Submitted by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2016-08-29T17:39:21Z No. of bitstreams: 3 Dissertação - Bárbara Pereira Silva - 2016 - parte 1.pdf: 12258499 bytes, checksum: 8af480355ae4ffedb4ed79cbf7484361 (MD5) Dissertação - Bárbara Pereira Silva - 2016 - parte 2.pdf: 12730012 bytes, checksum: d173d49860226f3a2179be40d51ef666 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2016-08-29T17:39:44Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Dissertação - Bárbara Pereira Silva - 2016 - parte 1.pdf: 12258499 bytes, checksum: 8af480355ae4ffedb4ed79cbf7484361 (MD5) Dissertação - Bárbara Pereira Silva - 2016 - parte 2.pdf: 12730012 bytes, checksum: d173d49860226f3a2179be40d51ef666 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-29T17:39:44Z (GMT). No. of bitstreams: 3 Dissertação - Bárbara Pereira Silva - 2016 - parte 1.pdf: 12258499 bytes, checksum: 8af480355ae4ffedb4ed79cbf7484361 (MD5) Dissertação - Bárbara Pereira Silva - 2016 - parte 2.pdf: 12730012 bytes, checksum: d173d49860226f3a2179be40d51ef666 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-03-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In the grounding systems analysis, the investigation of the effects caused by lightning discharge is a crucial task, since it is the main electromagnetic phenomena responsible for electricity outages which can be the cause of severe mechanical and thermal stresses on electric installations. This dissertation presents a study of transient behavior for various grounding configurations subject to impulsive currents originated from incident discharges. The model is named hybrid electromagnetic model, because it is based on electromagnetic equations and it is used concepts of electrical circuit analysis. The modeling is performed in frequency domain considering the effects of electromagnetic propagation on the metal electrode and into surrounding soil. In the numerical solution of model is used the method of moments for the discretization of the electrodes and calculus of the impedances. This methodology also considers the variation of electric soil parameters when frequency varies. The modeling comprised the effects of propagation and electromagnetic couplings between the grounding electrodes. Results were obtained for simple electrodes (wire horizontally buried in the soil or a vertical rod) and grounding grid in square format from the computational implementation of the mathematical model. This tool and the results obtained lend itself to the determination of the grounding systems response subjected to an injection of a typical current of lightning discharge. The validation of the tool which resulted from this work is made by comparing the obtained results with results of similar cases reported in the technical literature. / Na análise de sistemas de aterramento elétrico é primordial a investigação dos efeitos causados pela incidência de descarga atmosférica, uma vez que esse é o principal fenômeno eletromagnético responsável pelos desligamentos não programados de instalações elétricas causando severas solicitações mecânicas e térmicas. Nesta dissertação é apresentado um estudo do comportamento transitório para diferentes configurações de eletrodos de aterramentos frente a descargas atmosféricas. O modelo adotado é nomeado de modelo eletromagnético híbrido, pois baseia-se nas equações eletromagnéticas e utiliza-se conceitos da análise de circuitos elétricos. A modelagem é realizada no domínio da frequência, considerando-se os efeitos da propagação eletromagnética no eletrodo metálico e no solo ao redor. Na solução numérica do modelo é empregado o método dos momentos para a discretizacão dos eletrodos e obtenção das impedâncias. É também levada em conta a variação dos parâmetros elétricos do solo com a frequência. São contemplados nesta modelagem os efeitos de propagação e os acoplamentos eletromagnéticos entre os eletrodos do aterramento. A partir da implementação computacional do modelo, foram obtidos resultados para eletrodos simples (em posição horizontal ou vertical) e para malhas quadradas. Esta ferramenta e os resultados obtidos permitem avaliar a resposta do aterramento submetido a uma injeção de uma corrente impulsiva típica de descargas atmosféricas. A validação da ferramenta desenvolvida é feita por meio de comparações dos resultados obtidos com resultados de casos semelhantes publicados na literatura técnica.

A velocidade dos motores de indução é uma grandeza importante em um processo industrial. Entretanto, a medição direta da velocidade em motores de indução pode comprometer o sistema de acionamento e controle, aumentando o custo de implementação. Assim, as técnicas sensorless destinadas a estimar ou prever a velocidade em motores de indução são amplamente investigadas para uso em várias unidades industriais. Essa estratégia, quando baseada nos modelos matemáticos dos motores de indução é, normalmente, dependente dos parâmetros da máquina ou requer outro método que faça uma estimativa ou previsão. Assim, a abordagem alternativa deste trabalho consiste no uso de duas estratégias de implementação de redes neurais artificiais como estimador de velocidade aplicado a duas estratégias de controle do motor de indução orientado pelo campo do estator, controle direto de corrente e controle direto de torque. A velocidade síncrona, as correntes do estator e o torque eletromagnético, que são variáveis utilizadas nos algoritmos de acionamentos orientados no campo eletromagnético, são as entradas dos estimadores neurais propostos. Neste trabalho, resultados de simulação são aplicados no processo de seleção das redes neurais e os resultados experimentais mostram o desempenho de duas estratégias de implementação do estimador neural de velocidade embarcadas em DSP em diferentes metodologias de controle com dois motores de indução de potências diferentes. / The induction motor speed is an important quantity in an industrial process. However, the direct measurement of speed on induction motors can compromise the drive and control system, increasing the implementation cost. Thus, sensorless techniques aimed at estimating or predicting the speed in induction motors are widely investigated to be used in industrial plant units. This strategy, when based on the mathematical models of the induction motors is, usually, dependent on the machine parameters or requires another method that makes an estimation or prediction. Thus, the alternative approach of this work consists in the use of two implementation strategies of artificial neural networks as speed estimator applied to two stator field-oriented induction motor control strategies, direct current control and direct torque control. The synchronous speed, the stator currents and the electromagnetic torque, which are quantities used in field-oriented drives, are the inputs of the proposed neural estimators. In this work, simulation results are applied to neural networks selection process and the experimental results show the performance of two implementation strategies of the neural speed estimator embedded in DSP in different control methodologies with two induction motors with different powers.

Nesta tese apresentamos a análise da absorção e do espalhamento de partículas não massivas de spins 0 e 1 por buracos negros de Schwarzschild, assim como a absorção e espalhamento por análogos acústicos destes buracos negros. Apresentamos também a análise da absorção e do espalhamento do campo escalar não massivo por buracos negros de Reissner-Nordström. A presente pesquisa se baseia no método de decomposição em ondas parciais. Devido a estes espaços-tempos serem estáticos e esfericamente simétricos, as partes temporal e angular das soluções das equações de campo se reduzem a funções conhecidas. O mesmo não acontece com a parte radial, o que nos leva a abordar o problema, principalmente, por meio de métodos numéricos. Cálculos analíticos também são realizados, geralmente para podermos verificar a precisão dos resultados numéricos. Os principais resultados analíticos mostrados aqui são a seção de choque de absorção em baixas e altas frequências e a seção de choque diferencial de espalhamento para ângulos próximos a 180 (efeito glória). Mostramos, de forma analítica, que as principais características das seções de choque de absorção e diferencial de espalhamento estão diretamente relacionadas à existência da órbita instável de partículas não massivas. Os nossos resultados numéricos estão em excelente concordância com os resultados obtidos por meio de cálculos analíticos. Com relação ao espaço-tempo de Reissner-Nordström, mostramos qual o comportamento das seções de choque com a variação da intensidade de carga do buraco negro. No caso de buracos negros descarregados, fazemos comparações das seções de choque obtidas para partículas de diferentes spins. / We present an analysis of the absorption and scattering of massless particles of spin 0 and 1 by Schwarzschild black holes, and the absorption and scattering by analogues of these black holes. We present also the analysis of the massless scalar field absorption and scattering by Reissner-Nordström black holes. This research is based on the partial wave methods. Since these spacetimes are static and spherically symmetric, the time and angular dependence of the field equation solutions can be written in terms of well known functions. The same does not happen with the radial part of the field equation solutions, so that we apply numerical methods to solve the absorption and scattering problem. Analytical computations are also performed and we use them to verify the precision of our numerical computations. The main analytical results obtained here are the low- and high-frequency absorption cross sections and the dierential scattering cross section for angles near 180 (the glory eect). We use our analytical results to show that the main cross sections properties are related to the existence of an unstable orbit for massless particles. We compare our numerical results with semiclassical approximations from a geodesic analysis, and find excellent agreement. In the Reissner-Nordström spacetime case, we show how the cross sections behave as we vary the black hole charge. For uncharged black holes, we compare cross sections for particles with dierent spins.

A atmosfera, ao lado dos principais gases que a compõe, apresenta em menores concentrações milhares de compostos químicos (orgânicos e inorgânicos) distribuídos nas fases líquidas e gasosa ou no material particulado. Quando esses compostos encontrados no ar apresentam níveis de concentração que os tornam impróprios ou nocivos à saúde humana, aos animais ou vegetais e danosos aos materiais, são considerados poluentes atmosféricos. Neste trabalho, enfatizou-se o estabelecimento de métodos alternativos, eficientes e práticos, para a amostragem de várias espécies que participam dos processos de acidificação da atmosfera, assim corno o desenvolvimento de métodos analíticos baseados em técnicas eletroanalíticas em fluxo como a amperometria e a eletroforese capilar com detecção condutométrica sem contato. Devido a algumas limitações das técnicas de amostragem, explorou-se a alternativa de recorrer a tubos capilares com paredes microporosas, preenchidos com solução adequada à absorção das espécies em pauta, após sua difusão através dos poros da membrana hidrófoba. Assim, construiu-se um coletor por difusão utilizando-se tubo de Teflon®, dentro do qual foi introduzido um feixe de tubos capilares porosos de polipropileno. A união desta técnica de amostragem com a determinação seletiva e quantitativa dos analitos por eletroforese capilar com detecção condutométrica (CE-CCD) possibilitou o desenvolvimento de métodos completos para as seguintes espécies: CH2O coletado em água deionizada, à freqüência de 1 amostra por hora, seguido de derivatização com HSO3- para determinação de fonnaldeído na forma de hidroximetanossulfonato (HMS); HCOOH e H3C2OOH- com o mesmo procedimento de coleta e separação por CE-CCD aplicado na detenninação de CH2O na forma de HMS; e NH3 - coletado em solução de HCl e determinado na forma de NH4+ por CE-CCD. Outra espécie de interesse ambiental é o H2O2, por participar de várias reações de oxidação tanto na fase gasosa corno na fase líquida da atmosfera, contribuindo assim para a acidez da atmosfera. A detenninação analítica do H2O2 foi feita por método FIA amperométrico com eletrodo de gota pendente de mercúrio, adaptando-se célula eletroquímica estacionária ao trabalho em fluxo. Duas formas de coleta de H2O2 na fase gasosa foram desenvolvidas e comparadas: . coleta por difusão - com fluxo de água deionizada pelos feixe de filamentos capilares; nesta aplicação, o feixe foi conectado diretamente à alça de amostragem do injetor, proporcionando determinações on-line\". . amostragem criogênica em dispositivo \"passivo\" - aproveitando o fato conhecido de que a razão H2O:H2O2 da fase gasosa se mantém praticamente inalterada na fase sólida (gelo coletado). Além das determinações de H2O2 na fase gasosa, o método FIA-Amperométrico foi utilizado, em trabalhos realizados em parceria com pesquisadores do IPEN, para determinação dessa espécie em efluentes e água de cultivo do microcrustáceo Daphnia similis após serem irradiados com feixes de elétrons. Paralelamente às pesquisas relacionadas a espécies gasosas, desenvolveu-se metodologia para a determinação de cátions e ânions majoritários em água de chuva, recorrendo à CE-CCD, de modo a oferecer uma alternativa à consagrada técnica da cromatografia de íons, demorada e onerosa. Os estudos iniciais da composição iônica da chuva foram feitos com coletas de água de chuva efetuadas no período de Abril/97 a Março/98. Nesse conjunto de amostras determinou-se as concentrações dos cátions (NH4+, Ca2+, K+ e Na+) e dos ânions (NO3-, SO42- e Cl-), além das usuais medições de pH e condutividade. A Eletroforese Capilar mostrou-se particularmente tàvorável para a determinação dos íons majoritários em água de chuva. Embora fugindo da área ambiental, desenvolveu-se metodologia para determinação de espécies de S(IV) em amostras de vinho, a partir de algumas adaptações de método amperométrico em fluxo desenvolvido no mestrado para análise de sulfito e HMS em água de chuva. Assim, desenvolveu-se três sistemas FIA-Amperométrico com eletrodo de gota pendente de mercúrio distintos, os quais foram utilizados para determinação de HSO3- livre e adutado (na forma de hidroxialcanossulfonatos) e SO2, com auxílio de uma unidade de difusão gasosa. / Alongside with its main components, the atmosphere contains trace amounts of thousands of chemical compounds (organic and inorganic) distributed in the liquid and gaseous phases, as well as in the particulate matter. These species can be considered pollutants when they are encountered at levels capable of generating adverse effects to humans, animals, plants or materials. The aim of this work was to establish alternative, efficient and practical methods for the sampling of several species encountered in the gaseous phase, as well as to develop analytical methods based on electroanalytical flow techniques, such as amperometry and capillary electrophoresis with contactless conductometric detection (CE-CCD). Due to some limitations in the existing sampling techniques, an altemative method based on the diffusion of the analytes through the microporous hydrophobic walls of capillary tube filled with an appropriate absorbent solution, was investigated. The collecting device was assembled using a Teflon® tube wherein a bundle of porous capillary polypropylene tubes was introduced. The coupling of this sampling technique with the selective and quantitative determination of the species by capillary electrophoresis with contactless conductometric detection (CE-CCD) enabled the development of complete analytical protocols for the following species: i) CH2O - collected in deionized water at a frequency of 1 sample/h and derivatized with HSO3- for its determination as hydroxymethanesulfonate (HMS); ii) HCOOH and H3COOH - collected using the same sampling procedure and quantified upon separation by CE-CCD; and iii) NH3 - collected in a HCl solution and deterrnined as NH4+ form. Another species of environmental interest is H2O2, which contributes to the acidity of the atmosphere on account of its involvement in some oxidation process both in the gaseous and liquid phases. The deterrnination of the H2O2 Was carried out using a FIA amperometric method at the hanging mercury drop electrode, in a batch electrochemical cell adapted to function under tlowing conditions. Two sampling procedures for H2O2 in the gaseous phase were developed and compared: . collection by diffusion - from the air into a flow of deionized water within the bundle of capillary filaments, which were, in tum, connected to the sample loop in order to allow on-line deterrninations. · cryogenic, with a \"passive\" sampler - based on the well-known fact that the H2O:H2O2 ratio in the gaseous phase is practically maintained in the solid phase. In addition to these determinations in the gaseous phase and in a partnership with researchers of the IPEN, the FIA-Amperometric method was used for the quantification of H2O2 in effluent and in cultivation water of the microcrustacean Daphnia Similis after irradiation by MeV electron beams. In parallel to the related research, a methodology for the CE-CCD determination of majority cations and anions in rain water was developed. This was proposed as an altemarive method to well-established ion chromatography techniques. Initial studies on the ionic composition of rain were conducted on samples collected between April/97 and March/98, using an automatic collector previously developed. In this set of samples, the concentrations of cations (NH4+, Ca2+, K+ e Na+) and anions (NO3-, SO42- e Cl-) were determined, together with the usual measurements of pH and conductivity. Capillary electrophoresis tumed out to be particularly suitable for the determination of ions in rain water. Although strictly not environrnental in kind, a methodology for determination of S(IV) species in wine samples was implemented by adjusting a previously-developed flow-amperometric method for the analysis of sulfite and HMS in rain water. For this purpose, three distinct FIA-Amperometric systems using a gas diffusion device and the hanging mercury drop electrode were designed, assembled and used for the determination of HSO3- in the free and bound forms (as hydroxyaIkanesulfonates) and SO2.

No presente trabalho é explorada a performance do FoCal, um calorímetro eletromagnético frontal, com alta resolução espacial, proposto como um upgrade para o experimento ALICE, no LHC. O principal objetivo deste detector é fazer a medida de fótons diretos na região de pseudo-rapidez 2.5 < < 4.5. Essa região frontal é dominada por fótons provenientes do decaimento de hadrons, principalmente do píon neutro , e portanto uma eficiente medida de fótons diretos está diretamente associada à eficiência em se identificar fótons provenientes do decaimento do píon neutro. Para distinguir fótons diretos de fótons de decaimento do píon neutro, são explorados três diferentes métodos de análise, a saber, massa invariante, análise da forma do chuveiro e isolamento, sendo cada um deles adequado a uma diferente faixa de energia do píon neutro. O método da massa invariante permitiu identificar fótons de píon neutro com uma eficiência de 95% num ambiente de partículas únicas, para píon neutro com energia entre 0 e 300 GeV. Num ambiente pp, esse método mostra uma eficiência de 85%. A análise da forma do chuveiro foi capaz de identificar, com um dado corte no parâmetro de forma Width1, fótons diretos com uma eficiência acima de 90% e de rejeitar fótons de píon neutro com uma eficiência que varia de 65% a 95%, no intervalo de energia de 300 GeV a 500 GeV, num ambiente de partículas únicas. Essas eficiências podem ser melhoradas se for aplicado um corte dependente da energia e a rejeição de píon neutro pode também ser melhorada se os eventos mais assimétricos puderem ser melhor reconstruídos pelo detector no futuro. No método de isolamento, aplicado ao ambiente pp e PbPb, é explorado o melhor valor de raio de isolamento Riso a ser usado em cada ambiente. Por este método podem ser atingidas altas eficiências em detectar fótons diretos, mas o método se mostra limitado pelo grande fundo de fótons de decaimento, e a pureza dos cortes testados não atinge valores maiores que cerca de 10%. E mostrado que o uso de um trigger em 40 GeV pode melhorar a pureza dos cortes de 0.01 % para cerca de 10%. Foi feita a otimização de alguns parâmetros de análise, permitindo melhor desempenho desses métodos de análise explorados / In the present work is explored the performance of the FoCal, a forward electromagnetic calorimeter, with high granularity, proposed as an upgrade for the ALICE experiment, in LHC. The main goal of the detector is to be able to identify direct photons in the pseudo-rapidity region 2.5 < < 4.5. This forward region is dominated by decay photons, mainly photons from neutron pion decay, so an efficient mesurement of direct photons is directly associated to the efficiency in identify photons from neutron pion decay. To separate direct photons from neutron piondecay photons, it is explored three different analysis methods, the invariant mass, shower shape and isolation, each one useful in a different energy range of the neutron pion. The invariant mass method allowed to identify photons from neutron pion with an efficiency around 95% in a single particle environment, for neutron pion with energy between 0 and 300 GeV. In a pp environment, this method showed an efficiency of 85%. The shower shape method was able to identify, by a given cut in the shower shape parameter Width1, direct photons with an efficiency of 90% and to reject 65% to 95% of the photons from neutron pion in the energy range of 300 GeV to 500 GeV, in a single particle environment. This efficiencies can be improved if there is aplied a cut that depends on the energy and the neutron pion rejectioncan also be improved if the more assimetric decays can be better reconstructed by the detector in the future. The isolation method is aplied to a pp and PbPb environments, and it is explored the best value of isolation radius Riso to be used in each environment. By this method, it can be reached high efficiencies in detecting direct photons, but the method is limited by the high background of decay photons, and the purity of the cuts is not better than about 10%. It is showed that a trigger in 40 GeV can improve the purity from 0.01% to about 10%. It was made an optimization of some of the used analysis parameters, leading to an improvement of the explored analysis methods.

The subject of this thesis is the real-time implementation of algebraic derivative estimators as observers in nonlinear control of magnetic levitation systems. These estimators are based on operational calculus and implemented as FIR filters, resulting on a feasible real-time implementation. The algebraic method provide a fast, non-asymptotic state estimation. For the magnetic levitation systems, the algebraic estimators may replace the standard asymptotic observers assuring very good performance and robustness. To validate the estimators as observers in closed-loop control, several nonlinear controllers are proposed and implemented in a experimental magnetic levitation prototype. The results show an excellent performance of the proposed control laws together with the algebraic estimators. / O tema dessa dissertação é a implementação em tempo real dos estimadores algébricos de derivadas como observadores no controle não-linear de levitação magnética. Esses estimadores são baseados no cálculo operacional e implementados como filtros FIR, resultando em uma implementação viável em tempo real. O método algébrico permite estimar os estados do sistema de maneira rápida e não-assintótica. Para os sistemas de levitação magnética, os estimadores algébricos podem substituir os observadores assintóticos assegurando boas propriedades de robustez e performance. A fim de validar os estimadores como observadores no controle em malha fechada, vários controladores não-lineares são propostos e implementados em um protótipo experimental. Os resultados mostram uma excelente performance dos controladores propostos juntamente com os estimadores algébricos.

O segmento industrial é um grande usuário de água e, na maior parte das situações, está localizado junto a aglomerações urbanas, caracterizando situação de dificuldade na obtenção deste recurso para as suas operações. As fontes de água estão cada vez mais saturadas e os processos de tratamento mais sofisticados. O objetivo deste estudo foi avaliar a viabilidade técnico-econômica da implantação do tratamento eletromagnético para água de resfriamento em indústrias químicas, substituindo ou complementando o tratamento químico convencional. O texto descreve inicialmente os fundamentos do tratamento de água baseado na aplicação de campo eletromagnético e, em seguida, os efeitos do uso dessa tecnologia sobre custos anuais de resfriamento em um caso típico da indústria química. Neste estudo foi dada ênfase ao efeito sobre os custos anuais da menor adição de produtos químicos, redução na vazão de purga e de reposição de água, além da redução na frequência de limpeza dos equipamentos e redução da carga poluente nos efluentes líquidos. O estudo foi aplicado a uma torre de resfriamento industrial, para a qual foi elaborado um modelo matemático considerando as taxas de consumo e especificações de água de resfriamento, além de parâmetros do processo de tratamento de água convencional e eletromagnético. São apresentados resultados de um estudo de sensibilidade para diferentes cenários, em que são identificados os fatores com maior efeito sobre os custos. Além disso, na aplicação ao sistema proposto, são estimadas condições ótimas de operação, considerando os ciclos de concentração para os quais pode haver maior redução de custos. Utilizando-se o tratamento eletromagnético para a água de resfriamento, há uma economia significativa, pois o número de paradas para a manutenção dos equipamentos pode ser reduzido. Dessa forma, o produto final do trabalho constitui-se em uma estrutura de cálculo voltada à estimação de custo do tratamento físico de água de resfriamento, o qual pode ser aplicado a diferentes cenários e condições de operação industrial. / The industrial sector is a major water user and in most situations is located next to urban areas, in a situation of increasing difficulty in collecting and treating water resources for its operations. The water sources are becoming more saturated and thus demanding more sophisticated treatment processes. The aim of this study was to evaluate the technical and economic feasibility of the implementation of electromagnetic treatment of cooling water in chemical industries, thus replacing or complementing the conventional chemical treatment. The text initially describes the principles of the physical process for water treatment based on the application of an electromagnetic field, and then focuses on the effects of the use of this technology on the annual costs of cooling in a typical case of the chemical industry. The study is focused on the effects of the electromagnetic treatment on the annual cost of cooling in view of the reduced consumption of chemicals, as well as reduction in purge flow and water replacement, reduced frequency of equipment cleaning, and reduction of pollution load caused by wastewater. The study results were applied to an industrial cooling tower for which a mathematical model was developed by considering consumption rates and cooling water specifications, as well as parameters of the electromagnetic and conventional water treatment processes. A sensitivity study was carried out for different scenarios, in which the most important factors affecting the annual cost are identified, and optimal process conditions are estimated for maximum concentration cycles. The study shows that the use of electromagnetic treatment for cooling water results in significant savings due to the reduced number of maintenance periods. The final product of this study is a calculation structure for cost estimation related to the physical treatment of cooling water, which can be applied to different scenarios and industrial operation conditions.

O presente estudo teve como objetivo avaliar a utilização de campo magnético pulsado (CMP) de baixa intensidade na preservação da qualidade microbiológica, cor e estabilidade oxidativa de carne bovina moída durante armazenamento aeróbio refrigerado. Amostras moídas de peixinho bovino (músculo Supraspinatus) foram expostas a CMP por 2 horas às frequências de 1, 30 ou 60 Hz ou, em outra etapa, expostas a CMP de 1 Hz de frequência por 2 horas ou continuamente por 12 dias. Amostras controle não foram expostas ao CMP. As amostras foram armazenadas a 4ºC por até 12 dias, e avaliadas a cada seis dias por meio de análise microbiológica de contagem total de bactérias mesófilas aeróbias, e a cada dois dias por meio de análises físico-químicas e bioquímicas: pH, cor instrumental (escala CIELAB), mioglobina e oxidação lipídica. A exposição ao CMP de 1 Hz por 2 horas reduziu a contagem de mesófilos aeróbios com relação ao controle em 1,3 ciclos logarítmicos no 12º dia de armazenamento refrigerado. Os conteúdos de metamioglobina das amostras expostas por 2 horas ao CMP, independente da frequência de pulso, foram significativamente menores com relação ao controle no 6º dia de armazenamento refrigerado. Os demais parâmetros de qualidade não sofreram alteração significativa com relação ao controle durante o armazenamento e não foi verificado efeito das diferentes frequências de CMP. Conclui-se que campo magnético pulsado de baixa intensidade (ordem de mili Tesla) apresenta potencial para ser utilizado como tecnologia inovadora, em combinação com a refrigeração, na preservação de carnes frescas. Todavia, mais estudos são necessários para melhor entendimento dos mecanismos de ação de campo magnético, principalmente em alimentos. / This study aimed to evaluate the use of low intensity pulsed magnetic field (PMF) in the preservation of microbiological quality, color and oxidative stability of ground beef during aerobic refrigerated storage. Ground beef samples of chuck tender (Supraspinatus muscle) were exposed to PMF for 2 hours at frequencies of 1, 30 and 60 Hz or, in another step, they were exposed to a 1 Hz PMF for 2 hours or continuously for 12 days. Control samples were not exposed to PMF. Samples were stored at 4ºC for up to 12 days, and evaluated every six days through microbiological analysis of total aerobic mesophilic bacteria count, and every two days through physicochemical and biochemical analysis of pH, instrumental color (CIELAB scale), myoglobin and lipid oxidation. Exposure to 1 Hz PMF for 2 hours reduced the growth of aerobic mesophiles in relation to the control by 1.3 logarithmic cycles in the 12th day of refrigerated storage. Metmyoglobin content of samples exposed to the PMF for 2 hours, regardless of the pulse frequency, were significantly lower compared to the control in the 6th day of refrigerated storage. The other quality parameters did not change significantly during storage compared to the control and it was not observed effect of different PMF frequencies. We concluded that low intensity pulsed magnetic field (order of mili Tesla) has the potential to be used as innovative technology, in combination with refrigeration, in fresh meat preservation. However, more studies are needed to better understand the mechanisms of action of magnetic field, mainly in foods.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-03-27T18:18:55Z No. of bitstreams: 1 stiwharrisonherrerataipe.pdf: 5886256 bytes, checksum: 4fa85d1d9808790a2f5c85bb6c6c8d8d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-03-28T16:44:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 stiwharrisonherrerataipe.pdf: 5886256 bytes, checksum: 4fa85d1d9808790a2f5c85bb6c6c8d8d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-28T16:44:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 stiwharrisonherrerataipe.pdf: 5886256 bytes, checksum: 4fa85d1d9808790a2f5c85bb6c6c8d8d (MD5) Previous issue date: 2018-01-26 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho estamos interessados em estudar, mediante simulações computacionais, se o aquecimento eletromagnético é capaz de melhorar o deslocamento do óleo pela água. Nesta direção, nos baseamos nos resultados obtidos pela equipe da TU Delft da Holanda, que desenvolveu experimentos de laboratório que demonstravam a distribuição da temperatura em um meio poroso, onde o óleo está sendo deslocado pela injeção de água, gerada por aquecimento eletromagnético. Para tanto, definimos o modelo matemático que governa o problema em questão regido por equações diferenciais parciais das leis de conservação de massa e energia. Assim, partindo da caracterização do contínuo e estendendo a lei de Darcy para o caso multifásico, através da introdução do conceito de permeabilidades relativas dos fluidos, derivamos um sistema acoplado de equações diferenciais parciais com coeficientes variáveis e termos não lineares formulados em função da velocidade de Darcy para o escoamento bifásico (água, óleo) aquecido por ondas eletromagnéticas. O modelo matemático é discretizado utilizando o método de diferenças finitas no tempo e no espaço e a técnica Splitting. Dessa forma dividimos o sistema de equações diferencias parciais em dois subsistemas. O primeiro subsistema consiste em resolver a parte difusiva e reativa e o segundo subsistema tem por objetivo a resolução do termo convectivo. O método numérico desenvolvido é validado por simulações computacionais que visam a comparação com os resultados obtidos experimentalmente e com soluções semi-analíticas, para este problema, que foram derivadas pelo método do princípio de Duhamel. Além disso, o método proposto quando aplicado para o caso geral da simulação do escoamento bifásico com aquecimento eletromagnético demonstrou um ganho de 1.67%, se comparado ao método sem aquecimento. / In this work we are interested in studying, through computational simulations, if the electromagnetic heating is able to improve the displacement of the oil by water. In this direction, we rely on the results obtained by the TU Delft team from the Netherlands, which developed laboratory experiments that demonstrated the temperature distribution in a porous medium where the oil is being displaced by the injection of water generated by electromagnetic heating. For this, we define the mathematical model that governs the problem in question governed by partial differential equations of the laws of conservation of mass and energy. Thus, starting from the characterization of the continuum and extending Darcy’s law to the multiphase case, by introducing the concept of relative permeabilities of fluids, we derive a coupled system of partial differential equations with variable coefficients and non-linear terms formulated as a function of the velocity of Darcy for two-phase flow (water, oil) heated by electromagnetic waves. The mathematical model is discretized using the finite difference method in time and space and the Splitting technique. In this way we divide the system of partial differential equations into two subsystems. The first subsystem consists of solving the diffusive and reactive part and the second subsystem aims to solve the convective term. The numerical method developed is validated by computational simulations aimed at the comparison with the results obtained experimentally and with semi-analytical solutions, for this problem, which were derived by the Duhamel principle method. In addition, the proposed method when applied to the general case of simulation of the biphasic flow with electromagnetic heating demonstrated a gain of 1.67%, when compared to the non-heating method.

O presente trabalho apresenta estudos espectrofotométricos relacionados à autoxidação dos complexos de Cu(II), Ni(II) e Co(II)/tetraglicina induzida por sulfito. Nossos estudos verificaram que a autoxidação de Cu(II)/tetraglicina (1,0x10-3 mol L-1) em pH = 9,0 (tampão borato) é afetada pela presença de traços de Ni(II) ou Co(II). Na ausência de Ni(II) ou Co(II), a reação é muito ineficiente e lenta com períodos de indução longos (aproximadamente 4 h). Ni(II) ou Co( II) em concentrações baixas ( 10-5 - 10-6 mol L-1) afetam significativamente a cinética: o período de indução diminui drasticamente (a menos de 2 s) e a formação de Cu(III) é fortemente acelerada com simultâneo aumento da eficiência da reação. A atividade catalítica e o sinergismo positivo de Co(II) e Ni(II) podem ser explicados pela oxidação mais rápida de Co(II) ou Ni(II)/tetraglicina pelo oxigênio dissolvido. O processo eletroquímico relacionado aos sistemas Cu(II)/Cu(III)/tetraglicina e Ni(II)/Ni(III)/tetraglicina são reversíveis, possibilitando monitorá-los adequadamente mediante o uso da técnica de eletrodo rotativo disco-anel. Entretanto, o sistema Co(II)/Co(III)/tetraglicina é irreversível. Esses estudos mostraram que as espécies de Cu(III) e Ni(III) geradas no eletrodo disco são instáveis nas condições experimentais empregadas. O efeito sinérgico positivo na presença de Ni(II) (que permitiu aumentar a sensibilidade) foi aproveitado para desenvolvimento de método espectrofotométrico e amperométrico simples e sensível para a determinação indireta de sulfito em meio aquoso. O método espectrofotométrico está baseado na medida de absorbância do complexo de Cu(III)/tetraglicina (gerado na presença de sulfito e traços de Ni(II)) em 365 nm. O método amperométrico em análise por injeção em fluxo baseia-se na medida de corrente (0,1 V vs Ag/AgCl) em função da concentração de Cu(III)/tetraglicina gerado quimicamente, na presença de sulfito e traços de Ni(II). Os métodos desenvolvidos foram empregados para a determinação de S(IV), em vinhos e sucos, após a sua extração da amostra acidificada, os resultados obtidos concordaram com aqueles obtidos pelo método iodométrico. / The present work presents spectrophotometric studies related to the sulfite induced autoxidation of Cu(II), Ni(II) and Co(II)/tetraglycine complexes. The sulfite induced autoxidação of Cu(II)/tetraglycine (1.0x10-3 mol L-1) at pH = 9.0 (borate buffer) is affected by the presence of small quantities of the Ni(II) or Co(II). In the absence of added nickel (II) or cobalt (II), the reaction is very inefficient and slow with one large induction period (about 4 h). Trace amounts of Ni(II) or Co(II) (10-5 - 10-6 M) affect the kinetic significantly: the induction period drastically decreases (less than 2 s) and the formation of Cu(III) is strongly accelerated. The effectiveness of Cu(III) formation becomes much higher. The catalytic activity and the positive synergism of Co(II) and Ni(II) may be explained by the faster oxidation of Co(II) or Ni(II)/tetraglycine complexes by dissolved oxygen. The electrochemistry of Cu(II)/Cu(III)/tetraglycine and Ni(II)/Ni(III)/tetraglycine systems are reversible, such as it was possible to monitor them by using the rotating ring-disk electrode technique. However, the Co(II)/Co(III)/tetraglycine system is irreversible. Those studies showed that the Cu(III) and Ni(III) species generated on the disk electrode are unstable in the employed experimental conditions. The positive sinergistic effect in the presence of Ni(II) (which allowed to increase the sensibility) was taken in advantage for development of one simple and sensitive spectrophotometric and amperometric method for indirect determination of sulfite in aqueous medium. The spectrophotometric method is based on the absorbance measurement of the Cu(III)/tetraglicyne complex (generated in the presence of sulfite and small quantities of Ni(II)) at 365 nm. The amperometric method by flow injection analysis is based on the current measurement (0.1 V vs Ag/AgCl) as function of Cu(III)/tetraglycine concentration chemically generated, in the presence of sulfite and Ni(II). The methods were employed for the determination of S(IV), in wines and juices, after its extraction from acidified samples and the results were in agreement with those obtained by the iodometric procedure.