Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2013-12-05T21:45:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 264453.pdf: 3410501 bytes, checksum: 49d04fccacedf8676cda3aa9c6179d04 (MD5) Previous issue date: 2008

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico / Made available in DSpace on 2012-10-19T07:05:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T23:20:40Z : No. of bitstreams: 1 178107.pdf: 51334110 bytes, checksum: 96b7770412546eaa7a54faa069c496ee (MD5) / Neste trabalho são estudadas as graduações granulométricas dos agregados para maximizar o teor de vazios comunicantes e a permeabilidade. Foram escolhidos 3 tamanhos máximo de agregados e diferentes brechas na graduação da granulometria. O teor de asfalto foi obtido com a ajuda do ensaio Cántabro e do ensaio MARSHALL. Os parâmetros usados foram o teor de vazios e de vazios comunicantes determinados em corpos de prova MARSHALL. Foram executadas placas para avaliação da deformação permanente e da permeabilidade. Foram compactadas três placas para cada uma das granulometrias estudadas no compactador LPC, de acordo com normas francesas. O resultado dos ensaios mostrou concretos asfálticos drenantes com percentagem de vazios comunicantes maior que 25%, com velocidade de percolação de até 13 cm/s no ensaio de permeabilidade, com perdas no ensaio Cántabro menores do que 25% e percentagem de deformação permanente menor do que 10% (exceto para uma formulação). O estudo mostrou que é possível obter-se concretos asfálticos drenantes com teores de vazios superiores a 25% controlando-se as brechas da curva granulométrica, permanecendo as misturas com resistência à desagregação e à deformação permanente, em limiares adequados.

Esta tesis se dedica al estudio experimental de fluctuaciones de densidad, orden o energía cinética en sistemas granulares de partículas esféricas confinadas en una caja poco profunda de geometría cuasi-bidimensional. El sistema es forzado mediante vibraciones sinusoidales ortogonales al plano de la caja contenedora. En particular nos enfocamos en dos sistemas: en el primero se estudian las fluctuaciones de densidad y orden en la vecindad de una coexistencia de fases tipo sólido-líquido; en el segundo se estudian las fluctuaciones de densidad y de energía en un sistema bidisperso de masa que se encuentra segregado. En el primer capítulo, se describen los medios granulares como medios complejos (que varían de comportamiento según sea el contexto físico), como materiales macroscópicos y disipativos, cuyas interacciones naturales son dadas mediante colisiones. Se hace una introducción a los fenómenos específicos que se estudiaron y se comentan trabajos anteriores que contextualizan las fenomenologías estudiadas. El primer caso, corresponde a un montaje cuasi-unidimensional que contiene partículas de acero inoxidable de 1 [mm] de diámetro y de altura un poco menor que dos veces el diámetro de las partículas. En el sistema la longitud horizontal es mucho mayor que la altura de la celda, y su ancho es solo seis veces mayor que el diámetro de la partículas. En un segundo caso se estudia un sistema cuasi-bidimensional compuesto por partículas de acero inoxidable y partículas de poliamida de 3 [mm] de diámetro. La caja que confina los granos tiene medidas tales que las longitudes horizontales son prácticamente iguales y la altura nuevamente no supera los dos diámetros de partícula. En este capítulo se explican también los métodos de adquisición de imágenes y de la aceleración. Además se detalla el proceso de análisis de imágenes para medir la posición y velocidad de las partículas. En un tercer capítulo se definen y analizan brevemente las cantidades físicas observables en que nos enfocamos para realizar este trabajo. En general son definidos como función del espacio y del tiempo, así como de la posición y velocidad de las partículas. Se diferencia también las medidas según la escala espacial de observación; escala microscópica, mesoscópica y macroscópica. En el cuarto capítulo se presentan los principales resultados obtenidos de la investigación realizada. Respecto al problema de la transición de fases tipo sólido-líquido se concluyó que ésta tiene un comportamiento análogo a una transición de primer orden, que es mediada por el crecimiento en intensidad y tamaño de las fluctuaciones de densidad y de orden, donde además se pudo medir la meta-estabilidad del sistema. Respecto al problema de explosiones granulares que se dan en un medio bidisperso de masa que se encuentra segregado y sincronizado con el forzamiento, se observó el fenómeno con dos regímenes de explosiones; uno caracterizado por pequeñas fluctuaciones de densidad y energía en un medio poco segregado, que además es poco regular en el tiempo, y otro régimen que se da en un medio segregado que es más regular en intensidad y tiempo. Se caracterizó la relación entre la dinámica de cada partícula que permanece en un punto fijo rebotando sólo con velocidad perpendicular al comportamiento colectivo de desincronización en cadena de las partículas, donde las partículas adquieren velocidad horizontal, se desincronizan respecto al forzamiento y se pierde parcialmente la segregación. En el quinto capítulo se presentan las conclusiones de la tesis y algunas propuestas de trabajo futuro, temas que quedan pendientes a realizar y que sigan la línea de investigación. Finalmente, en los apéndices se presenta una breve descripción (i) la medida de altura de las celdas, (ii) los diagramas de Voronoi, (iii) técnica de medida a escala mesoscópica, (iv) el método de nivelación del montaje y (v) un artículo publicado referente a las explosiones granulares.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002-10-31Bitstream added on 2014-06-13T20:30:08Z : No. of bitstreams: 1 mello_g_me_jabo.pdf: 2739688 bytes, checksum: 743e97d30e56d74696c18863b0b97333 (MD5) / Com o objetivo de avaliar a variabilidade espacial das propriedades físicas e químicas, do potencial natural de erosão (PNE), das perdas de solo (A) e do risco de erosão (RE) em duas regiões distintas, através de análises geoestatísticas, e visando fornecer subsídios para descrição de padrões de ocorrência de fertilidade e de erosão em duas áreas intensamente cultivadas, avaliou-se a dependência espacial das seguintes variáveis químicas: P, MO, K, Ca, Mg, pH, CTC e V%; físicas: areia, silte e argila; do PNE, da A e do RE. Coletaram-se amostras de solo em duas profundidades (0-0,2 e 0,6-0,8 m) situados em malha irregular de amostragem na região de Monte Alto (SP), num Argissolo Vermelho-Amarelo (PVA), sob diferentes manejos e relevo ondulado, perfazendo 88 pontos em uma área total de 1465 ha; e na região de Jaboticabal em Latossolo Vermelho (LV) cultivado com cana-de-açúcar em relevo suave, perfazendo 128 pontos, numa área total de 2597 ha. As propriedades químicas e físicas dos solos estudados apresentaram dependência espacial, com exceção da CTC na profundidade de 0,6-0,8 m para o solo LV; Ca e argila na profundidade de 0-0,2 m, e P, MO, K, Mg, areia e argila na camada de 0,6-0,8 m no solo PVA. As variáveis químicas e físicas estudadas ajustaram-se aos modelos esférico, exponencial, e algumas apresentaram semivariograma sem estrutura definida. O solo PVA apresentou maior variabilidade espacial das propriedades químicas e físicas, principalmente na profundidade 0,6 -0,8 m, camada que sofre menor influência antrópica. O solo LV apresentou zonas mais homogêneas de fertilidade e granulometria. O solo PVA apresentou maiores RE, devido ao relevo, uso atual e manejo. Para o solo LV os riscos são menos expressivos, devido tanto ao relevo quanto à utilização de práticas de uso e manejo mais adequadas. / With the aim to evaluate spatial variability of physical and chemical soil properties, natural erosion potential (NEP), soil losses (A) and erosion risk (ER) in two distinct regions through geostatistical analysis and to provide subsidies for description fertility and erosion standards in two intensively cultivated areas, was evaluated the spatial dependence of the following chemical variables: P, organic matter (OM), K, Ca, Mg, pH, cation exchange capacity (CEC) and base saturation (BS); physical variables: sand, silt and clay; NEP, A and ER. Were collected soil samples at two depth (0-0.2 and 0.6-0.8 m) located at irregular mesh of sampling in the region of Monte Alto (SP), in an Podzolic Yellow-Red (Alfissolo) (PVA), under different management and undulated topography resulting 88 points in 1465 ha of total area; and at the region of Jaboticabal in an Red Latosol (Oxissolo) (LV) cultivated with sugar cane on a smooth topography, resulting 128 points in 2597 ha of total area. The chemical and physical soil properties studied showed spatial dependence, except CEC at 0.6-0.8 m deep for LV; Ca and clay at 0-0.2 m deep and P, OM, K, Mg, sand and clay at 0.6-0.8 m deep for PVA. The chemical and physical variables studied were adjusted to spherical and exponential models and some showed semivariogram without defined structure. The PVA showed high spatial variability of chemical and physical soil properties, mainly at 0.6-0.8 m deep, layer with less antropic influence. The LV soil showed more homogenous zones of fertility and composition granulometric. The PVA soil showed high ER, due the relief, actual use and management. For LV soil the risks are less expressive due both the relief and the utilization of appropriated use and management practices.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-24Bitstream added on 2014-06-13T20:20:31Z : No. of bitstreams: 1 maia_cm_me_botib_parcial.pdf: 529191 bytes, checksum: f3ff8cafaf6c3d987b8ce2392fd921fb (MD5) Bitstreams deleted on 2015-07-02T12:36:05Z: maia_cm_me_botib_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-02T12:37:29Z : No. of bitstreams: 1 000708965_20200224.pdf: 526682 bytes, checksum: 1e276c4d5be0f6cd0400eb208e71a23e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A determinação das preferências dos animais tem sido aplicada visando identificar condições de conforto. Porém, tal determinação está envolta em problemas conceituais, pois se baseia, basicamente, em testes de escolha sobre itens do ambiente. Até que ponto uma opção escolhida é uma condição de preferência para os animais? Aqui avaliamos tal problemática estudando as escolhas de juvenis do peixe tilápia-do-Nilo (Oreochromis niloticus L., 1759) em duas condições sob isolamento social: cor ambiental e granulometria de substrato, nas quais usamos testes de múltipla escolha por 10 dias consecutivos. Encontramos tanto escolhas apenas momentâneas (escolhas) quanto escolhas consistentes ao longo dos dias (preferências), além de uma variabilidade nas respostas entre os indivíduos, revelando maior importância do perfil individual na determinação de escolhas e preferências. Para avaliar se o tipo de teste (múltipla escolha ou pareamento entre itens) pode influenciar as respostas de escolha e preferência, repetimos os testes na condição cor ambiental (pois, no estudo anterior, detectamos mais preferências nesta condição do que na granulometria de substrato), determinamos as escolhas e preferências individuais e, então, bloqueamos compartimentos preferidos ou mais escolhidos. Após 10 dias de teste pareamos, por mais 10 dias, dois itens de escolha, dois itens de preferência ou um item de escolha e um item de preferência. Ao parearmos itens previamente vistos como escolha, alguns indivíduos escolheram consistentemente um dos itens, revelando falsa preferência. No pareamento entre preferências, houve indivíduos que não tiveram escolha consistente, revelando falsa escolha. Já no pareamento entre uma escolha e uma preferência houve diferentes perfis de resposta. Assim, testes que pareiam itens devem ser evitados, pois... / Not available

Orientador : Marcio Luiz de Souza-Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-02T20:13:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_AlexandreMarconideSouzada_D.pdf: 1045987 bytes, checksum: 017ef3657be12ae9dedd4df55fd326b1 (MD5) Previous issue date: 2002 / Doutorado

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Magíster en Minería / Ingeniero Civil de Minas / La aplicación de métodos de caving en minas de gran profundidad se ha vuelto cada vez más frecuente, lo que se traduce en un incremento en las alturas de columna de mineral a explotar. Por este motivo, el material que fluye hacia los puntos de extracción se encontrará bajo un alto régimen de esfuerzos. El flujo gravitacional tiene un impacto sobre la recuperación de las reservas del yacimiento, por lo que resulta trascendental estudiar los mecanismos físicos que permitan comprender el proceso por el que un material hundido se mueve desde su posición inicial hasta los puntos de extracción bajo estas condiciones. El objetivo de esta tesis es mejorar el entendimiento sobre los mecanismos físicos en un flujo gravitacional confinado aplicado a minería de caving, a través de un set experimental. Para ello se diseña y construye un equipo de laboratorio capaz de replicar aproximadamente la magnitud los esfuerzos verticales existentes en la mina, para estudiar el efecto de la sobrecarga aplicada en la capacidad de fluir del material, medir la fragmentación y compactación del material durante los ensayos y medir el efecto del esfuerzo vertical en las zonas de flujo del material. A partir de diferentes ensayos se determinan las propiedades de corte, propiedades de resistencia, tamaños y forma del material. Los parámetros a variar en los ensayos corresponden al esfuerzo aplicado por la prensa hidráulica y el tamaño del material a utilizar. Los experimentos realizados muestran una clara influencia de la carga vertical aplicada en el comportamiento del flujo material granular. Entre mayor es la carga vertical, mayor es el grado de compactación, a su vez existe una mayor reducción de los tamaños de los fragmentos. Además existe una reducción en las características de flujo lo que resulta en colgaduras o arcos mecánicos donde el flujo no es posible a pesar de tener razones entre ancho del punto de extracción y tamaño de partículas mayores a 5 veces. Respecto al efecto del tamaño de partícula, éste no tiene un efecto significativo en la geometría de las zonas de flujo de extracción y movimiento bajo las condiciones establecidas en los experimentos realizados. El mecanismo físico que está principalmente presente en los experimentos que estudian el flujo gravitacional confinado, es el colapso de arcos donde la geometría de IEZ está controlada por la cantidad de masa extraída y los esfuerzos verticales aplicados. Por otro lado, el mecanismo de erosión no se observa a medida que el material es extraído desde el punto de extracción de manera aislada. Finalmente, a partir de los resultados experimentales, se desarrolla una aplicación en minería de caving que relaciona el régimen de esfuerzos a escala mina con los esfuerzos aplicados en los experimentos. La aplicación se enfoca en la capacidad de fluir del material variando de acuerdo al tamaño característico del material, diámetro del punto de extracción y los esfuerzos verticales aplicados.

Doctor en Ciencias de la Ingeniería, Mención Fluidodinámica / El transporte hidráulico de partículas a altas concentraciones es una tecnología ampliamente utilizada en la industria para transportar diferentes tipos de materiales granulares mediante la mezcla con fluidos, agua en la mayoría de los casos. En el primer capítulo de esta tesis, vamos a discutir los aspectos más importantes de la dinámica de las suspensiones. En particular, vamos a explicar la física de las suspensiones diluidas, suspensiones semi-diluidas y suspensiones concentradas. Adicionalmente, una revisión de la sedimentación de partículas será mostrada. La sedimentación es un proceso por el cual las partículas sólidas se separan de un líquido, generalmente bajo la acción de fuerzas gravitacionales. La sedimentación es una de las técnicas más antiguas conocidas utilizadas en la industria para limpiar fluidos o, alternativamente, para recuperar partículas. En el segundo capítulo, vamos a mostrar los resultados de un trabajo numérico experimental de sedimentación de partículas ligeramente polidispersas. Una serie de simulaciones numéricas y experimentos de sedimentación se han realizado para comprender los factores que controlan el ángulo final de una capa de sedimento estática formada por partículas cuasi-monodispersas que sedimentan en un contenedor inclinado. El conjunto de experimentos incluye varias combinaciones de la viscosidad del fluido, ángulo del contenedor y concentración de sólidos. Una comparación entre los experimentos y un conjunto de simulaciones numéricas en dos dimensiones muestra que el mecanismo físico responsable de la disipación de energía en el sistema son las colisiones entre las partículas. Los resultados proporcionan nuevos conocimientos sobre el mecanismo que establece la morfología de la capa de sedimento formada por la sedimentación de las partículas en el fondo de un contenedor inclinado. El seguimiento de la interfaz entre los sólidos de la suspensión y la zona clara de fluido revela que el ángulo final adoptada por la capa de sedimento muestra fuertes dependencias de la concentración inicial de partículas y la inclinación del recipiente, pero no la viscosidad del fluido dentro de un rago de números de Reynolds de partículas pequeños. Se concluye que (1) la función de escondimiento juega un papel importante en el ángulo de la capa de sedimentos, (2) la relación entre el efecto de fricción y la pendiente puede ser explicado como una función casi lineal de la velocidad proyectada a lo largo del fondo del contenedor, y ( 3) antes de la finalización de la sedimentación hay una interacción entre partículas significativa a través del fluido que afecta a la organización de la capa final. Podemos expresar la pendiente del lecho de sedimentos como una funci|ón de dos números adimensionales, una versión del número inercial y la concentración de partículas. Los presentes experimentos confirman algunos resultados anteriores sobre el papel del fluido intersticial en los flujos a bajos número de Stokes de partículas. Por último, vamos a mostrar los resultados de un trabajo numérico. Aquí, hemos utilizado un modelo de mezcla continuo para resolver numéricamente las ecuaciones de momento y continuidad asociadas con la dinámica de sedimentación de mezclas de líquido y sólido altamente concentradas en un conducto inclinado abajos números de Reynolds. El conjunto de simulaciones numéricas incluye varias combinaciones de la viscosidad del fluido, ángulo de conducto y concentración de partículas. Esta investigación tiene como objetivo mostrar la fenomenología y dinámica asociada a la sedimentación de partículas monodispersas bajo diferentes condiciones físicas y la caracterización de la etapa final de la capa de sedimento en dos tipos de geometrías inclinadas, con y sin una sección horizontal. Usando argumentos de escala, una expresión matemática formada por tres grupos a dimensionales, incluyendo el número inercial, la concentración de partículas y la relación entre el número de sedimentación Grashof para el número de Reynolds se propone para explicar la altura de la capa de sedimento en la zona de cambio de pendiente de un conducto. Además, encontramos que la concentración inicial es una variable muy importante para saber bajo qué condición es el conducto podría obstruirse. Los principales resultados de esta tesis se presentaron como dos artículos científicos, el primero publicado en el Journal Physics of Fluids, y el segundo trabajo bajo revisión en el International Journal of Multiphase Flow. / Esta tesis ha sido parcialmente financiada por Conicyt Beca de Doctorado Nacional N° 21110766

Magíster en Ciencias, Mención Física / Este trabajo presenta un estudio experimental sistemático de estructuras localizadas llamadas kinks, las que corresponden a conexiones espaciales entre soluciones simétricamente estables en sistemas extendidos. Los objetivos principales de esta tesis son realizar una caracterización acabada de kinks granulares unidimensionales en una cama granular fluidizada mediante un flujo periódico de aire y realizar una descripción cuantitativa de su dinámica. El trabajo de tesis se presenta con una introducción al tema, dándose una descripción general de sistemas fuera del equilibrio y de medios granulares. En la sección siguiente, Marco Experimental, se dan a conocer los detalles del montaje, del forzamiento y la obtención de datos. En la sección Marco Teórico, se presentan las herramientas que se utilizarán en la descripción del comportamiento de la capa granular y del kink en sí. En dicha sección se tratan temas acerca de las bases del comportamiento de un sistema para la existencia de kinks y se dan resultados relativos a sistemas sometidos a fluctuaciones, de suma importancia para la descripción de la dinámica del kink. Luego se dan a conocer los resultados experimentales, donde se describe el espacio de parámetros que se explora, se realiza un estudio del comportamiento oscilatorio de la capa granular presentándose un modo de respuesta crítico el que se estudia mediante el uso de ecuaciones de amplitud. En dicho estudio se caracteriza una inestabilidad paramétrica que da la posibilidad de la existencia de kinks, los que son caracterizados, describiendo cómo cambia su talla y su amplitud en función del parámetro de control. Sobre el kink se presenta una estructura periódica espacial generada por las fluctuaciones inherentes del sistema que influye fuertemente en la dinámica del kink, el precursor. La existencia del precursor, genera que la dinámica del kink sea análoga a la de una partícula browniana que se mueve entre puntos de equilibrio dando saltos entre ellos. La dinámica del kink es estudiada utilizando herramientas estocásticas que permiten mostrar que el promedio de los tiempos que el kink tarda en realizar los saltos crece exponencialmente con el parámetro de control. Finalmente se presentan las conclusiones máas importantes, las proyecciones y un apéndice con las publicaciones que fueron originadas desde este trabajo.