros modais que descrevem a propagação de transitórios em SDEE desequilibrados, eliminando as aproximações adotadas pela maioria das técnicas propostas na literatura atual. A técnica proposta foi avaliada considerando simulações de faltas nos alimentadores IEEE 13 e 34 barras através do ATP/EMTP. Os resultados apresentados incluem diversos cenários de faltas, bem como a comparação com um método de LF para SDEE considerado estado da arte atualmente. / Electric power distribution systems (EPDS) are continuously exposed to faults, therefore fast and accurate fault location is of paramount importance for utilities. Thus, degradation of system reliability and economic losses are minimized. In this sense, several studies have been conducted in the last decades aiming to the development of computational methods for Fault Localization (FL) in EPDS. Although the currently available techniques are able to estimate fault distance with relative accuracy, some intrinsic characteristics of EPDS still impose limitations to FL in radial feeders. In general, the economic aspect requires use of data from one-terminal measurements. Also, typical EPDS have a large number of branches, which makes the problem of multiple FL estimates the main limitation to the effectiveness of the existing techniques. In this context, this work presents a methodology based on the analysis of the high frequency transient generated by faults, which is able to provide a unique FL estimate in branched EPDS by using only one-terminal measurements. The faulted branch and the fault distance from the measurement terminal are determined by correlating the characteristic frequencies identified in the transient spectrum and theoretical frequencies calculated for the possible propagation paths. One of the main contributions of this work is the formulation of a detailed model of unbalanced distribution lines. The proposed formulation is based on the modification of Carson’s equations, considering frequency dependence and inclusion of skin effects and the ground current return at high frequencies. As a result, this approach allows a greater accuracy in determining the modal parameters that describe the transients’ propagation in unbalanced EPDS, thus eliminating the approximations adopted by most of the techniques proposed in the current literature. The proposed technique was evaluated considering fault simulations in the IEEE 13 and 34 nodes feeders through the ATP/EMTP. Results presented include several fault scenarios as well as the comparison with a FL method for SDEE currently considered as the state of the art.

Orientador: Sérgio Kurokawa / Banca: Luiz Fernando Bovolato / Banca: Marcos de Araujo Paz / Resumo: Neste trabalho será mostrado o desenvolvimento de dois modelos de linhas de transmissão, baseados em elementos discretos de circuitos, que fornecem respostas diretamente no domínio do tempo e nas fases. Os dois modelos propostos partem da hipótese de que um pequeno segmento de linha de transmissão pode ser representado por um circuito . Hipótese esta já validada para linhas monofásicas por diversos autores, e que neste trabalho será utilizada para representar pequenos segmentos de linhas bifásicas e trifásicas. Deste modo, tais linhas serão representadas por uma grande quantidade de blocos (constituídos de elementos discretos de circuitos que representam um pequeno segmento de linha) conectados em cascata. No primeiro modelo proposto, válido para representar linhas idealmente transpostas, as fases de cada um dos pequenos segmentos de linha são separados em seus modos de propagação, e as correntes e tensões são calculadas no domínio modal. No entanto a conversão fase-modo-fase está inserida nas equações de estado que descrevem as correntes e tensões ao longo da linha, sendo que não há a necessidade do usuário do modelo conhecer a teoria de representação de linhas no domínio modal. Uma vez que o modelo não usa explicitamente o processo de decomposição modal, neste trabalho o mesmo será considerado como sendo um modelo desenvolvido no domínio das fases sem o uso explícito da teoria de decomposição modal. Este modelo pode ser utilizado para representar linhas que podem ter suas fases desacopladas por matrizes reais e invariáveis em relação à frequência. A representação de pequenos segmentos de linhas por elementos discretos de circuitos também foi aplicada em linhas bifásicas e trifásicas sem plano de simetria vertical. Neste caso, devido ao fato de que as matrizes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This paper will show the development of two models of transmission lines, based on discrete circuit elements, which provide answers directly in the time domain and phase. The two proposed models start from the assumption that a small segment of transmission line can be represented by a -circuit, this hypothesis has already been validated for single-phase by several authors and this work will be used to represent small segments of lines biphasic and triphasic. Thus, these lines will be represented by a large number of blocks (consisting of discrete circuit elements that represent a small segment of the line) in cascade. In the first model, valid for ideally transposed lines represent the phases of each small line segments are separated into their modes of propagation and the currents and voltages are calculated in the modal domain. However the conversion phase-mode-phase is inserted into the state equations describing the currents and voltages along the line being that there is no need for the user the model to know representation theory of modal lines. Since the model does not explicitly use modal decomposition process, this paper it will be considered to be a model developed in the field of the phases without the explicit use of modal decomposition theory. This model can be used to represent lines that may have decoupled phases for real matrices and invariant with respect to frequency. The representation of small line segments by discrete circuit elements has also been applied in biphasic and triphasic lines without vertical symmetry plane. In this case, due to the fact that the matrices that separate line in their modes of propagation are not real and invariant with respect to frequency, the model was developed directly in the field of the phases without the use of modal decomposition matrices / Mestre