Os efeitos catalíticos de Mo(VI) e Fe(III) na oxidação de iodeto por peróxido de hidrogênio foram explorados visando à determinação simultânea destes. Diferenças nas taxas de reação foram alcançadas através do estabelecimento de duas zonas reacionais distintas para alteração das cinéticas reacionais. Para isto, foi projetado um sistema de análises por injeção em fluxo que permite a inserção de duas alíquotas de amostra, sendo adicionado ácido sulfúrico em uma destas com formação de uma zona de amostra complexa. Cada elemento de fluido desta zona é caracterizado por composição química, tempo de residência e taxa de reação específicas. Os principais parâmetros que afetam a taxa reacional, tais como concentração dos reagentes, comprimento do reator e vazão total, dentre outros, foram avaliados buscando melhoria na sensibilidade e discriminação cinética entre os analitos. Os comprimentos das alças de amostragem e da bobina separadora foram avaliados construindo-se modelos matemáticos visando máxima discriminação nas previsões para os analitos. Os modelos foram construídos a partir da ferramenta quimiométrica PLS (Partial Least Squares) utilizando os dados gerados por medidas de máximos e mínimos ao longo da zona de amostra. O conjunto de calibração era composto por misturas de Mo(VI) e Fe(III) na faixa de concentrações 6,2 - 50,0 ?g L-1 e 0,5 - 7,0 mg L-1, respectivamente. O modelo selecionado apresenta boa habilidade de previsão com valores de RMSEP estimados como 0,67 ?g L-1 para Mo(VI) e 0,21 mg L-1 para Fe(III). Recuperações entre 85 e 114% foram obtidas para amostras de águas naturais. O sistema proposto apresenta estabilidade física, boa repetibilidade entre as leituras (d. p. r. < 2 %), velocidade analítica de 31 h-1 e consumo de 54 mg de iodeto de potássio e 0,30 mg de peróxido de hidrogênio por amostra / The catalytic effects of Mo(VI) and Fe(III) in the oxidation of iodide by hydrogen peroxide were exploited aiming at their simultaneous determination. Differences in reaction rates were achieved by establishing of two distinct reactions zones to modify the reaction kinetics involved. To this end, a flow injection system allowing insertion of two sample aliquots was designed, and sulfuric acid was added to one of the aliquots. A complex sample zone was then established. Each fluid element of this zone was characterized by a given chemical composition, residence time and reaction rate. The main parameters affecting the reaction rate, such as reagent concentrations, analytical path length and total flow rate, among others, were evaluated for improving sensitivity and analyte kinetic discrimination. Influences of sampling loop lengths and distance between initial plugs were studied, and mathematical models were constructed aiming at improved discrimination in prediction of analytes. The models were constructed from the PLS (Partial Least Squares) chemometric tool using data generated by measurements performed on sample zone regions with maximum and minimum local concentrations. The calibration set consisted of Mo(VI) and Fe(III) mixtures in concentration ranges of 6.2 - 50.0 ?g L-1 and 0.5 - 7.0 mg L-1, respectively. The selected model is characterized by good prediction ability prediction, as RMSEP values were estimated as 0.67 ?g L-1 for Mo(VI) and 0.21 mg L-1 for Fe(III), respectively. Recoveries within the 85 - 114% range were obtained for natural waters. The proposed system presents physical stability and favorable characteristics of measurement repeatability (r.s.d.<2%), sampling rate (31 h-1) and reagent consumption (54 mg of KI and 0.30 mg H2O2 per sample)

Os efeitos catalíticos de Mo(VI) e Fe(III) na oxidação de iodeto por peróxido de hidrogênio foram explorados visando à determinação simultânea destes. Diferenças nas taxas de reação foram alcançadas através do estabelecimento de duas zonas reacionais distintas para alteração das cinéticas reacionais. Para isto, foi projetado um sistema de análises por injeção em fluxo que permite a inserção de duas alíquotas de amostra, sendo adicionado ácido sulfúrico em uma destas com formação de uma zona de amostra complexa. Cada elemento de fluido desta zona é caracterizado por composição química, tempo de residência e taxa de reação específicas. Os principais parâmetros que afetam a taxa reacional, tais como concentração dos reagentes, comprimento do reator e vazão total, dentre outros, foram avaliados buscando melhoria na sensibilidade e discriminação cinética entre os analitos. Os comprimentos das alças de amostragem e da bobina separadora foram avaliados construindo-se modelos matemáticos visando máxima discriminação nas previsões para os analitos. Os modelos foram construídos a partir da ferramenta quimiométrica PLS (Partial Least Squares) utilizando os dados gerados por medidas de máximos e mínimos ao longo da zona de amostra. O conjunto de calibração era composto por misturas de Mo(VI) e Fe(III) na faixa de concentrações 6,2 - 50,0 ?g L-1 e 0,5 - 7,0 mg L-1, respectivamente. O modelo selecionado apresenta boa habilidade de previsão com valores de RMSEP estimados como 0,67 ?g L-1 para Mo(VI) e 0,21 mg L-1 para Fe(III). Recuperações entre 85 e 114% foram obtidas para amostras de águas naturais. O sistema proposto apresenta estabilidade física, boa repetibilidade entre as leituras (d. p. r. < 2 %), velocidade analítica de 31 h-1 e consumo de 54 mg de iodeto de potássio e 0,30 mg de peróxido de hidrogênio por amostra / The catalytic effects of Mo(VI) and Fe(III) in the oxidation of iodide by hydrogen peroxide were exploited aiming at their simultaneous determination. Differences in reaction rates were achieved by establishing of two distinct reactions zones to modify the reaction kinetics involved. To this end, a flow injection system allowing insertion of two sample aliquots was designed, and sulfuric acid was added to one of the aliquots. A complex sample zone was then established. Each fluid element of this zone was characterized by a given chemical composition, residence time and reaction rate. The main parameters affecting the reaction rate, such as reagent concentrations, analytical path length and total flow rate, among others, were evaluated for improving sensitivity and analyte kinetic discrimination. Influences of sampling loop lengths and distance between initial plugs were studied, and mathematical models were constructed aiming at improved discrimination in prediction of analytes. The models were constructed from the PLS (Partial Least Squares) chemometric tool using data generated by measurements performed on sample zone regions with maximum and minimum local concentrations. The calibration set consisted of Mo(VI) and Fe(III) mixtures in concentration ranges of 6.2 - 50.0 ?g L-1 and 0.5 - 7.0 mg L-1, respectively. The selected model is characterized by good prediction ability prediction, as RMSEP values were estimated as 0.67 ?g L-1 for Mo(VI) and 0.21 mg L-1 for Fe(III), respectively. Recoveries within the 85 - 114% range were obtained for natural waters. The proposed system presents physical stability and favorable characteristics of measurement repeatability (r.s.d.<2%), sampling rate (31 h-1) and reagent consumption (54 mg of KI and 0.30 mg H2O2 per sample)

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-08-29T15:51:26Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_pós_defesa.pdf: 13484145 bytes, checksum: d45c9d8ffd66532d7cea17f178e2fe9c (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-29T15:51:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_pós_defesa.pdf: 13484145 bytes, checksum: d45c9d8ffd66532d7cea17f178e2fe9c (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-04-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This study aimed to develop and calibrate a distributed hydrological model used for a one-dimensional drainage of a peri-urban catchment using the optimization multi-objective method Non -dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA - II) for model calibration. Computational algorithms developed in MATLAB environment were adopted to make this study possible. This model allows a precipitation event to set the surface runoff hydrograph at any position of the watershed (planes or channels) regarding infiltration effect and soil physical characteristics. Objective functions were defined and used simultaneously to calibrate the model. From sensitivity analysis performed, it was found that the model is more affected by the parameters related to permeable areas. The model fit was very good, illustrating the applicability of multi-objective calibration in exploring ideal area and to obtain ideal solutions. Validation proved the efficiency of the model used for other different rainfall events in Samambaia stream basin, generating outputs with good accuracy and optimal theoretical value results for Nash & Sutcliffe coefficients of efficiency near the area region. / O presente trabalho propôs desenvolver e calibrar um modelo hidrológico distribuído unidimensional aplicado a drenagem de uma bacia hidrográfica peri-urbana utilizando o método de otimização multi-objetivo Non-dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA-II) para a calibração do modelo. Para tornar possível a realização deste trabalho foram adotadas rotinas computacionais desenvolvidas em ambiente MATLAB. O modelo desenvolvido permite, para um evento de precipitação, determinar o hidrograma de escoamento superficial em qualquer posição da bacia hidrográfica (planos ou canais) considerando o efeito da infiltração e das características físicas do solo. Foram definidas funções objetivo e aplicadas simultaneamente na calibração do modelo. Da análise de sensibilidade realizada, verificou-se que o modelo é mais impactado pelos parâmetros relativos às áreas permeáveis. O ajuste do modelo foi muito bom, ilustrando a aplicabilidade da calibração multi-objetivo em explorar a região ideal e obter soluções ideais. A validação comprovou a eficiência do modelo, aplicada a outros eventos chuvosos diferentes ocorridos na bacia do córrego Samamabaia, gerando saídas com acurácia satisfatória e resultados para os coeficientes de eficiência Nash & Sutcliffe próximos à região do valor ótimo teórico.

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:16:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nelson Lima de Souza Filho.pdf: 1556771 bytes, checksum: 33a38464a9de0ec3dca0da75c9c6b64e (MD5) Previous issue date: 2012-12-06 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In regression models, the classical normal assumption for the distribution of the measurement errors is often violated, masking some important features of the variability of the data. Some practical actions to overcome this problem, like transformations of the data, sometimes are not effective. In this work we propose a methodology to overcome this problem, in the context of multivariate linear regression with measurement errors. In these models, the covariate is unobservable and the researcher observes a surrogate variable. These measurements are made with an additive error. We extend the classical normal model, by modeling jointly the covariate and the measurement errors by a finite mixture of densities which are in a general family, accommodating skewness, heavy tails and multi-modality at the same time, allowing a degree of flexibility that can not be met by the normal model. We proceed Bayesian inference through a Gibbs-type algorithm. Some proposed models are compared with existing symmetrical models, using a modified DIC criterion, through the analysis of simulated and real data. / Em modelos de regressão, o pressuposto clássico de normalidade para a distribuição dos erros aleatórios é muitas vezes violado, mascarando algumas características importantes da variabilidade dos dados. Algumas ações práticas para resolver esse problema, como transformações nos dados, revelam-se muitas vezes ineficazes. Neste trabalho apresentamos uma proposta para lidar com esta questão no contexto do modelo de regressão multivariada linear simples, quando a variável resposta e a variável regressora são observadas com erro aditivo o chamado modelo de regressão linear com erros nas variáveis. Em tais modelos, o pesquisador observa uma variável substituta em vez da covariável de interesse. Nós estendemos o modelo clássico normal, modelando a distribuição conjunta da covariável e dos erros aleatórios por uma mistura finita de densidades pertencentes a uma família de distribuições bem geral, acomodando ao mesmo tempo assimetria, caudas pesadas e multimodalidade, permitindo um grau de flexibilidade que não pode ser atingido pelo modelo normal. Para a parte de estimação desenvolvemos um algoritmo do tipo Gibbs para proceder estimação Bayesiana. Alguns modelos propostos foram comparados com modelos simétricos já existentes na literatura, utilizando um critério DIC modificado, através da análise de dados simulados e reais.

A calibração, por definição, é o processo pelo qual se estabelece uma relação entre valores de medição de um padrão, com as suas respectivas incertezas, e as indicações com as incertezas associadas do instrumento de medição a ser calibrado. Um protocolo de calibração descreve a metodologia a ser aplicada em um processo de calibração. O método escolhido para a obtenção deste protocolo foi o da espectrometria de feixe de raios X associada à simulação pelo método de Monte Carlo, fundamentado no fato de que ambos são considerados métodos absolutos na determinação de parâmetros de feixes de radiação. Neste trabalho foi utilizado o método de Monte Carlo utilizado para obter a função resposta do detector utilizada para a correção dos espectros obtidos do feixe primário de radiação X; deste modo foram calculadas as taxas de kerma destes feixes e comparadas aos valores obtidos com as câmaras de ionização padrão secundário do Laboratório de Calibração de Instrumentos do IPEN (LCI/IPEN). Foram obtidos os coeficientes de calibração para o sistema padrão com diferenças em relação ao fornecido pelo laboratório primário entre 1,3% e 15,3%. Os resultados obtidos indicaram a viabilidade do estabelecimento deste protocolo de calibração utilizando a espectrometria como padrão de referência, com incertezas relativas de 0,62% para k=1. As incertezas associadas ao método proposto foram satisfatórias, para um laboratório padrão secundário e comparáveis a um laboratório primário. / Calibration, by definition, is the process that establishes a relation between the measurement values of a standard, with their respective uncertainties, and the indications with the associated uncertainties of an instrument to be calibrated. A calibration protocol describes the methodology to be applied during the calibration process. The chosen method to obtain this protocol was the use of the X-ray beam spectrometry associated with Monte Carlo mathematical simulation, based on the fact that both are considered primary methods for x radiation beams parameters determination. The work consists in obtaining the detector response function using the Monte Carlo method for the correction of the X radiation primary beam spectra obtained. After that, the kerma rates values were calculated and compared to those obtained with the secondary standard ionization chambers of the Calibration Laboratory of IPEN. The calibration coefficients for the standard ionization chambers were found with differences from that provided by the primary laboratory between 1.3% and 15.31%. The results indicated the feasibility of establishing a protocol for the calibration of instruments using spectrometry as a reference standard, with relative uncertainties of 0.62% for k = 1. The uncertainties associated with the proposed method were satisfactory for a secondary standard laboratory and comparable to a primary laboratory.

Uma das exigências na calibração de monitores de radiação de contaminação de superfície consiste no uso de fontes extensas de referência com um valor de uniformidade superior a 90%. Entretanto, foi verificado em alguns laboratórios de calibração que suas fontes não atendiam essa exigência, o que obrigaria esses laboratórios a não utilizarem tais fontes em suas calibrações. Foi neste contexto que foi desenvolvido um estudo para propor o uso dessas fontes, desde que sejam utilizados fatores de correção, que são propostos neste trabalho, que foram avaliados e desenvolvidos usando o código de transporte MCNP como ferramenta de análise e avaliação, a partir dos dados de mapeamento da uniformidade. Também foi desenvolvido um software para calcular esses fatores de correção, utilizando o mapeamento da uniformidade das fontes como dados de entrada e um sistema automatizado para calibração de monitores de radiação de contaminação de superfície. O grande ganho com esse trabalho foi poder utilizar fontes extensas de referência, mesmo quando essas estão em desacordo com as exigências de uniformidade da norma ABNT ISO 8769:2016. / One of the requirements in the calibration of surface contamination radiation monitors is the use of wide area reference sources with a uniformity value greater than 90%. However, it has been found, in some calibration laboratories, that their sources were not meeting this requirement, which would not allow these laboratories to use such sources in their calibration procedures. It was in this context that a study was developed to propose the use of these sources, provided that correction factors are used, which are proposed in this work, which were evaluated and developed using the MCNP radiation transport code as an evaluation tool, from the uniformity mapping data. A software was also developed to calculate these correction factors using the source uniformity mapping as an input data along with an automated system for calibration of surface contamination radiation monitors. The great gain in this work was to be able to use wide area reference sources, even when they are in disagreement with the uniformity requirements of ISO 8769:2016.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosimaldo Soncela.pdf: 1165359 bytes, checksum: 65125007d81deb1038c3d55926b33252 (MD5) Previous issue date: 2010-06-30 / The swine waste water (SWW) application in soil has become an alternative fertilizer for soil and used as a water reuse. However, special attention must be given to the amount of salt content in such water since succeeding applications can stimulate the saltishness process on soil, which can ask for an indispensable monitoring of salt content in soil. The time-domain reflectometry (TDR) allows for a continuous and simultaneous monitoring of water content and apparent electric conductivity on soil (AEC), in order to make feasible the indirect determination of electric conductivity of soil solution, which can estimate salt content in the soil. Nevertheless, there is a need to obtain and calibrate a model for each type of soil. Thus, this trial aimed at obtaining a volumetric humidity calibration model for a typical Distroferric Red Latosol, as well as studying this technique viability to indirectly determine the electrical conductivity in a soil solution using an empiric equation for the TDR Trase 6050X1 devise. Calibration was performed under laboratory conditions, with deformed samples of the studied soil, conditioned in columns, with a 0.0078 m3 volume. TDR hand-made probes, with three 0.20m-long shafts, were vertically installed in the soil columns, five probes per column, totaling 16 columns. The weighing answers were obtained by digital scales and daily readings with the TDR equipment. To indirectly determine soil solution electric conductivity, deformed and saturated samples were used and saturated with SWW at 0, 10, 20, 40, 60, and 80 liters with a soil volume of 0.0225 m3. The SWW was evaporated so that saturated soil got completely dry and sieved in a 2 mm sieve to obtain the air dried fine soil (ADFS). The volumes of dried soils were conditioned in three columns to characterize T0, T1, T2, T3, T4 and T5 treatments. The same procedure was carried out for probes calibration. At that moment, four probes were installed by column, totaling 18 columns. The empirical model to estimate the volumetric soil humidity under study showed an adequate degree of determination. At last, It was possible to establish an empirical model that connected AEC recorded by the TDR equipment and electrical conductivity of saturated soil sample (ECss), making possible the use of this technique on soil salinity estimation. / A aplicação de águas residuárias de suinocultura (ARS) no solo vem sendo uma alternativa como forma de adubação e reúso de água. Entretanto, atenção especial deve ser dada à quantidade de sais contidos nessas águas, uma vez que aplicações sucessivas podem favorecer o processo de salinização do solo, tornando-se necessário um monitoramento do teor de sais no solo. A reflectometria no domínio do tempo (TDR) possibilita o monitoramento simultâneo e contínuo do teor de água e da condutividade elétrica aparente do solo (CEa) a fim de viabilizar a determinação indireta da condutividade elétrica da solução do solo, a qual possibilita a estimativa do teor de sais no solo. Porém, há necessidade de obtenção e calibração de um modelo para cada tipo de solo. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi obter um modelo de calibração de umidade volumétrica para um Latossolo Vermelho Distroférrico Típico, bem como estudar a viabilidade da técnica na determinação indireta da condutividade elétrica da solução do solo por meio de uma equação empírica para o equipamento TDR Trase 6050X1. A calibração foi realizada em condições de laboratório, utilizando amostras deformadas do solo em estudo, acondicionadas em colunas com volume de 0,0078 m3. As sondas fabricadas artesanalmente da TDR com três hastes e 0,20 m de comprimento foram instaladas verticalmente nas colunas de solo, em um total de cinco sondas por coluna, totalizando 16 colunas. Realizaram-se as pesagens com balança digital e leituras diárias com o equipamento TDR. Para a determinação indireta da condutividade elétrica da solução do solo, foram utilizadas amostras deformadas, as quais foram saturadas com ARS nas taxas de 0, 10, 20, 40, 60 e 80 litros por um volume de 0,0225 m3 de solo. Deixou-se que a ARS evaporasse até que o solo saturado secasse totalmente, peneirado em peneira de 2 mm para formar Terra Fina Seca ao Ar (TFSA). Os volumes de solos secos foram acondicionados em três colunas, caracterizando-se os tratamentos T0, T1, T2, T3, T4 e T5. O mesmo processo ocorreu para a calibração das sondas. Nesta etapa, foram instaladas quatro sondas por coluna totalizando 18 colunas. O modelo empírico para estimativa da umidade volumétrica do solo em estudo apresentou suficiente grau de determinação. Foi possível estabelecer um modelo empírico que relacionou a condutividade elétrica aparente do solo (CETDR) e a condutividade elétrica do extrato saturado do solo (CEes) para viabilizar o uso da técnica na estimativa da salinidade do solo.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:25:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alice Leal Terres Oro.pdf: 734105 bytes, checksum: 00f0a2e6f0c0139384a1298b29fdcc57 (MD5) Previous issue date: 2006-07-20 / Measurements of solute concentrations at soils are essential to optimize irrigation and fertilizer application, to study surface runoff and erosion and to evaluate soil salinity. For this purpose, Time Domain Reflectometry is a dielectric technique that has been shown to give accurate water content and electrical conductivity values. Used under both laboratory and field conditions, this a non-destructive essay takes simultaneous measurements of electrical conductivity and soil water content, using a single probe and testing only one sample region. Although there are many ways in which electrical conductivity may be obtained with Time Domain Reflectometry equipment, few of them are characterized by simplicity and straight forwardness. Because of that, this study aimed to evaluate different methods to determine electrical conductivity at solutions and soils. A sequence of laboratory experiments was conducted in deformed soil samples of an Oxisol from West Parana State, arranged in columns 0,30 m height, with an internal diameter of 0,19 m. The three wire probes, with manual assembling and without impedance-matching transformer, were vertically installed in soil columns, considering as a control one the column which soil received only distilled water. The others treatments were defined according to the sodium chloride content: 0,01; 0,03; 0,05; 0,07; 0,09; 0,10 and 0,15 N. The electrical conductivity was determined using waveforms collected with specific software and there wasn t signal attenuation. It was found a linear relationship between the bulk electrical conductivity and the pore water electrical conductivity under constant water content. It was concluded that soils with significant iron contents display an atypical dielectric behavior that limits the applicability of the equipment for measuring not only soil moisture but bulk electrical conductivity also. / Medidas de concentrações de solutos em solos são essenciais para otimizar a irrigação e aplicações de fertilizantes, para estudar escoamento superficial e erosão e para avaliar a salinidade do solo. Para tal fim, a Reflectometria no Domínio do Tempo é uma técnica dielétrica que tem sido capaz de fornecer valores precisos, tanto para teores de água como para condutividade elétrica do solo. Empregada tanto em condições de laboratório como em condições de campo, esta técnica não-destrutiva realiza medidas simultâneas das duas grandezas, empregando uma única sonda e testando a mesma região da amostra. Embora existam várias técnicas através das quais a condutividade elétrica pode ser determinada com um equipamento de Reflectometria no Domínio do Tempo, poucas técnicas são caracterizadas pela simplicidade e pela rapidez. Devido a isso, o presente trabalho objetivou avaliar diferentes métodos para a determinação da condutividade elétrica de soluções e de solos. O trabalho foi desenvolvido em condições de laboratório, usando amostras deformadas de um Latossolo Vermelho distroférrico da Região Oeste do Paraná, acondicionadas em colunas com comprimento de 0,30 m e diâmetro de 0,19 m. As sondas com 3 hastes, montadas de forma artesanal e sem qualquer equalização de impedâncias, foram instaladas verticalmente nas colunas de solo, sendo considerada como controle a coluna cujo solo recebeu água destilada. Os outros tratamentos foram definidos conforme os teores de cloreto de sódio adicionado: 0,01; 0,03; 0,05; 0,07; 0,09; 0,10 e 0,15 N. A condutividade elétrica foi determinada a partir das formas de onda coletadas com um programa específico e não ocorreu atenuação de sinal. Encontrou-se uma relação linear entre as medidas de condutividade elétrica total do solo e a condutividade elétrica da solução do solo, sob umidade constante. Também se concluiu que solos com alto teor de Fe exibem um comportamento dielétrico atípico, o qual limita a aplicabilidade da técnica.

O objetivo desta pesquisa foi desenvolver um método para estabelecer o efeito das características e da operação dos veículos pesados sobre a infra-estrutura rodoviária através do uso de resultados de simulação microscópica de tráfego. Para tanto, foram definidos dois objetivos secundários. O primeiro deles envolveu a obtenção de um banco de dados detalhado sobre as características de 6.253 veículos pesados. Esses dados foram coletados em sete balanças localizadas em rodovias de pista dupla do estado de São Paulo. O segundo objetivo secundário consistiu na calibração e validação do simulador de tráfego CORSIM com o auxílio de um algoritmo genético, que adaptou simultaneamente 19 parâmetros do simulador para que ele reproduzisse adequadamente as características e o comportamento do tráfego observado em um trecho de rodovia de pista dupla paulista. A metodologia desenvolvida é demonstrada através da realização de um estudo de caso em que foram simulados dois cenários de tráfego e em que foi considerada uma ponte hipotética com 100 m de extensão. Nele, foram determinadas as probabilidades de ocorrências simultâneas dos veículos pesados sobre a ponte. As conclusões da pesquisa indicam que o método de calibração de simuladores de tráfego com uso de um algoritmo genético mostrou-se eficaz, reduzindo o erro médio de 9,11% para 6,32%. Além disso, as conclusões revelam que a obtenção de um carregamento móvel a partir de dados extraídos de um simulador de tráfego é possível e que a associação dos dados simulados a um banco de dados detalhado permite o cálculo do efeito do tráfego dos veículos pesados sobre a infra-estrutura rodoviária. Do estudo de caso, pode-se concluir que: (1) a probabilidade de ocorrência simultânea de veículos pesados sobre a ponte é muito freqüente e está diretamente relacionada às características do fluxo de tráfego e; (2) a distribuição das cargas e seus respectivos valores são fatores determinantes para o cálculo dos esforços. Os resultados do estudo de caso demonstram a viabilidade do procedimento proposto. / The objective of this research was to develop a method for establishing the effect of heavy vehicles characteristics and operation on highway infra-structure by using the results of a microscopic traffic simulation model. Therefore, two secondary objectives were defined. The first of them involved the attainment of a detailed database containing the characteristics of 6,253 heavy vehicles. This data was collected at seven weight stations located on the state of São Paulo multilane highways. The other secondary objective was to calibrate and validate CORSIM by using a genetic algorithm, which simultaneously adapted 19 model parameters in order to appropriately reproduce the characteristics and the behavior of the observed traffic flow. The developed methodology is demonstrated through a case study in which two traffic scenarios were simulated and in which a hypothetic 100 m bridge was considered. In the case study, the probabilities of simultaneous presence of heavy vehicles on the bridge were determined. The conclusions of this research indicate that the method of calibrating a traffic simulation model utilizing a genetic algorithm was efficient, reducing the mean error from 9.11% to 6.32%. Additionally, the conclusions reveal that the attainment of a live load from extracted data through a traffic simulation model is possible and that the association of simulated data with a detailed database allows the estimation of heavy vehicle traffic effect on highway infra-structure. From the case study, it can be concluded that: (1) the probability of simultaneous presence of heavy vehicles on the bridge is very frequent and; (2) the loads distribution and its respective values are determinant in calculating efforts. The case study results demonstrate the proposed procedure viability.

O objetivo desta tese é adaptar os procedimentos do Highway Capacity Manual 2000, para que possam melhor estimar a qualidade de serviço nas condições de tráfego encontradas em rodovias de pista simples estudadas. Para isto, foi desenvolvido um programa para calibração automática do simulador TRARR, baseado em um algoritmo genético e implementado em Perl. A calibração, que usa dados de velocidade e porcentagem de veículos em pelotões, coletado por meio de filmagens nos locais estudados, foi feita simultaneamente para cinco trechos diferentes, para que o simulador fosse capaz de reproduzir as características de um trecho típico de rodovia de pista simples do estado de São Paulo. Para garantir a qualidade dos resultados das simulações realizadas com o modelo recalibrado, procedeu-se à sua validação, usando-se um conjunto independente da dados. Partindo-se do pressuposto que a estrutura geral do método deveria ser mantida, a adaptação do HCM-2000 consistiu em obter novos valores para os diversos fatores de ajuste usados no processo de estimativa do nível de serviço. Para tanto, foram reproduzidos os experimentos de simulação realizados no desenvolvimento do procedimento para análise de rodovias de pista simples, à exceção do uso da versão recalibrada TRARR no lugar do simulador TWOPAS. Os fatores de ajuste adaptados foram: fator de pico horário (PHF), fator de ajuste de rampas (fG), fator de equivalência veicular (ET), fator para o efeito de zonas de ultrapassagem proibida (fnp) e fator de ajuste para o efeito combinado da divisão direcional do tráfego e de zonas de ultrapassagem proibida (fd/np). Com exceção do PHF, todos os demais fatores foram obtidos a partir de resultados de simulação. Os níveis de serviço observados nos cinco trechos estudados foram comparados com estimativas obtidas com a versão original do HCM-2000 e com a adaptação proposta. Os resultados desta comparação mostram que as estimativas obtidas com a adaptação proposta são mais precisas que as obtidas usando-se os valores originais do HCM-2000. / This thesis objective is to adapt the Highway Manual Capacity 2000, procedures to produce better estimates of service level and capacity for two-lane highways studied, In order to do this, an automatic calibration system, implementing a genetic algorithm and coded in Perl, was used to obtain a recalibrated version of TRARR, a two-lane highway simulation model. The calibration, that which uses speed and percent vehicles traveling in platoons data collected by videotaping, was carried out simultaneously for five different road segments, so that the recalibrated model would be able to reproduce traffic behavior on a typical two-lane road in the state of São Paulo, Brazil. The recalibrated model was validated using a second, independent, set of data. Based on the assumption that the general framework of the methodology should be kept, the adaptation was achieved by obtaining new values for the adjustment factors used in the procedure. Thus, the simulation experiments used in the development of HCM-2000 methodology were reproduced using the recalibrated TRARR model. The following adjustment factors were adapted: peak hour factor (PHF), grade adjustment factor (fG), heavy vehicle equivalence factor (ET), adjustment factor for the effect of non-passing zones (fnp) and adjustment factor for combined effect of directional distribution of traffic and percentage of no-passing zones (fd/np). With the exception of the PHF, all factors were obtained from simulation results. In order to assess the accuracy of the proposed adaptation observed levels of service were compared to the estimates obtained through the original HCM-2000 procedure and the modified procedure. The results of these comparisons clearly show that the estimates obtained using the proposed values for the adjustment factors are closer to the observed levels of service than the estimates obtained using the original values for the adjustment factors.