Usando geometrias do tipo ponta e plano estudou-se as características elétricas da descarga corona positiva e negativa. Mediram-se as distribuições da densidade de corrente elétrica e do campo elétrico sobre o plano coletor dos íons. São discutidos os resultados obtidos para o sistema ponta planos e para o sistema em que o campo elétrico externo é aplicado através de uma placa adicional colocada perto da ponta. Neste último caso os resultados são interpretados com um modelo teórico que supõe que os íons se movem direção perpendicular entre as placas, sob a ação de um campo constante e lateralmente sob o campo de repulsão da carga espacial. / Electric characteristics of a positive and negative corona discharge were studied for geometries of the type point and plane. The electric current density and the electric field distributions on the collector plane were measured. We discuss the results obtained with the point and plane geometry and with the geometry were a external electric field is applied by means of an additional metallic plate fixed near the point. For the latter geometry the results were interpreted by using a theoretical model in which it is assumed that the ions drift in the direction perpendicular to the plates under a constant electric field and laterally under the field of the ionic space charge.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-05-13T18:00:52Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO_MÁRCIO SILVA_Vdigital.pdf: 3332563 bytes, checksum: 1fcb729b6e047958e0e4ea53eafd5423 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-13T18:00:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO_MÁRCIO SILVA_Vdigital.pdf: 3332563 bytes, checksum: 1fcb729b6e047958e0e4ea53eafd5423 (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 / Esta dissertação tem como objetivo entender e propor estratégias para a melhoria do desempenho de redes do tipo Monofilar com Retorno pela Terra (MRT) frente a descargas atmosféricas. Para tanto, dedicou-se, primeiramente, a estudar as modelagens, as conceituações necessárias a fim de entender o comportamento que rege as correntes de descargas atmosféricas. Logo, partindo deste ponto, este trabalho se propôs a verificar quais os pontos mais frágeis da rede de distribuição e a implementar sistemas de proteção com novas estratégias, inclusive a utilização do cabo guarda não utilizado nesse tipo de instalação, e posteriormente, avaliar o funcionamento dessas estratégias de proteção por meio de simulações de seus comportamentos ao longo do tempo e a resposta em frequência de um conjunto de vários equipamentos que são partes integrantes da rede MRT. Dois aspectos foram concentrados nesta avaliação: a análise das relações entre estas curvas das grandezas elétricas, confrontando a análise com toda teoria estudada; e a observação do desempenho dinâmico obtido para cada estratégia. Foram feitas comparações entre as diversas possibilidades de solução para entender a necessidade da utilização de Para-raios, cabo guarda e sistemas de aterramento nos sistemas de proteção contra descargas atmosféricas. / This thesis aims to understand and to propose strategies to improve the performance of monofilar type networks with the Single Wire Earth Return (SWER) against lightning. To this end, It was dedicated, first, to study the modeling, the necessary concepts to understand the behavior that governs the currents of lightning. Thus, starting from this point, this study proposed to check what the weakest points of the distribution network and implement protection systems with new strategies, including the use of guard cable not used in this type of installation, and subsequently to assess the functioning these protection strategies through simulations of their behavior over time and the response in frequency of a set of multiple devices that are parts of the SWER network. Two aspects were concentrated in this assessment: the analysis of the relations between these curves of the electrical greatness, confronting the analysis in all studied theory; and the observation of the dynamic performance obtained for each strategy. Comparisons were made among the various possibilities of solution to understand the necessity of using lightning rod, guard cable and grounding systems in protection systems against lightning.

En los últimos años la desalación se ha convertido en uno de los recursos de agua no convencionales más importantes por todo el mundo, con especial relevancia en lugares con escasez de agua. España es uno de los 5 países con mayor capacidad instalada a nivel mundial y cuenta con un número importante de grandes desaladoras de agua de mar, junto con otras instalaciones para la mejora de la calidad de las aguas continentales. Junto a los grandes beneficios de la desalación (incremento del recurso y de la calidad del agua), todavía hay campo para la investigación y la mejora, sobre todo en aspectos relacionados con la reducción del consumo de energía y el impacto ambiental. Una de las cuestiones que ha generado más preocupación ambiental en el ámbito de la desalación es la gestión y solución al concentrado o rechazo procedente del sistema, que se conoce popularmente como "salmuera". Las salmueras de desalación son corrientes concentradas en las sales que han sido extraídas del agua, y pueden tener propiedades muy diferentes dependiendo de la tecnología de desalación utilizada, el origen y características físico-químicas del agua a desalar y la conversión de la desaladora (cantidad de agua dulce producida respecto al agua total aportada), que determina la concentración de esta corriente. En la actualidad, gran parte de las investigaciones sobre la gestión de salmueras se centran en la búsqueda de posibles aplicaciones para su valorización, bien para la extracción de productos químicos contenidos en la propia salmuera o que puedan servir de materia prima para la producción de otros, o bien por la vía de la producción de energía y la mejora de la eficiencia energética en el proceso de desalación. La presente tesis doctoral se presenta por compilación de publicaciones, una selección de trabajos y artículos que tratan sobre las alternativas para la gestión y tratamiento de las salmueras, basados en una serie de proyectos de investigación sobre esta temática que se han desarrollado a lo largo de la tesis. Dichos proyectos han cubierto muchos de los aspectos relacionados con la gestión de las salmueras de desalación: estudio de alternativas, cultivo de microalgas para la eliminación de nutrientes en salmueras, posibles usos de las salmueras y sus subproductos, estudio de la viabilidad de la evaporación-cristalización para la descarga líquida cero, modelización matemática de la dilución de salmueras, comparación de distintas tecnologías de desalación, uso de tecnologías emergentes, inyección de salmueras en acuíferos profundos, uso de la energía residual de las salmueras para la reducción del consumo energético, uso directo de la energía solar para alimentar una planta desaladora de membranas, y extracción de sales procedentes de salmueras con disolventes orgánicos. Como resultados de los trabajos de investigación se describen también varias comunicaciones a congresos nacionales e internacionales, así como varios casos de estudio en plantas reales, y se relacionan las patentes obtenidas.

Los organismos zooplanctónicos tienen un rol central en la transferencia de la materia orgánica dentro de las redes tróficas marinas y constituyen indicadores útiles para evaluar el estado ecológico de un ambiente. La determinación de las interacciones tróficas brinda información importante para conocer el funcionamiento de un sistema. Las técnicas moleculares tales como el análisis de ácidos grasos permiten dilucidar relaciones alimentarias e identificar el origen de la materia orgánica en un ambiente complejo como el acuático. El enriquecimiento en nutrientes y en materia orgánica causado por la descarga de desechos urbanos e industriales es un fenómeno creciente a lo largo de las costas. El estuario de Bahía Blanca, localizado al sur de la provincia de Buenos Aires, es un sistema somero, turbio y eutrófico formado por canales, planicies de marea e islas cubiertas con vegetación halófila. La costa norte recibe los efluentes de importantes centros urbanos e industriales. La comunidad del mesozooplancton, el comportamiento trófico y la composición de ácidos grasos del plancton fueron estudiados en relación con el impacto de una de las principales descargas cloacales sin tratamiento previo de la ciudad de Bahía Blanca en dos períodos climáticos contrastantes. Los sitios estudiados fueron Canal Vieja, receptor de la descarga cloacal y localizado en la costa norte del estuario y Bahía del Medio, canal de marea ubicado en la zona interna-media del estuario. La influencia de la descarga cloacal en el ambiente estuarino se reflejó principalmente en el contenido alto de nutrientes nitrogenados y fosfatados disueltos por encima de los valores de enriquecimiento natural. Valores menores de oxígeno disuelto y de pH en relación con el sitio control, fueron registrados en el sitio receptor de la descarga cloacal. Aunque este disturbio no pareció ser determinante en la estructura de la comunidad mesozooplanctónica, en el comportamiento trófico o en la composición de ácidos grasos, se determinaron ciertas variaciones. En el sitio control fue observado el patrón mesozooplanctónico típico y también el consumo sobre las tres fuentes de alimento evaluadas (fitoplancton, microzooplancton y detrito). El análisis de los ácidos grasos proporcionó información relevante para un mejor conocimiento de la trama trófica estuarina. Confirmó el origen diverso del contenido orgánico del material particulado del estuario indicando una contribución pronunciada del componente detrítico proveniente de las marismas. Evidenció la alta disponibilidad de las diatomeas en la comunidad microplanctónica por encima del componente heterotrófico y ratificó que la omnivoría es un comportamiento trófico natural del mesozooplancton del estuario mostrando asimismo, el importante rol que el detrito y los aportes terrígenos desempeñan en la dieta del mesozooplancton en este sistema estuarino. La influencia de la descarga cloacal y de los ambientes circundantes a la misma (polo petroquímico, arroyo Napostá Grande) se reflejó en Canal Vieja por el mayor aporte al material particulado en suspensión de bacterias y material alóctono como restos de cereales y por ácidos grasos típicos de protozoos que indicarían el desarrollo de ciertas especies en este sitio. El enfoque experimental y el análisis de los ácidos grasos son herramientas valiosas y útiles para el estudio de las relaciones tróficas y la determinación de aportes alóctonos y autóctonos en este sistema estuarino altamente dinámico. / Zooplankton organisms play a central role in the transfer of organic matter in marine food webs and are useful indicators for assessing the ecological status of an environment. Trophic interactions provide important information to understand an ecosystem functioning. Molecular techniques such as fatty acid analysis allow to determine feeding relationships and to identify the organic matter source in a complex environment as the aquatic. Enrichment in nutrients and organic matter caused by urban and industrial waste is a growing phenomenon along coasts. The Bahía Blanca Estuary, located in the south of Buenos Aires province, is a shallow, turbid and eutrophic system formed by channels, tidal flats and islands covered by halophytic vegetation. Its north coast receives wastewater of the major urban and industrial centers. The mesozooplankton community, its trophic behavior and the fatty acid composition of the plankton were studied in relation to the impact of one of the main untreated sewage from the Bahía Blanca city in two contrasting climatic periods. The sampling sites were Canal Vieja, which receives sewage discharge and is located on the north shore of the inner estuary, and Bahía del Medio, a tidal channel located in the inner-middle estuary. The influence of sewage in the estuarine environment was mainly reflected in higher content of dissolved nitrogen and phosphate nutrients above natural enrichment values. Lower values of dissolved oxygen and pH were also recorded in the sewage impacted site. Although sewage seemed not to be a decisive disturbance factor in the mesozooplanktonic community structure, the trophic behavior or the fatty acid composition, certain variations were determined. The typical mesozooplanktonic pattern and grazing on the evaluated food sources (phytoplankton, microzooplankton and detritus) was mainly observed at the control site. The fatty acid analysis provided relevant information to a better understanding of the estuarine food web. Fatty acid analysis confirmed the multiple origin of the organic content of particulate matter indicating the pronounced detrital contribution from the marshes. It showed the high availability of diatoms in the microplankton community above the heterotrophic component. It confirmed that omnivory is a natural feeding behavior of estuarine mesozooplankton also showing the important role detritus and terrigenous contributions play in the mesozooplankton diet in this estuarine system. The impact of sewage discharge and the influence of the surrounding environment (petrochemical pole, Napostá Grande stream) were reflected at Canal Vieja by greater contribution to suspended particulate matter of bacteria and allochthonous material such as cereal debris, and typical protozoan fatty acids that would indicate the development of certain species at this site. The experimental approach and the analysis of fatty acids are valuable and useful tools for the study of trophic relationships and the assessment of allochthonous and autochthonous contributions in this highly dynamic estuarine system.

Apresentamos os resultados de medidas espectroscópicas feitas em átomos de elementos contidos em uma descarga elétrica do tipo catodo oco, usando um laser sintonizável de emissão contínua. Com experiências de absorção ótica foi possível determinar a densidade populacional e a temperatura dos átomos de 238U no estado fundamental, em função dos vários parâmetros que caracterizam a descarga. Desenvolvemos um método para a determinação da potência de saturação e calculamos o valor do produto para a transição 0 16.900cm-1 do 238UI. De forma alternativa às medidas óticas oudemos estudar a interação fóton-átomo analisando o sinal optogalvânico induzido na descarga pela radiação laser, com frequência sintonizada na mesma transição atômica do urânio e em função dos parâmetros anteriormente considerados. Os resultados obtidos com as experiências de absorção ótica e espectroscopia optogalvânica / The results of spectroscopic measurements obtained with atomic species present in a hollow cathode type discharge are reported. Using laser optical absorption techniques it was possible to get the population density and the atomic temperature of the 238UI ground state as a function of some discharge parameters. A method to determine the laser saturation intensity was developed, so the value of the product for the 0 16.900cm-1 238UI transition could be calculated. It was also possible to study the photon-atom interaction through the analysis of the optogalvanic signal induced in the laser radiation as a function of the same parameters considered before. Optogalvanic spectroscopy and optical absorption experiments showed the spatial distribution of the atoms in the ground state and excited states inside the cathode. In another set of experiments, a new way of inducing optogalvanic effect was investigated without using a tunable dye laser as the axcitation source. Measurements were done with two copper hollow cathode tubes filled with different gases, that were used as excitation source radiation and as signal detector. The results suggest that it is possible to use the new spectroscopy tecnique for qualitative and quantitative material analysis.

Apresentamos os resultados de medidas espectroscópicas feitas em átomos de elementos contidos em uma descarga elétrica do tipo catodo oco, usando um laser sintonizável de emissão contínua. Com experiências de absorção ótica foi possível determinar a densidade populacional e a temperatura dos átomos de 238U no estado fundamental, em função dos vários parâmetros que caracterizam a descarga. Desenvolvemos um método para a determinação da potência de saturação e calculamos o valor do produto para a transição 0 16.900cm-1 do 238UI. De forma alternativa às medidas óticas oudemos estudar a interação fóton-átomo analisando o sinal optogalvânico induzido na descarga pela radiação laser, com frequência sintonizada na mesma transição atômica do urânio e em função dos parâmetros anteriormente considerados. Os resultados obtidos com as experiências de absorção ótica e espectroscopia optogalvânica / The results of spectroscopic measurements obtained with atomic species present in a hollow cathode type discharge are reported. Using laser optical absorption techniques it was possible to get the population density and the atomic temperature of the 238UI ground state as a function of some discharge parameters. A method to determine the laser saturation intensity was developed, so the value of the product for the 0 16.900cm-1 238UI transition could be calculated. It was also possible to study the photon-atom interaction through the analysis of the optogalvanic signal induced in the laser radiation as a function of the same parameters considered before. Optogalvanic spectroscopy and optical absorption experiments showed the spatial distribution of the atoms in the ground state and excited states inside the cathode. In another set of experiments, a new way of inducing optogalvanic effect was investigated without using a tunable dye laser as the axcitation source. Measurements were done with two copper hollow cathode tubes filled with different gases, that were used as excitation source radiation and as signal detector. The results suggest that it is possible to use the new spectroscopy tecnique for qualitative and quantitative material analysis.

Fluidos em uma descarga brilhante à pressão atmosférica usando uma barreira de dielétrico DBD atraiu o interesse das comunidades de termo-dinâmica, fluido-dinâmica, e comunidades de controle. Este trabalho investiga os efeitos de um atuador de plasma operando numa voltagem e frequência de 8 kV e 4.4 kHz sobre a curva do Cp de um cilindro de PVC em baixa velocidade de escoamento. O experimento foi repetido com o atuador em vários ângulos no cilindro. Os resultados mostram uma aceleração do escoamento junto com um atraso da separação. Esses efeitos são maiores quando o atuador é posicionado num ângulo mais próximo da região da separação. / Fluids in a dielectric barrier DBD glow discharge at atmospheric pressure attracted the interest of the communities of thermo and fluid dynamics as well as control. This dissertation investigates the effects of a plasma actuator operating at 8 kV and 4.4 kHz, on the Cp curve of a PVC cylinder in a low velocity airflow. The experiment was repeated with the actuator at various angles. The results show an acceleration of the flow accompanied with a delay of the flow separation. These effects were shown to be larger when the actuator was positioned at an angle closer to the region of separation.

Fluidos em uma descarga brilhante à pressão atmosférica usando uma barreira de dielétrico DBD atraiu o interesse das comunidades de termo-dinâmica, fluido-dinâmica, e comunidades de controle. Este trabalho investiga os efeitos de um atuador de plasma operando numa voltagem e frequência de 8 kV e 4.4 kHz sobre a curva do Cp de um cilindro de PVC em baixa velocidade de escoamento. O experimento foi repetido com o atuador em vários ângulos no cilindro. Os resultados mostram uma aceleração do escoamento junto com um atraso da separação. Esses efeitos são maiores quando o atuador é posicionado num ângulo mais próximo da região da separação. / Fluids in a dielectric barrier DBD glow discharge at atmospheric pressure attracted the interest of the communities of thermo and fluid dynamics as well as control. This dissertation investigates the effects of a plasma actuator operating at 8 kV and 4.4 kHz, on the Cp curve of a PVC cylinder in a low velocity airflow. The experiment was repeated with the actuator at various angles. The results show an acceleration of the flow accompanied with a delay of the flow separation. These effects were shown to be larger when the actuator was positioned at an angle closer to the region of separation.

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Esta dissertação descreve um experimento de Townsend pulsado cuja finalidade foi obter experimentalmente parâmetros de transporte de elétrons em gases, em particular em nitrogênio e isobutano, em uma faixa de campo elétrico reduzido entre 130 Td e 210 Td. Os parâmetros de transporte obtidos foram a velocidade média do centro de massa da nuvem eletrônica, a taxa de ionização e o coeficiente de ionização (primeiro coeficiente de Townsend). Essas grandezas foram determinadas a partir da análise do sinal eletrônico induzido pelos elétrons em deslocamento entre dois eletrodos de placas paralelas. Para efetuar essa análise, foi desenvolvido um modelo que relaciona a dinâmica dos elétrons no meio gasoso com o sinal induzido. Esse modelo permitiu a dedução de uma função explícita do tempo e de parâmetros relacionados com os parâmetros físicos, que foram estimados por meio do ajuste da função aos resultados experimentais pelo método dos mínimos quadrados. Além do método de análise, este trabalho descreve um código computacional de aquisição e controle, especialmente desenvolvido para integrar as diversas operações de controle instrumental e aquisição de dados. Foram realizadas várias séries de medições nas mesmas condições e verificou-se a repetitibilidade dos resultados. Os parâmetros de transporte em nitrogênio reproduziram os resultados da literatura e de cálculos teóricos dentro dos limites de erro dos resultados experimentais. No caso do isobutano, cujos parâmetros de transporte em elétrons são escassos na literatura, verificou-se que a estimativa do coeficiente de ionização é consistente com os resultados da literatura baseados em medições em um intervalo de campo elétrico reduzido mais elevado. / This thesis describes a pulsed Townsend experiment whose purpose was to obtain experimentally the transport parameters of electron in gases, particularly nitrogen and isobutane, within a range of reduced electric field between 130 Td and 210 Td. The transport parameters obtained were the average speed of center of mass of the electron cloud, the ionization rate and ionization coefficient (first Townsend coefficient). These quantities were obtained from the analysis of the electronic signal induced by electrons moving between two parallel plate electrodes. To perform this analysis, we developed a model that relates the dynamics of electrons in gaseous medium with the induced signal. This model allowed the deduction of an explicit function of time and parameters related to the physical parameters, which were estimated by fitting the function to the experimental results by the method of least squares. Besides the method of analysis, this paper describes a computer program especially designed to integrate the various processes of instrumental control and data acquisition. We performed several sets of measurements under the same conditions and verified the repeatability of results. The transport parameters in nitrogen reproduced the results of the literature and theoretical calculations within the error limits of the experimental results. In the case of isobutane, whose electron transport parameters have been poorly studied, it was found that the estimation of ionization coefficient agrees well with the literature results based on measurements in a range of higher reduced electric field.