Orientador: Susanne Rath / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T19:41:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_LeandroAlves_D.pdf: 2434390 bytes, checksum: a716536593db26f0f982177911838e6f (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Sorção e dissipação de fármacos veterinários em solos brasileiros A produção animal em larga escala é dependente da administração de fármacos veterinários (FV) para fins terapêuticos e profiláticos. Devido a sua baixa absorção uma grande quantidade destas substâncias é excretada via fezes e urina dos animais medicados. Desta forma, os FV podem ser sorvidos em solos ou lixiviados pelo campo e para cursos de água. Devido aos riscos em potencial oferecidos aos microorganismos do solo e da água, às plantas, bem como a possibilidade de dispersão de bactérias resistentes, o consumo de FV tornou-se uma questão de saúde pública. Diante deste cenário este trabalho avaliou a sorção da danofloxacina (DANO), da oxitetraciclina (OTC) e da ivermectina (IVM) em dois solos característicos do Estado de São Paulo, o Neossolo Quartzarênico (N1, solo arenoso) e o Argissolo Vermelho-Amarelo (S2, solo argiloso), segundo as diretrizes estabelecidas pela OECD 106. Os estudos realizados indicaram, em geral, aumento da capacidade de sorção dos fármacos nos solos de acordo com a ordem: OTC, < IVM < DANO. Em nenhum dos casos foi observada a sorção irreversível das espécies. Para o antiparasitário IVM, que é amplamente empregado para o controle de ecto- e endoparasitas, foram realizados um estudo de lixiviação em coluna e outro de dissipação aeróbica. Esses estudos foram conduzidos de acordo com as normas da OECD 312 e da OECD 307, respectivamente. A IVM foi lixiviada até 18 cm de profundidade das colunas de solo, concentrando-se entre 0 a 12 cm no solo N1 e entre 0 a 6 cm no solo S2. De acordo com as condições de temperatura e umidades adotadas (19,3 ºC e 78%, respectivamente) a dissipação do fármaco foi mais rápida no solo argiloso S2 (DT50 = 11,5 dias) em relação ao solo arenoso N1 (DT50 = 15,5 dias) / Abstract: Sorption and dissipation of veterinary drugs in Brazilian soils The animal production on large-scale is dependent on the use of veterinary drugs (VD) for therapeutic and prophylactic purposes. Due to its low absorption a large amount of these substances is excreted via faeces and urine of treated animals. Thus, VD can be sorbed in soils or leached through the field to watercourses. Due to the potential risks offered to microorganisms in the soil and water, to plants and the possibility of spread of resistant bacteria, consumption of VD has become a public health issue. Under this scenario this study evaluated the sorption of danofloxacin (DANO), oxytetracycline (OTC) and ivermectin (IVM) in two characteristics soils of the State of São Paulo, named Neossolo Quartzarênico (N1, sandy soil) and Argissolo Vermelho-Amarelo (S2, clay soil), according to the OECD 106 guidelines.The studies indicated increased soil sorption capacity following to the order: OTC, IVM < DANO. In none of the cases irreversible sorption of the species was observed. For the antiparasitic drug IVM, which is widely employed for the control of endo- and ecto-parasites, soil column leaching and aerobic degradation studies were carried out according to OECD 312 and OECD 307 guidelines, respectively. IVM was leached to a depth of 18 cm of soil columns and concentrated from 0 to 12 cm in soil N1 and from 0 to 6 cm in soil S2. Under the conditions of temperature and humidity adopted (19 °C and 78.3%, respectively) the dissipation was faster in the clay soil S2 (DT50 = 11.5 days) in comparison to the sandy soil N1 (DT50 = 15.47 days) / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Orientador: Marcus Aloizio Martinez de Aguiar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-18T21:59:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marchiori_MarceloAmorim_D.pdf: 14108629 bytes, checksum: e8989db76188a0a28d89f5a05d230eea (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Estudamos o efeito do acoplamento de um oscilador harmônico a um ambiente externo modelado por N osciladores não-lineares de dois graus de liberdade, cujo regime dinâmico varia, do regular ao caótico, de acordo com um parâmetro de controle. O acoplamento entre o oscilador e o ambiente é bilinear nas coordenadas de cada subsistema e reescala de acordo com o tamanho do ambiente. O foco está centrado nas condições, sobre o número de graus de liberdade e o regime dinâmico dos osciladores não-lineares, para que ocorra a dissipação de energia e termalização do sistema. O trabalho foi desenvolvido num contexto clássico e baseado em um única realização dinâmica, opondo-se à média de ensemble sobre várias realizações. O principal resultado desta tese, é que um ambiente caótico finito, composto por um número razoavelmente pequeno de graus de liberdade, pode simular a ação de um reservatório térmico infinito, dissipando a energia do oscilador a uma taxa exponencial e conduzindo-o à termalização com uma distribuição de Boltzmann para uma temperatura muito bem definida. Baseados na Teoria de Resposta Linear, desenvolvemos um modelo analítico simples que justifica a reescala do acoplamento e reproduz as simulações numéricas quando o ambiente está no regime caótico / Abstract: We study the coupling of a harmonic oscillator (HO) to an external environment modeled by N two-degrees-of-freedom nonlinear oscillators, ranging from integrable to chaotic according to a control parameter. The coupling between the HO and the environment is bilinear in the coordinates and scales with the environment size. We study the conditions for energy dissipation and thermalization as a function of N and of the dynamical regime of the nonlinear oscillators. The study is classical and based on a single realization of the dynamics, as opposed to ensemble averages over many realizations. The main result of this thesis is that the chaotic finite environment, composed by a fairly small number of degrees of freedom, can simulate the action of a infinite thermal reservoir, promoting the dissipation at an exponential rate and leading to the thermalization in a Boltzmann distribution of energies for a welldefined temperature. We develop a simple analytical treatment, based on the linear response theory, that justifies the coupling scaling and reproduces the numerical simulations when the environment is in the chaotic regime / Doutorado / Física Geral / Doutor em Ciências

Orientador: Tiago Zenker Gireli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-20T11:55:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_LuanaKannKelch_M.pdf: 9568135 bytes, checksum: e1cf844235f741c2950c6e1ecba0b1ed (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O desenvolvimento econômico brasileiro tem gerado a necessidade de melhoria no transporte e logística dos produtos que circulam pelo país. O transporte marítimo é a opção menos poluente e menos custosa para o transporte de mercadorias. Com o aumento da demanda neste segmento surge o interesse por alternativas ecológicas e economicamente mais atrativas. Como parte integrante do projeto de um terminal portuário, obras de abrigo são necessárias na grande maioria dos casos. Nesse contexto, foi resgatada a importância da pesquisa e inovação do quebra-mar flutuante. Além disso, o quebra-mar também pode promover proteção costeira, outra discussão muito atual. O quebra-mar desenvolvido e estudado nesse trabalho é uma inovação e possui vantagens dentre as concepções praticadas atualmente. O conceito ecológico de empregar garrafas PET descartadas, eliminando-as do ambiente, cria um interesse ímpar por parte dos ambientalistas. Economicamente esse quebra-mar é mais vantajoso, pois os materiais são de baixo custo e de fácil aquisição. E também pode ser construído em terra e rebocado para a posição, no corpo d'água, eliminando as dificuldades e custos de uma construção a partir de plataformas destacadas e flutuantes. Por último, ressalta-se a eficiência na redução da altura de onda, pois esta foi significativamente maior que a encontrada por pesquisadores que testaram concepções comparáveis a essa / Abstract: The growth of the Brazilian economy urges for improvement in transportation and logistics for products that move though the country. Seaways are the less pollutant and the most cost effective way to move ware. The increasing demand for this segment creates interest in more environmentally friendly and cheaper options and sheltering installations are part of a port's design. Within this scenario, the relevance of research and innovation for floating breakwater is recovered. Furthermore breakwater can as well provide coastal protection, which is an existent concern in modern time. The floating breakwater that is being discussed in this paper is an innovative and advantageous when compared to others that are in use have been designed and built. Due to the reuse of many plastic bottles and regarding the fact that they are being taken away from the waste environment, this floating breakwater creates a good impact on the ecologists. From the economic point of view it is less expensive due to the fact of the purchase of used plastic bottles to be cheap and easy. Also, the breakwater can be constructed on shore and dragged to position which eliminates the complexity and coast of building of a vessel. Its efficiency in wave height reduction goes significantly beyond the reduction ratio of other concepts that are comparable to this floating breakwater / Mestrado / Recursos Hidricos, Energeticos e Ambientais / Mestre em Engenharia Civil

Orientador : Antonio Celso Fonseca de Arruda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:52:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Menezes_CarlosRezendede_D.pdf: 21321137 bytes, checksum: cdb96d072b9d7c531f023a8b41552364 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre diversos materiais apropriados à construção de estruturas tubulares cuja deformação axial pennite a absorção gradual da energia gerada durante uma colisão. Como resultado deste estudo, um pára-choque traseiro para caminhões de carga, baseado em estrutura tubular, foi projetado e construído. Para que os sistemas de proteção ativos ou passivos de um automóvel sejam eficazes, no caso de colisão contra a traseira de um ~ão, é preciso que os párachoques, tanto do carro quanto do caminhão, absorvam parcialmente a energia do impacto e que o pára-choque do caminhão apresente resistência para evitar o efeito "guilhotina". Um pára-choque com estrutura de deformação progressiva foi montado em um caminhão e resistiu ao impacto de um veículo de 1.490 Kg de massa. A velocidade nominal do impacto foi de 64 kmIh. O impacto ocorreu em offset, 50% no lado do motorista. A utilização de "fusíveis" reduziu o efeito da desaceleração nos ocupantes do automóvel, provando a viabilidade do projeto. / Abstract: This work presents a study about several materiais suitable for the construction of tubular structures whose axial deformation could allow the gradual absorption of the enerw generated during a collision. Following the results of this study, a truck underride guard based on such tubular structure was designed and manufactured. In order to take full advantage of the car's active and passive safety devices in collisions against the rear end of a truck, it is necessary that both car ftont bumpeF and truck: rear guard absorb part of the impact energy, and that the truck guard presents enough strength to prevent the "guillotine" effect The underride guard with the structure of gradual deformation was mounted in a truck and resisted to impact of a vehic1e weighing 1,490 kg. The nominal impact speed was 64 km/h. The impact occurred at 50% ofIset on the car driver's side. The use of "fuses" reduced the efIect of the deceleration on the car occupants, proving the viability of the project. / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Amir Ordacgi Caldeira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:41:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_ThiagoRodriguesde_M.pdf: 7229972 bytes, checksum: df8825145d26326f700bc04d2d767b90 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física Estatística / Mestre em Física

Orientador: Amir Ordacgi Caldeira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-27T17:13:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Durao_LisanMarcosMarques_M.pdf: 1224728 bytes, checksum: b2631019a5882f7a0fca6cb609bfff9f (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Sistemas quânticos abertos, ou não isolados, podem ser caracterizados a partir de uma entropia estatística. A entropia é um conceito fundamental na física e usualmente é interpretada como falta de informação a respeito do estado do sistema. O programa usual da física estatística para sistemas não isolados é propor um Hamiltoniano para o "Universo", descrito por uma distribuição de Gibbs e aplicando uma abordagem do tipo "Sistema + Reservatório", de onde podemos avaliar o operador densidade reduzido do sistema através de um processo de traço parcial. Outra maneira de obter o operador densidade seria obter a entropia de Von Neumann do sistema completo e a partir dela o operador densidade total pelo princípio de máxima entropia para então tomar o traço parcial com respeito as coordenadas do reservatório. Por outro lado, podemos tentar obter esse operador densidade e as propriedades termodinâmicas do sistema diretamente do princípio de máxima entropia Tal tarefa pode exigir o uso de outras formas de entropia não necessariamente extensivas. Partindo de uma abordagem do tipo sistema + reservatório, estudamos a entropia de uma partícula Browniana acoplada com um reservatório harmônico. Usando isso como o ponto de partida para a maximização de entropias dependentes de um parâmetro, busca-se uma correspondência entre as constantes emergentes do nosso modelo e os parâmetros ajustáveis de algumas bem conhecidas entropias generalizadas a fim de determinar qual ansatz é mais apropriado para nosso sistema / Abstract: The main goal of our project is the characterization of open quantum systems by means of a statistical entropy. Entropy is a fundamental physical quantity and is usually interpreted as the lack of knowledge about the state of the system, which means it is an informational metric. The statistical mechanical program for non-isolated quantum systems consists in creating a Hamiltonian for the "universe" within the so-called system-plus-reservoir approach from which one can evaluate the reduced density operator of the system of interest through the partial trace of the full density operator with respect to the reservoir coordinates. Notice that, in so doing we are tacitly assuming that the equilibrium state of the whole universe can be described by a Gibbsian distribution. Alternatively one can evaluate the Von Neumman entropy for the whole universe from which the above mentioned full density operator can be obtained via the maximum entropy priciple, and then, by the same partial tracing procedure, obtain the desired reduced density operator. Now we can ask ourselves what happens if one insists in obtaining a density operator and the thermodynamical properties for the system of interest directly from a maximum entropy principle. Such a task can require the use of other forms of entropy not necessarily extensive. Starting from the system-plus-reservoir approach we study the entropy and mean values of a Brownian particle coupled to a harmonic reservoir. Using this as the starting point to the maximization of non-extensive "parameter depending" entropies, we aim at finding a correspondence between the constants arising from our model and the adjustable parameters of some well-known generalized entropies which may turn out to be more appropriate to our needs / Mestrado / Física / Mestre em Física

Realizamos nesse trabalho um tratamento abrangente da interação entre um sistema quântico e o meio ambiente modelado como um conjunto de osciladores harmônicos. Partimos para isso de um tratamento prévio de redes de osciladores harmônicos quânticos dissipativos. Utilizando a função característica, transformamos a equação de von Neumann em uma equação diferencial, e explorando a sua linearidade, essa é transformada em uma equação vetorial, cuja resolução é computacionalmente eficiente. Nosso formalismo, que parte de uma rede de osciladores harmônicos, não necessariamente dividida entre sistema e meio ambiente, permite que se contorne a necessidade da hipótese de acoplamento súbito sistema-reservatório para o tratamento exato da evolução do sistema. Em seguida, mostramos que essa evolução pode ser sempre descrita por uma equação mestra na forma usual de Lindblad, embora os coeficientes que a definem possam ser dependentes do tempo. Isso abre novas possibilidades para a dinâmica do sistema, e leva a efeitos que podem ser classificados de não-Markovianos, embora sejam descritos por uma equação mestra completamente local no tempo. Ressaltamos que, por ser baseado em uma solução exata, o método pode ser aplicado para qualquer intensidade de acoplamento, e é consideravelmente mais simples do que outros métodos disponíveis para esse fim, como os baseados em integrais de trajetória. Por fim, utilizamos simulações computacionais para explorar a validade das aproximações de ondas girantes e de Born-Markov, e os fenômenos que podem ser observados nos regimes em que elas deixam de ser válidas. / We present a comprehensive treatment of the interaction of a quantum system with an environment modeled as a set of harmonic oscillators. We start from a previous treatment of a network of quantum dissipative harmonic oscillators. Using the characteristic function, we transform the von Neumann equation in a differential equation, and exploring its linearity, this is transformed in a vector equation, whose solution is computationally efficient. Our method, whose origin lies on a network not necessarily divided into system and reservoir, allows us to circumvent the necessity of the sudden-coupling approximation for the exact treatment of the system evolution. After this, we show that this dynamics can always be described by a master equation in standard Lindblad form, although its coefficients may be functions of time. This opens new possibilities for the system dynamics, and lead to effects that may be called non-Markovian, even if they are described by a completely local-in-time master equation. It should be emphasized that, as it is based on an exact solution, the method may be applied for any strength of the system-reservoir interaction, and it is considerably simpler than other available methods, such as those based on path integrals. Finally, we employ computer simulations to investigate the validity of the rotating-wave and Born-Markov approximations, and the phenomena that migth be observed in regimes in which they fail to be valid.

Nessa dissertação, abordamos o problema de dois qubits interagindo com campos externos e entre si controladamente, de acordo com um Hamiltoniano considerado realista para implementação da porta lógica quântica XOR. Introduzimos acoplamentos entre as observáveis do sistema de dois qubits e um banho de osciladores harmônicos a fim de tratarmos o problema da dissipação e da decoerência. Primeiramente nós consideramos o limite no qual a decoerência é mais rápida que qualquer processo gerado pelo Hamiltoniano do sistema. Prosseguimos então, através do método numérico conhecido como Integrador Unitário, com o estudo da matriz densidade do sistema durante a operação da porta lógica quântica sem incluir, inicialmente, o acoplamento com o banho de osciladores harmônicos. Finalmente, implementamos o método numérico conhecido como Propagador quase adiabático para estudar a decoerência e a dissipação durante a operação da porta lógica quântica XOR, a fim de analisarmos os aspectos perturbativos do sistema quântico de dois qubits. / In this dissertation, we approach the problem of two qubits interading with themselves and with externa1 fields in a controlled way, according to a Hamiltonian considered realistic to implement the XOR quantum gate. We introduce couplings between the observables of the two-qubits system and of a bath of harmonic oscillators, to treat the problems of dissipation and decoherence. Preliminarly, we consider the limit in which decoherence is faster than any process dictated by the Hamiltonian evolution of the system. Then, through a unitary-integrator numerical method, we proceed with the study of the evolution of the density matrix of the system during the operation of the logical quantum gate, initially, without the coupling with the bath of harmonic oscillators. Finally, we use the quasiadiabatic path integral method to study the dissipation and decoherence during the logical operation, through the inclusion of the bath.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMAP.pdf: 2314051 bytes, checksum: 6d1d182d6bc409b1ef1faea885eb5b40 (MD5) Previous issue date: 2004-07-02 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this thesis we studied the coherence and decoherence dynamics of states in a network of dissipative quantum oscillators. The coherence dynamics refers to the swap and recurrence process of states between the oscillators composing the network. These processes become crucial to understand the decoherence dynamics of states in a network of dissipative quantum oscillators. Beyond the weak coupling regime between the oscillators, where the dissipative dynamics is ruled by the usual Liouville operators L`½1;:::;N , associated to each of the ` = 1; :::;N oscillators of the network, we also considered the strong coupling regime. In this regime, the dissipative dynamics is also ruled by cross-decay channels Lm;n½1;:::;N (m 6= n = 1; :::;N) which leads to important consequences to the coherence and decoherence dynamics of quantum states of the network. Considering a network with only two coupled dissipative oscillators, we reproduce in this system the phenomenology of the Eletromagneticaly Induced Transparency or the Dynamical Stark Effect which are typical of the radiation-matter interaction when one of the oscillators is submitted to linear or parametric amplification process, respectively. / Obs.:Devido a restrições dos caracteres especias, verifcar resumo em texto completo para download.Nesta Tese abordamos as dinâmicas de coerência e decoerência de estados em redes de osciladores quânticos dissipativos. Por dinâmica de coerência referí-monos aos processos de transferência e recorrência de estados entre os osciladores da rede, processos estes que se tormam cruciais para a compreensão da dinâmica de decoerência desses estados. Além do regime de acoplamento fraco entre os osciladores, no qual a dinâmica de dissipação é descrita pelos operadores de Liouville usuais, L`½1;:::;N , cada qual associado a um dos ` = 1; :::;N osciladores da rede, consideramos também o regime de acoplamento forte. Neste regime, canais de dissipação mistos, da forma Lmn½1;:::;N (m 6= n = 1; :::;N), participam da dinâmica dissipativa e trazem consequências importantes para as dinâmicas de coerência e decoerência de estados. Tratando-se de uma rede com apenas dois osciladores dissipativos acoplados, reproduzimos neste sistema a fenomenologia da Transparência Eletromagneticamente Induzida ou do efeito Stark Dinâmico típicos da interação radiação-matéria considerando-se que um dos osciladores encontra-se submetido a um processo de amplificação linear ou paramétrico, respectivamente.

Submitted by Regina Correa (rehecorrea@gmail.com) on 2016-09-19T19:31:52Z No. of bitstreams: 1 TeseHS.pdf: 6507848 bytes, checksum: 467139021a2d6e49272a3197b75c3216 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T12:29:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseHS.pdf: 6507848 bytes, checksum: 467139021a2d6e49272a3197b75c3216 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T12:29:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseHS.pdf: 6507848 bytes, checksum: 467139021a2d6e49272a3197b75c3216 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T12:29:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseHS.pdf: 6507848 bytes, checksum: 467139021a2d6e49272a3197b75c3216 (MD5) Previous issue date: 2016-03-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Taylor-Vortex reactor (TVB) is fast becoming the next bioreactor to culture animal cells due to milder shear and homogeneous flow structures through-out the bioreactor in comparison to the traditional stirred vessels. However, there is little information in the literature for the TVB on the viscous energy dissipation rate (VEDR), which is considered the ideal parameter to characterize the cell death, and its geometrical aspects, which may affect the culture of animal cells resulting in poor efficiency. Consequently, this work focuses on: the estimation of the VEDR of mean flow and turbulent kinetic energy (TKE) using an experimental 2D particle image velocimetry (PIV) method and a computational fluid dynamics (CFD) method using different turbulence models, principally the direct numerical simulation (DNS) model; and, the impact of the off-bottom clearance area and the external cylinder’s bottom shape on the flow structures of TVB. Both numerical and experimental methods confirm that the bulk zone comprising of the 80 % of the gap-width, where the cell cultures will spend most of the time, has a near constant velocity magnitude of around 50 % of the tip velocity and VEDR values which are around 10 times lower than at the walls. Qualitatively, the DNS model predicted well the flow structure of both mean and turbulence parameters in comparison with the experimental PIV predictions. However, quantitatively only the mean velocity predictions are in good agreement with the PIV data with certain amount of under-estimation of the turbulence parameters. Among different turbulence models, the large eddy simulation (LES) - wall adapting local eddy-viscosity (WALE) model presented best comparison with the DNS model data for all the flow parameters; while, the Reynolds stress model and the LES-Smagorinsky models were the poorest. On the other hand, the Reynolds averaged Navier-Stokes (RANS) based two equation models estimated well the mean velocity components in comparison with the DNS model data, but could not capture well the flow structures of the turbulence components. The geometrical features of curved surface of outer bottom and off-bottom clearance area which are of practical importance in stirred vessels, impact adversely the flow structures in the TVB due to poor axial velocity component. In comparison with the spinner vessel, a stirred tank type bioeactor but with lower shear, for similar Re/ReT ratio, the maximum and mean VEDR were always found to be of lower magnitude values, and due to much less difference between the maximum and the mean values, the TVB presents more uniform structures in comparison to the spinner vessel. / O biorreator de Vórtices de Taylor (TVB) está se tornando uma nova descoberta, devido ao seu cisalhamento mais suave e fluxo homogêneo em comparações com os biorreatores de tanque agitados. Na literatura acadêmica há pouca informação sobre este biorreator quanto a taxa de dissipação de energia viscosa (VEDR), que é o parâmetro ideal para caracterizar a morte celular, e seus aspectos geométricos, que afetam o cultivo das células animais, resultando em baixa eficiência. A presente pesquisa, portanto, objetivou focar na estimativa da VEDR de fluxo médio e de energia cinética turbulenta (TKE) no TVB usando os métodos: experimental de 2D de velocimetria das partículas por imagem (PIV) e numérico de dinâmica de fluídos computacional (CFD) com diferentes modelos de turbulência, principalmente a simulação numérica direta (DNS). E focar nos aspectos geométricos do impacto da área de apuramento entre o cilindro interno e externo e na forma da base do cilindro externo na estrutura de fluxo do TVB. Os dois métodos experimental e numérico demonstraram que, em aproximadamente 80 % da área lateral entre os cilindros interno e externo onde as células vão passar a maior parte do tempo, a magnitude de velocidade é de cerca de 50 % da máxima e os valores de VEDR são 10 vezes menores do que nas paredes. Qualitativamente, o DNS mostrou boas comparações dos fluxos médios e dos parâmetros turbulentos em relação aos resultados apresentados pelo PIV para o TVB. No entanto, quantitativamente, apenas as previsões médias de velocidade estão em boa concordância com os dados do PIV, pois os parâmetros turbulentos foram sub-estimados. Entre os diferentes modelos de turbulência utilizados, o modelo simulação de grande escala (LES) - Wall Adapting Local Eddy-Viscosity apresentou a melhor comparação com os dados do DNS para todos os parâmetros do fluxo. O modelo de estresse Reynolds e LES - Smagorinsky, por sua vez, apresentaram as piores comparações. Os modelos de duas equações de RANS, entretanto, apesar de estimarem bem os componentes de velocidade média em comparação com os dados do modelo DNS, não captaram bem as estruturas de fluxo dos componentes de turbulência. Quanto aos aspectos geométricos, as alterações nas características da área de apuramento entre o cilindro interno e externo e a estrutura curva da base do cilindro externo, que são de importância prática em tanque agitados, neste estudo, afetaram negativamente o fluxo no TVB devido ao seu baixo componente de velocidade axial. Por fim, a comparação entre o TVB e o Spinner Flask, considerado também um biorreator com baixo cisalhamento, demostrou que para Re/ReT semelhante, os valores máximo e médio do VEDR foram sempre inferiores, e devido à diferença muito menor entre o os valores máximo e médio, o TVB apresenta estruturas mais uniformes em comparação com o Spinner Flask. / processo nº 140756/2012-4 ; processo nº - 241739/2012-8)