Este trabalho parte de um acervo pré-existente de provas de carga em placa (segundo os procedimentos ABNT-NBR-6489 e ASTM-D-1196) em solos da Formação Guabirotuba, importante unidade geológica da região metropolitana de Curitiba. O objetivo do trabalho é favorecer o entendimento destes solos no que diz respeito à sua competência como subleito para pavimentos industriais rígidos. É realizada uma revisão sobre modelos de fundação de pavimento, aspectos geológicos e geotécnicos da Formação Guabirotuba, e métodos de determinação do coeficiente de recalque. A análise baseia-se no coeficiente de recalque \"k\" obtido em trinta e duas provas de carga em placa e utiliza uma classificação prática dos solos, quanto ao seu nível de intemperismo: argilas cinzas \"inalteradas\", argilas vermelhas \"laterizadas\" e argilas variegadas \"intemperizadas\", as quais mostram valores decrescentes de coeficiente de recalque, nessa ordem. Notou-se que algumas correlações existentes na literatura permitiram obter razoáveis previsões do coeficiente de recalque, como aquelas baseadas em valores de SPT e de CBR. Os valores de coeficiente de recalque medidos para estes solos mostram-se superiores àqueles sugeridos por tabelas práticas. Devido à variabilidade de resultados encontrada e à influência do subleito no desempenho final do sistema de fundação, fica evidenciada a importância da realização de provas de carga em placa para obtenção dos parâmetros de dimensionamento de pavimentos industriais rígidos. / The present work employs a data base of plate load tests (performed according the ABNT-NBR-6489 and ASTM-D-1196 procedures) in soils of the Guabirotuba Formation, important geological unit of Curitiba metropolitan region. The purpose of the work is the improving of the knowledge of these soils related to their behavior as subgrade for rigid industrial pavements. It is provided a revision about pavements foundation models, geological and geotechnical aspects of the Guabirotuba Formation and methods of the determination of the modulus of subgrade reaction. The analysis is based on the modulus of subgrade reaction \"k\" from 32 plate loading tests and uses a practical classification of the soils, according to their weathering level: intact gray clays, lateritic red clays and weathered variagate clays that showed a derease of the modulus in this order. Some correlations were found to predict fair values of \"k\", such as those based on SPT and on DCP. It was also noticed that the values of the modulus of subgrade reaction obtained are higher than the usual recommendations of the literature. The variability and the influence of the subgrade in the final performance of the pavaments make evident the importance of the plate load tests for obtaining reliable design parameters.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:58:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Maria_del_Pilar_Velez_Gomez.pdf: 2288020 bytes, checksum: 31dfd8f727e83c1bf2c506fe60664bc6 (MD5) Previous issue date: 2006-11-22 / 794 women from the 1982 Pelotas Birth Cohort Study and their first singleton live-born birth were selected to explore the association between maternal and offspring birthweight and gestational age, as well as to discriminate between confounders and mediating factors of these associations. Exposures were maternal birthweight and gestational age, low birthweight (LBW; <2500g), preterm birth (<37 weeks) and small for gestational age status (SGA; <10 th percentile of Williams), to the respective outcomes in offspring. Information was gathered on potential confounding or mediating factors according to a hierarchical framework approach. A strong correlation coefficient was found between maternal and infant birthweight (r=0.18, p<0.001). An increase of 100g in mothers birthweight predicted a gain of 16g in their infants birthweight (95% CI 8.0, 24.0g; p<0.001). Maternal LBW was independently associated to offspring LBW, preterm and SGA status. SGA mothers had an increased risk of delivering a preterm newborn. Causal chain linking maternal LBW and SGA of the newborn was mediated by maternal pre-gestational weight (a proxy of malnutrition), a condition closely related to poverty. Thus, malnourished women are likely to give birth to LBW babies, perpetuating poverty in the subsequent generation. Addressing malnutrition helps break this vicious cycle and stop the intergenerational transmission of LBW, hence decreasing poverty and malnutrition in developing countries. / 794 women from the 1982 Pelotas Birth Cohort Study and their first singleton live-born birth were selected to explore the association between maternal and offspring birthweight and gestational age, as well as to discriminate between confounders and mediating factors of these associations. Exposures were maternal birthweight and gestational age, low birthweight (LBW; <2500g), preterm birth (<37 weeks) and small for gestational age status (SGA; <10 th percentile of Williams), to the respective outcomes in offspring. Information was gathered on potential confounding or mediating factors according to a hierarchical framework approach. A strong correlation coefficient was found between maternal and infant birthweight (r=0.18, p<0.001). An increase of 100g in mothers birthweight predicted a gain of 16g in their infants birthweight (95% CI 8.0, 24.0g; p <0.001). Maternal LBW was independently associated to offspring LBW, preterm and SGA status. SGA mothers had an increased risk of delivering a preterm newborn. Causal chain linking maternal LBW and SGA of the newborn was mediated by maternal pre-gestational weight (a proxy of malnutrition), a condition closely related to poverty. Thus, malnourished women are likely to give birth to LBW babies, perpetuating poverty in the subsequent generation. Addressing malnutrition helps break this vicious cycle and stop the intergenerational transmission of LBW, hence decreasing poverty and malnutrition in developing countries.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:25:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_maria_arita_garcia.pdf: 8113106 bytes, checksum: fba0a4bf56d450b9bee5e250f53be0b8 (MD5) Previous issue date: 2011-02-18 / This research aims to analyze the monthly variations of rainfall in Rio Grande do Sul (RS) relating to monthly changes in the average thickness of the troposphere (700mb) at the bottom of the Southern Hemisphere, which is centered in the region of Antarctica. Monthly anomalies of atmospheric thickness have been represented by principal oscillation pattern that is called the Arctic Oscillation Index. This study is important because RS has played an important role in national agricultural production, and the variable rainfall has been identified as a key role in the productivity of different regional cultures. During the study, monthly rainfall data from 32 meteorological stations in RS has been used, which has been correlated with the Arctic Oscillation Index. The Arctic Oscillation Index has been obtained directly from Climate Prediction Center and the study period has been from 1979 to 2008 and, the correlations between the monthly rainfalls have been tested considering the time lags of index 0, -1, -2, -3 months. The results of the climatology have showed that rainfall in these last three decades have presented patterns and distributed monthly throughout the year and lower values to the south and higher to the north and northwest. The largest temporal gradient in RS has occurred between the months of October and November, with their maximum and minimum respectively. The Antarctic Oscillation Index has had its greatest variations in the middle of winter and the smallest variations in late summer. The more significant correlations of rainfall in RS and the index have been mostly reversed (by the way the index is built). The highest correlation has been between the rainfall for the month of May and the index also the month of May especially in the northern half of the RS. In the southern half of RS, the changes in the index in March have shown a higher correlation considering rainfall in March and April. The highest correlations in the northwestern part of RS have been happening between the rainfall of November and November Index and the central region of RS has been showing significant correlations in December with the index in November. Among the best results (the highest correlations) it has been highlighted those correlations of the months of March, April and May. From the average rate for the quarter, the extremes of the index have been identified and climatologies of rainfall have been calculated for the two groups (six negative extreme cases and six positive extreme cases). During the negative rainfall period, the index of quarterly rainfall has been exceeding by up to 50% the positive rainfall period, mainly in the south and west of RS. The negative period has been associated to the intensification of high polar consequently it has also been associated to the intensification of the polar jet, thus the most organized cold fronts pass through the RS, while in positive periods the weakening of the high polar and changes in zonal flow of the subtropical jet have been happening, reducing the intensity of cold fronts. / Esta pesquisa tem por objetivo analisar as variações mensais da precipitação no Rio Grande do Sul (RS) e suas relações com as variações mensais da espessura da camada média da troposfera (700mb) na parte inferior do Hemisfério Sul, centrada na região da Antártica. As Anomalias mensais da espessura atmosférica são representadas pelo padrão de oscilação principal, denominado de Índice AAO (Arctic Oscillation Index). A importância deste estudo justifica-se pelo RS ter um papel importante na produção agrícola nacional, sendo a variável precipitação apontada como fator fundamental na produtividade de diversas culturas regionais. Na pesquisa foram utilizados dados de precipitação mensal de 32 estações meteorológicas no RS, as quais foram correlacionadas com o índice AAO. O índice AAO foi obtido diretamente CPC (Climate Prediction Center) e o período de estudo foram de 1979 a 2008, sendo que as correlações entre as precipitações mensais do RS foram testadas com defasagens temporais do índice de 0, -1, -2, -3 meses. Os resultados da climatologia mostram que a precipitação nestas ultimas 3 décadas apresentaram padrões mensais bem distribuídos ao longo do ano, com menores valores ao sul e maiores ao norte e noroeste. O maior gradiente temporal no RS ocorre entre os meses de outubro e novembro, com seus máximos e mínimos respectivamente. O Índice de Oscilação Antártica tem suas maiores variações no meio do inverno e as menores variações no final de verão. As correlações mais significativas da precipitação no RS e o índice foram predominantemente inversas (pela forma como foi construído o índice). As maiores correlações foram entre as precipitações do mês de maio e o Índice também do mês de maio, especialmente na metade norte do RS. Na metade sul do RS, as variações do Índice no mês de março apresentam alta correlação com as precipitações de março e de abril. A parte noroeste do RS as maiores correlações foram entre as precipitações de novembro e o Índice de novembro, Na região central do RS apresentam correlações significativas em dezembro com o Índice de novembro. Entres os melhores resultados (maiores correlações) destacam-se as correlações nos meses de março, abril e maio. A partir do índice médio deste trimestre foram identificados os casos extremos do índice e calculado as climatologias das precipitações para os dois grupos (6 casos extremos negativos e 6 casos extremos positivos). A climatologia mostra que para o período negativo do índice a precipitação acumulada trimestral supera em até 50% a do período positivo, principalmente no sul e oeste do RS. O período negativo está associado à intensificação da alta polar, conseqüentemente intensificação o jato polar e frentes frias mais organizadas passam pelo RS, enquanto que nos períodos positivos ocorre enfraquecimento da alta polar e alteração no fluxo zonal do jato subtropical, reduzindo a intensidade das frentes frias.

[pt] A necessidade da determinação do comportamento tensão-deformação de solos sob carregamento para fins de projeto de Engenharia exige o conhecimento prévio do estado natural de tensões ao que o solo está imposto. Quando se trata de solos residuais tropicais, este desafio amplia-se ainda mais devido à ação do intemperismo e variação de umidade. O estado natural do solo é usualmente expresso pelo coeficiente de empuxo no repouso (K0). Para a determinação de K0 três classes de métodos são utilizadas: métodos de correlação, de determinação in situ e em laboratório. Neste estudo, é utilizada uma célula rígida com sistema de controle de sucção para a obtenção de K0 em laboratório. Foram analisadas três amostras de solo residual de Gnaisse com diferentes graus de intemperismo, provenientes de São Conrado, Rio de Janeiro, denominadas: solo residual jovem (SRJ); solo residual de transição (SRT); e solo residual maduro (SRM). Para a análise da influência da sucção no valor do coeficiente de empuxo, cada amostra de solo foi ensaiada sob três diferentes condições de umidade, que tentaram representar as seguintes condições: mais úmida, com sucção de 10 kPa; intermediária, com 40 kPa de sucção; e mais seca, com 100 kPa. Os valores de K0 obtidos nos ensaios variaram de 0,50 a 0,65. Os resultados seguiram, em parte, a tendência esperada. Entretanto, devido à heterogeneidade do material estudado, é necessário realizar repetições dos ensaios a fim de obter dados representativos. / [en] The necessity to determine the stress-strain behavior of soils under loading for the purpose of engineering projects requires early knowledge of the natural state of stress that acting on the mass of soil. When it comes to tropical residual soils, this challenge is even greater due to weathering and moisture variation. The natural state of the soil is usually expressed by the coefficient of earth pressure at rest (K0). For the determination of K0 three classes of methods can be used: correlation meth-ods, in situ determination and laboratory tests. On this research, one rigid cell with system of suction control is used to obtain values of K0 in laboratory tests. Were analyzed three samples of Gneiss residual soil with different degrees of weathering. The samples were provenient to São Conrado, Rio de Janeiro and namely: young residual soil (SRJ), transition residual soil (SRT) and mature residual soil (SRM). To evaluate the influence of suction on the value of coefficient of earth pressure at rest, each sample of soil were tested into three different levels of moisture which correspond of following conditions: more humid, with suction of 10 kPa; interme-diate, with 40 kPa of suction; and more dry, with 100 kPa. The K0 values obtained in the tests ranged from 0,50 to 0,65. In general, the results attended the expected trend. However, due to the great heterogeneity of the studied material, it is neces-sary to perform repetitions of tests in order to obtain representative data.

Orientador: Osvair Vidal Trevisan / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-27T00:58:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VidalVargas_JanethAlina_D.pdf: 6980631 bytes, checksum: 2e858ba97bc5f6f4bb3b1a075776555f (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O conhecimento dos fenômenos físicos envolvidos no transporte de fluidos no meio poroso é muito importante para o projeto e o sucesso dos processos de recuperação melhorada de petróleo. O deslocamento miscível é um dos métodos mais eficientes de recuperação melhorada de petróleo. O parâmetro mais relevante na eficiência do deslocamento miscível é a dispersão, que controla a evolução da zona de mistura dos dois fluidos e a propagação do fluido injetado. Neste trabalho é desenvolvido e avaliado um modelo matemático para o deslocamento miscível 1-D em meios heterogêneos. O modelo, referido como modelo de concentração total (MCT) é desenvolvido com base na equação de convecção-dispersão (ECD) considerando a interação entre a rocha e os fluidos. Os parâmetros fenomenológicos envolvidos no MCT são o coeficiente de dispersão, o coeficiente de transferência de massa, a porosidade efetiva do meio poroso no momento de deslocamento e a fração de soluto que é depositada ou retirada do meio poroso. Estes parâmetros podem ser determinados por meio de ajustes multiparâmétricos do modelo aos dados obtidos em laboratório. Para avaliar a aplicação do modelo MCT foram realizados dois experimentos A e B, cada um formado por 4 e 5 testes de deslocamento respectivamente. Os testes de deslocamento utilizaram duas salmouras e foram realizados empregando-se uma rocha carbonática. A evolução das concentrações ao longo do meio poroso foi medida por Tomografia Computadorizada de Raios-X (TC). A grande quantidade de dados dos perfis de concentração determinados a partir das imagens da TC do Experimento A foi analisada e ajustada utilizando-se o modelo MCT por meio do método metaheurístico de recozimento simulado (Simulated Annealing, SA). O procedimento de ajuste global, considerando todas as curvas do histórico de concentração, foi utilizado para a determinação dos parâmetros governantes dos fenômenos envolvidos. A quantidade de dados utilizados e a robustez do método permitiu um ajuste muito bom do modelo aos dados experimentais. Determinou-se um coeficiente de dispersão de aproximadamente 0,01cm2/s para vazão de 1 cm3/min e 0,05 cm2/s para vazão de 5 cm3/min. Foram avaliados também os parâmetros de transferência de massa e interação do fluido com o meio poroso. O Experimento B foi realizado com a finalidade de comprovar a deposição de soluto enquanto o fluido se deslocava através da amostra de rocha. No modelo MCT, este fenômeno foi quantificado por meio do parâmetro fr. Os perfis de concentração do Experimento B foram medidos na entrada, ao longo da amostra (rocha) e na saída. A partir desses perfis, foi realizado um balanço de massa para avaliar a fração de deposição de soluto (fr) formulada e determinada a partir do MCT. Os valores de fr obtidos foram de 0,2 a 0,4, que são valores coerentes com os resultados obtidos com o modelo MCT / Abstract: The knowledge of the physical phenomena involved in fluid transport in porous medium is very important for the design and successful execution of oil enhanced recovery processes. Miscible displacement is one of the most efficient recovery methods. Dispersion is a key phenomenon in miscible displacement. It controls the evolution of the mixing zone of both fluids and the propagation of injected fluid. The present study focuses on the development and evaluation of a mathematical model for the 1-D miscible and active displacement in an intrinsically heterogeneous porous media. The model, referred to as total concentration model (TCM), is developed based on the convection-dispersion equation (CDE) considering the interaction between rock and fluids. The phenomenological parameters involved in TCM are the dispersion coefficient, the mass transfer coefficient, the effective porosity of the porous medium at the time of the displacement and the amount of solute that is deposited or removed from the porous medium. These parameters may be better determined through multiparametric matching of the model to the data obtained in the laboratory. In order to evaluate the application of the TCM model, two sets of experiments (A and B), totaling 9 tests, were carried out. The tests were conducted with two brines displaced in carbonate rock samples. The concentration evolution along the porous medium was measured by X-Ray Computed Tomography (CT). The vast amount of data from the concentration profiles determined from the CT images from set A was analyzed and matched to the TCM model through the simulated annealing metaheuristic method (Simulated Annealing, SA). The global matching procedure, considering all curves in the concentration history, was used to determine the governing parameters for the involved phenomena. The amount of data used and the robustness of the method allowed a very good matching of the model to the experimental data. A dispersion coefficient of 0.01cm2/s for a 1 cm3/min flow rate; and 0.05 cm2/s for a 5 cm3/min flow rate was determined. The parameters of mass transfer and of the fluid interaction with the rock porous structure were also evaluated. Experiment B was carried out in order to double check solute deposition while flowing through the rock sample. In the TCM model, the phenomenon was quantified by the fr parameter. The concentration profiles of Experiment B were measured at the input, along the rock sample and at the output. From these profiles a mass balance was carried out to evaluate the fraction of solute deposited (fr) during the experiment. The determined values for fr were 0.2 to 0.4, figures that are consistent with the results obtained with the TCM matching procedure / Doutorado / Reservatórios e Gestão / Doutora em Ciências e Engenharia de Petróleo

No presente trabalho são relatados os resultados obtidos por meio de ensaios de caracterização para os diferentes tipos de óleos vegetais (algodão, canola, girassol, milho e soja), no estado novo e puro, tais como viscosidade, número de acidez, índice de iodo, índice de saponificação, cromatografia gasosa, curvas de resfriamento e coeficiente de transferência de calor. Esses mesmos ensaios foram realizados também com as amostras de óleo de soja com diferentes concentrações de aditivos antioxidantes. As diferentes formulações feitas com óleo de soja foram submetidas a um processo de envelhecimento acelerado (durante 72 horas), suas propriedades foram comparadas com as de dois óleos minerais utilizados para têmpera. O mesmo foi feito para os óleos vegetais, estes porém foram envelhecidos durante 48 horas. Pode-se então, comparar qual amostra sofreu menor oxidação durante um mesmo tempo de envelhecimento e, desta maneira, avaliar qual aditivo antioxidante obteve melhor desempenho, retardando o processo de oxidação no óleo de soja. Esses estudos também permitiram verificar qual, dentre os óleos vegetais, possui as melhores propriedades para ser utilizado no tratamento térmico de têmpera. Amostras do aço AISI 4140 foram temperadas nos diferentes óleos estudados, obteve-se a curva de dureza e as micrografias óticas para cada amostra temperada. / In this work, the results obtained from the characterization of different vegetable oils (cotton, canola, sunflower, corn and soybean) are reported. The oils were evaluated at \"new condition\" and \"pure\" by viscosity, acid and iodine number, saponification, gas chromatography, cooling curves and heat transfer coefficient. These same analyses were also performed on samples of soybean oil containing various concentrations of antioxidant. The various formulations prepared with soybean oil were accelerated aged for 72 hours and their properties were compared with two mineral oils used for quenching. Likewise, the vegetable oils were aged for 48 hours long. Therefore, it was possible to identify which sample exhibited the lower oxidation process at the same aging time and, thus, evaluate the antioxidant additive that promoted the improved oxidation performance for soybean oil. Also, these studies allowed verifying which of the vegetable oils had the best properties to be used as quenchants. Samples of AISI 4140 steel were quenched in different oils and the hardness curve and optical microscopy for each sample were obtained.

[pt] A construção de redes complexas é de grande importância para o estudo de modelos de agentes e sistemas dinâmicos, a exemplo dos modelos de opinião, de epidemias, sistemas de osciladores ou mapas acoplados, etc., que usam grafos como substrato das interações entre os elementos do sistema. Essas dinâmicas dependem fortemente das características topológicas da rede de interações, portanto, é fundamental construir redes com propriedades estruturais bem definidas. Uma das propriedades de grande importância é o grau médio, primeiro momento da distribuição de graus. Nos casos em que a distribuição de graus decai como uma lei de potência, o seu expoente é outra grandeza relevante, relacionada à possibilidade de ter vértices muito conectados. Além disso, procura-se evitar as correlações. Dentro deste quadro, estudamos os efeitos que certas características da distribuição de graus têm nas propriedades da rede, construída mediante o modelo de configuração. Para cada valor do expoente da lei de potência, fixamos os graus mínimo, máximo, e médio, comparando o efeito destes parâmetros nas redes resultantes, através do coeficiente de agrupamento e da correlação de graus entre sítios vizinhos. / [en] The construction of complex networks is of great importance for the study of agent-based models and dynamical systems, such as opinion models, epidemics, oscillator systems or coupled maps, etc., that use graphs as a substrate to represent the interaction paths. The dynamics can strongly depend on the topological characteristics of the interaction network, therefore, it is essential to build networks with well-defined structural properties. One of the properties of great importance is the average degree, the first moment of degree distribution. In cases where the degree distribution decays like a power law, its exponent is another relevant quantity, related to the possibility of hubs. Within this framework, we study the effects that certain characteristics of the degree distribution have on the properties of the network, built using the configuration model. For each value of the power-law exponent, we fix the minimum, maximum, and average degrees, comparing the effect of these parameters on the resulting networks, through the clustering coefficient and the degree-degree correlation between neighboring sites.

[pt] Esta pesquisa teve como principal objetivo contribuir para a avaliação da influência da forma dos grãos na condutividade hidráulica (k) de areias. Para tanto, ensaios de laboratório foram realizados em uma amostra da areia da Praia de Ipanema (D10 = 0,28 mm, D30 = 0,34 mm, D50 = 0,41 mm, D60 = 0,45 mm, CNU = 1,61 e CC = 0,92), constituída por grãos subarredondados a arredondados (esfericidade = 0,65 e arredondamento = 0,70), e em uma amostra de microesferas de vidro, tipo Drop-On II A (esfericidade = 0,95 e arredondamento = 0,95), preparada com granulometria igual à da areia. O programa experimental envolveu: (a) limpeza e tratamento das amostras; (b) análises microscópicas para avaliação da forma dos grãos; (c) ensaios de granulometria por peneiramento; (d) reconstituição granulométrica da amostra de microesferas de vidro; (e) densidade relativa (Gs) das microesferas de vidro; (f) ensaios de índices de vazios máximo, pelo método B da ABNT (2020), e ensaios de índices de vazios mínimo e intermediários, pela método MSP de Miura e Toki (1982); e (g) ensaios de permeabilidade sob carga hidráulica constante em permeâmetro de parede rígida e em permeâmetro de parede flexível. Para ambas as amostras, verificou-se experimentalmente a validade da relação linear entre a condutividade hidráulica (k) e e(3)/(1+e), sendo e o índice de vazios, em consonância com as formulações teóricas propostas por Kozeny-Carman (1927) e por Taylor (1948). Para um dado índice de vazios, constatou-se que a condutividade hidráulica da amostra de microesferas de vidro é maior do que a da amostra da areia da Praia de Ipanema. / [en] The main objective of this research was to contribute to the evaluation of the influence of the grain shape on the hydraulic conductivity (k) of sands. For that, laboratory tests were carried out on a sample from Ipanema Beach sand (D10 = 0.28 mm, D30 = 0.34 mm, D50 = 0.41 mm, D60 = 0.45 mm, CNU = 1.61 e CC = 0.92), composed by sub-rounded to rounded grains (sphericity = 0.65 and roundness = 0.70), and on a sample of glass microspheres, Drop-On II A type (sphericity = 0.95 and roundness = 0.95), prepared with the same grain size distribution of the sand. The experimental program comprised: (a) cleaning and processing of the samples; (b) microscopic analysis to evaluate the grain shape; (c) grain-size analysis by sieving; (d) reconstitution of the grain-size distribution of the glass microspheres sample; (e) glass microspheres specific gravity (Gs); (f) maximum void ratio tests, by method B of ABNT (2020), and minimum and intermediate void ratio tests, by MSP method of Miura and Toki (1982); and (g) constant head permeability tests in rigid-wall permeameter and in flexible-wall permeameter. For both samples, it was experimentally verified the validity of the linear relationship between the hydraulic conductivity (k) and e (3)/(1+e), being e the void ratio, in agreement with the theoretical formulations proposed by Kozeny-Carman (1927) and by Taylor (1948). For a given void ratio, it was observed that the hydraulic conductivity of the glass microsphere sample is higher than that of the sample from Ipanema Beach sand.

[pt] Esta dissertação teve como objetivo desenvolver uma sistemática de monitoramento para avaliar, em tempo real, a efetividade térmica de trocadores de calor (água-ar) do sistema de arrefecimento de hidrogeradores. A motivação resultou da possibilidade de se estabelecer ganhos de efetividade pela racionalização do procedimento de limpeza. Como metodologia de desenvolvimento do trabalho, duas estratégias foram perseguidas: (i) proposição de alternativas de cálculo da efetividade sem a necessidade de medir a temperatura de saída do ar (fluido quente do trocador) em um complexo escoamento perturbado por sucessivos descolamentos da camada limite em torno de cada tubo do trocador e (ii) validação da alternativa de cálculo da efetividade com base em dados reais de monitoramento de um trocador de calor de hidrogerador, em operação contínua, mesmo durante a sua limpeza on-line, portanto sem requerer a parada técnica das turbinas. Dentre os resultados, duas alternativas de cálculo da efetividade do trocador foram desenvolvidas: (i) via solução numérica do sistema de equações que governam os mecanismos de transferência de calor e (ii) via uma versão adaptada do método Épsilon-NTU, que avalia a efetividade de um trocador de calor de seis passes modelando-o como um arranjo em série de seis trocadores de um único passe. As alternativas de cálculo da efetividade apresentam concordância de cerca de 1 por cento e com baixo nível de incerteza (0,012), podendo diferir em até 30 por cento quando confrontadas com o método usual fundamentado na medição da temperatura de saída do ar. Como conclusão, as alternativas propostas mostraram-se adequadas para calcular a efetividade do trocador de calor do sistema de arrefecimento dos hidrogeradores da usina Fontes Nova (Piraí/RJ), monitorado ao longo de um período de 11 meses e sem requerer a interrupção da geração. / [en] This dissertation aimed to develop a monitoring system to evaluate, in real time, the thermal effectiveness of heat exchangers (water-air) of the cooling system of hydrogenerators. The motivation resulted from the possibility of establishing gains in effectiveness by rationalizing the cleaning procedure. As a methodology for the development of the work, two strategies were pursued: (i) proposition of alternatives for calculating effectiveness without the need to measure the outlet temperature of the air (hot fluid of the exchanger) in a complex flow disturbed by successive detachments of the boundary layer around each tube of the exchanger and (ii) validation of the alternative of calculating the exchanger effectiveness based on real data acquired during the continuous operation of the hydrogenerator unit, including the online cleaning process of the exchanger without the technical stop of the turbines. Among the results, two alternatives for calculating the effectiveness of the exchanger were developed: (i) via a numerical solution of the system of equations that govern the heat transfer mechanisms involved and (ii) via an adapted version of the Epsilon-NTU method, which evaluates the effectiveness of a six-pass heat exchanger modeling it as a series arrangement of six single pass heat exchangers. The alternatives for calculating the exchanger effectiveness have an agreement of about 1 percent and with low level of uncertainty (0.012), which may differ by up to 30 percent when compared with the usual method based on the measurement of the outlet air temperature. In conclusion, the proposed alternatives proved to be adequate to calculate the effectiveness of the heat exchanger of the cooling system of the hydrogenerators at the Fontes Nova plant (Piraí / RJ), monitored over a period of 11 months and without requiring interruption of the generation.

[pt] Os cabos ópticos submarinos estão distribuídos por boa parte dos oceanos ao redor do globo terrestre. Esses cabos começaram a ser instalados com maior intensidade na década de 90, apesar de o primeiro cabo submarino óptico ter sido instalado em 1982 nas ilhas Canárias. Atualmente a importância dos cabos ópticos submarinos é de grande relevância para as comunicações mundiais e vem crescendo muito ao longo do tempo com a demanda por serviços de internet, liderada hoje pelas grandes empresas de tecnologia e de exploração de mídia social, tais como Google, Amazon, Meta, etc. Hoje cerca de 99 por cento de todo o tráfego da comunicação mundial da internet passa pelos cabos submarinos. Os custos para implantação desses cabos são muito altos e, portanto, prover alternativas para a ampliação da sua duração para um período maior do que a sua expectativa de vida útil representa um ganho considerável para todos. Considera-se atualmente pelos fabricantes e organismos de padronização internacional, como o ITU-T (União Internacional de Telecomunicações), uma expectativa média de vida útil de 25 anos. Esta expectativa de vida útil dada para os cabos ópticos foi a principal motivação para o desenvolvimento dessa pesquisa, cujos objetivos visam apresentar evidências que indiquem que a tendência de vida útil dos cabos ópticos submarinos pode superar os 25 anos previstos, e dessa forma contribuir para o atendimento da crescente demanda por transmissão de dados no mundo impulsionada pelos serviços de Internet. A metodologia adotada foi coletar dados de medições com o OTDR em cabos ópticos submarinos ao longo de 24 anos e avaliar a degradação sofrida pelo coeficiente de atenuação em dB/km ao longo do tempo das fibras ópticas dos cabos em operação, e comparar com a degradação sofrida pelos cabos sobressalentes, e avaliar também a degradação das perdas nas emendas submarinas e a sua correlação com a profundidade de instalação no mesmo período. As análises foram realizadas através da avaliação das curvas em arquivos na extensão .Sor obtidas com as medições realizadas pelo OTDR. Os resultados obtidos demostraram que os cabos ópticos em operação sofreram degradações compatíveis com os valores esperados e dados pelo ITU-T, mas também mostraram através da análise de curvas de tendência, que a degradação tem um comportamento logarítmico, e a projeção da curva de tendência para os próximos anos indicou que esses cabos poderão continuar em operação por muito mais anos do que os 25 anos, dados como limite anterior. Foi observado também que a penalidade de potência dada pela perda nas emendas é muito superior a degradação somente nas fibras ópticas, que existe uma correlação positiva entre a profundidade das caixas de emenda e a degradação na emenda e que os cabos sobressalentes degradam muito mais que os cabos em operação. / [en] Submarine optical cables are distributed over most of the oceans around the globe.These cables were installed with greater intensity in the 1990s, despite the fact that the firstoptical submarine cable was installed in 1982 in the Canary Islands. Currently, theimportance of submarine optical cables is very relevant for world communications and hasbeen growing a lot over time with the demand for internet services, led today by largetechnology and social media companies such as Google, Amazon, Meta, etc. Today around 99 percent of all world internet communication goes through undersea cables. The costs forimplanting these cables are very high and, therefore, to provide alternatives for optimizingtheir use by extending their duration for a period longer than their expected useful life,given by international standardization bodies, such as the ITU-T (InternationalTelecommunications Union), and by the manufacturers, which currently is 25 years, is ahuge gain for everyone. The life expectancy given for optical cables was the mainmotivation for the development of this research, whose objectives aim to present evidencethat indicates that the useful life trend of submarine optical cables can reach much morethan the 25 years predicted and in this way contribute to meeting the growing demand fordata transmission in the world, driven by Internet services. The adopted methodology wasto collect measurement data with the OTDR in submarine optical cables over 24 years andto evaluate the degradation suffered by the attenuation coefficient in dB/Km over time ofthe optical fibers of the cables in operation and to compare with the degradation sufferedby the spare cables, and also evaluate the degradation of the losses in the underwater splicesand its correlation with the depth of installation in the same period. The analyzes werecarried out by evaluating the .Sor curves obtained with the measurements performed by theOTDR. The conclusions showed that the optical cables in operation suffered degradationscompatible with the expected values and given by the ITU-T, but also showed through theanalysis of trend curves, that the degradation has a logarithmic behavior, and the projectionof the trend curve for the coming years indicated that these cables could continue to operatefor many more years than the 25 years given as the previous limit. It was also observed thatthe power penalty given by the loss in the splices is much higher than the degradation inthe optical fibers alone, that there is a positive correlation between the depth of the spliceboxes and the degradation in the splice, and that the spare cables degrade much more thanthe cables in operation.