Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Adriana_ Neres de Lima Model.pdf: 1114285 bytes, checksum: 5ac5451e63a53706eccc865aabd911c5 (MD5) Previous issue date: 2016-02-16 / Nitrification associated to autotrophic denitrification, up from an elemental sulfur as an electron donor, can be an adequate option during the post-treatment of anaerobic effluent, which contains ammoniacal nitrogen that should be nitrified, and whose low carbon concentrations (C/N<5) make heterotrophic denitrification difficult. Due to the alkalinity consumption in both processes, lime materials can be applied as alkalizing to ensure the nitrogen removal efficiencies. Therefore, based on this finding, this research has proposed nitrification application followed by autotrophic denitrification in a single reactor containing elemental sulfur and dolomitic limestone to remove nitrogen from an anaerobic effluent from a cold storage from poultry industry. Thus, this study was divided into three steps due to some gaps in literature on the application of autotrophic denitrification up from elemental sulfur in real effluents. In the first step, the performance of autotrophic denitrification was evaluated in four anoxic fixed-bed reactors of elemental sulfur and dolomitic lime at 4:0, 3:1, 1:1 and 1:3 ratios. The reactors were submitted to constant nitrogen feed load (0.114 kg N m³ -1 d-1) under five initial alkalinity conditions (1,000, 800, 600, 400 and 200 mg CaCO3 L-1). The reactors showed similar behavior under those five evaluated experimental conditions. The greatest denitrification efficiencies (from 84.8 to 94.9%) were observed in the first three conditions, whose denitrification rate was 0.102 ± 0.002 kg NOx m³ -1 d-1 and apparent consumption of alkalinity superior to 244.8 mg CaCO3 L-1. Denitrification efficiencies tended to decrease due to the decrease in the initial concentration of alkalinity up from the third experimental condition (600 mg CaCO3 L-1) due to an excessive consumption and inadequate increase of alkalinity (< 180 mg CaCO3 L-1) from dolomitic limestone. During the second step, the anoxic reactor with bed composition (1: 3 ratio), whose initial alkalinity condition was 600 mg CaCO3 L-1, operated at 14, 10 and 6 h HRT. The reactor showed denitrification efficiencies of 94.4 ± 2.0; 94.9 ± 2; 71.1 ± 7.8% as well as denitrification rates of 0.115 ± 0.007; 0.164 ± 0.007 and 0.217 ± 0.025 kg NOx m³ -1 d-1 for HDT of 14, 10 and 6 hours, respectively. At the sixth hour-HRT, the applied overload and limited mass transfer may have contributed to performance decrease into the reactor due to the accumulation of gases in the bed. The third step approached about feeding strategies with mixing ammonified as well as nitrified one in different rates 1:3 (E1), 1:1 (E2) and 3:1 (E3) in anoxic-aerobic reactor of fixed bed with elemental sulfur: dolomitic limestone 1: 3, under 1,000 mg CaCO3 L-1 initial condition of alkalinity. The reactor presented some efficiencies of ammoniacal and total nitrogen removal of 67.3 ± 6.4 and 64.2 ± 6.3% for E1 condition, 63.4 ± 6.4 and 53.1 ± 7.1% for E2 and 14.2 ± 4.4 and 33.8 ± 1.7% for E3. The generation of hydrogen sulfide mainly from sulfur imbalance effect in anoxic compartment may have contributed to a partial inhibition of nitrifying bacteria. The difficulty in keeping the nitrification process was characterized as a limiting factor during nitrogen removal. Low total nitrogen removal efficiencies have implied that nitrification followed by autotrophic denitrification from elemental sulfur in a single reactor was inadequate to remove nitrogenous compounds of anaerobic effluent from a cold storage from poultry industry / A nitrificação acoplada à desnitrificação autotrófica, a partir do enxofre elementar como doador de elétrons, pode ser uma opção adequada no pós-tratamento de efluentes anaeróbios, os quais contêm nitrogênio amoniacal que deve ser nitrificado, cujas baixas concentrações de carbono (C/N<5) dificultam a desnitrificação heterotrófica. Devido ao consumo de alcalinidade nos dois processos, materiais calcários podem ser utilizados como alcalinizantes para garantir as eficiências de remoção do nitrogênio. Com base nessa constatação, esta pesquisa propôs a aplicação da nitrificação seguida da desnitrificação autotrófica em único reator contendo enxofre elementar e calcário dolomítico na remoção de nitrogênio de efluente anaeróbio proveniente de frigorífico avícola. Devido às lacunas presentes na literatura sobre a aplicação da desnitrificação autotrófica a partir do enxofre elementar em efluentes reais, esse estudo foi dividido em três etapas. Na primeira etapa, avaliou-se o desempenho da desnitrificação autotrófica em quatro reatores anóxicos de leito fixo de enxofre elementar e calcário dolomítico nas proporções de 4:0, 3:1, 1:1 e 1:3. Os reatores foram submetidos à alimentação de carga nitrogenada constante de 0,114 kg N m³ -1 d-1 em cinco condições de alcalinidade inicial (1000, 800, 600, 400 e 200 mg CaCO3 L-1). Os reatores apresentaram comportamento semelhante nas cinco condições experimentais avaliadas. As maiores eficiências de desnitrificação (entre 84,8 e 94,9%) foram observadas nas três primeiras condições, com taxa de desnitrificação de 0,102±0,002 kg NOx m³ -1 d-1 e consumo aparente de alcalinidade superior a 244,8 mg CaCO3 L-1. As eficiências de desnitrificação tenderam a diminuir em função do decréscimo da alcalinidade inicial a partir da terceira condição experimental (600 mg CaCO3 L-1) devido ao consumo excessivo e ao incremento insuficiente de alcalinidade (<180 mg CaCO3 L-1) a partir do calcário dolomítico. Na segunda etapa, o reator anóxico com composição de leito na relação de 1:3, em condição inicial de alcalinidade de 600 mg CaCO3 L-1, foi operado em TDH de 14, 10 e 6 horas. O reator apresentou eficiências de desnitrificação de 94,4±2,0 e 94,9±2 e 71,1±7,8% e taxas de desnitrificação de 0,115±0,007, 0,164±0,007 e 0,217±0,025 kg NOx m³ -1 d-1 para os TDH de 14, 10 e 6 horas, respectivamente. No TDH de 6 horas, a sobrecarga aplicada e a limitada transferência de massa, devido ao acúmulo de gases no leito, podem ter contribuído para diminuição do desempenho do reator. A terceira etapa abordou estratégias de alimentação com mistura de efluentes amonificado e nitrificado em diferentes proporções de 1:3 (E1), 1:1 (E2) e 3:1 (E3) em reator anóxico-aeróbio de leito fixo de enxofre elementar: calcário dolomítico de 1:3 em condição inicial de alcalinidade de 1000mg CaCO3L-1. O reator apresentou eficiências de remoção de nitrogênio amoniacal e total de 67,3±6,4 e 64,2±6,3% para a condição E1, 63,4±6,4 e 53,1±7,1% para E2 e 14,2±4 e 33,8±1,7% para E3. A geração de sulfeto de hidrogênio a partir, principalmente, do efeito de desproporção do enxofre no compartimento anóxico, pode ter contribuído para a inibição parcial das bactérias nitrificantes. A dificuldade em manter o processo de nitrificação foi caraterizada como fator limitante na remoção de nitrogênio. As baixas eficiências de remoção de nitrogênio total indicaram que a nitrificação seguida da desnitrificação autotrófica, a partir do enxofre elementar em único reator, não foi adequada para remover compostos nitrogenados de efluente anaeróbio de frigorífico avícola

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Adriana_ Neres de Lima Model.pdf: 1114285 bytes, checksum: 5ac5451e63a53706eccc865aabd911c5 (MD5) Previous issue date: 2016-02-16 / Nitrification associated to autotrophic denitrification, up from an elemental sulfur as an electron donor, can be an adequate option during the post-treatment of anaerobic effluent, which contains ammoniacal nitrogen that should be nitrified, and whose low carbon concentrations (C/N<5) make heterotrophic denitrification difficult. Due to the alkalinity consumption in both processes, lime materials can be applied as alkalizing to ensure the nitrogen removal efficiencies. Therefore, based on this finding, this research has proposed nitrification application followed by autotrophic denitrification in a single reactor containing elemental sulfur and dolomitic limestone to remove nitrogen from an anaerobic effluent from a cold storage from poultry industry. Thus, this study was divided into three steps due to some gaps in literature on the application of autotrophic denitrification up from elemental sulfur in real effluents. In the first step, the performance of autotrophic denitrification was evaluated in four anoxic fixed-bed reactors of elemental sulfur and dolomitic lime at 4:0, 3:1, 1:1 and 1:3 ratios. The reactors were submitted to constant nitrogen feed load (0.114 kg N m³ -1 d-1) under five initial alkalinity conditions (1,000, 800, 600, 400 and 200 mg CaCO3 L-1). The reactors showed similar behavior under those five evaluated experimental conditions. The greatest denitrification efficiencies (from 84.8 to 94.9%) were observed in the first three conditions, whose denitrification rate was 0.102 ± 0.002 kg NOx m³ -1 d-1 and apparent consumption of alkalinity superior to 244.8 mg CaCO3 L-1. Denitrification efficiencies tended to decrease due to the decrease in the initial concentration of alkalinity up from the third experimental condition (600 mg CaCO3 L-1) due to an excessive consumption and inadequate increase of alkalinity (< 180 mg CaCO3 L-1) from dolomitic limestone. During the second step, the anoxic reactor with bed composition (1: 3 ratio), whose initial alkalinity condition was 600 mg CaCO3 L-1, operated at 14, 10 and 6 h HRT. The reactor showed denitrification efficiencies of 94.4 ± 2.0; 94.9 ± 2; 71.1 ± 7.8% as well as denitrification rates of 0.115 ± 0.007; 0.164 ± 0.007 and 0.217 ± 0.025 kg NOx m³ -1 d-1 for HDT of 14, 10 and 6 hours, respectively. At the sixth hour-HRT, the applied overload and limited mass transfer may have contributed to performance decrease into the reactor due to the accumulation of gases in the bed. The third step approached about feeding strategies with mixing ammonified as well as nitrified one in different rates 1:3 (E1), 1:1 (E2) and 3:1 (E3) in anoxic-aerobic reactor of fixed bed with elemental sulfur: dolomitic limestone 1: 3, under 1,000 mg CaCO3 L-1 initial condition of alkalinity. The reactor presented some efficiencies of ammoniacal and total nitrogen removal of 67.3 ± 6.4 and 64.2 ± 6.3% for E1 condition, 63.4 ± 6.4 and 53.1 ± 7.1% for E2 and 14.2 ± 4.4 and 33.8 ± 1.7% for E3. The generation of hydrogen sulfide mainly from sulfur imbalance effect in anoxic compartment may have contributed to a partial inhibition of nitrifying bacteria. The difficulty in keeping the nitrification process was characterized as a limiting factor during nitrogen removal. Low total nitrogen removal efficiencies have implied that nitrification followed by autotrophic denitrification from elemental sulfur in a single reactor was inadequate to remove nitrogenous compounds of anaerobic effluent from a cold storage from poultry industry / A nitrificação acoplada à desnitrificação autotrófica, a partir do enxofre elementar como doador de elétrons, pode ser uma opção adequada no pós-tratamento de efluentes anaeróbios, os quais contêm nitrogênio amoniacal que deve ser nitrificado, cujas baixas concentrações de carbono (C/N<5) dificultam a desnitrificação heterotrófica. Devido ao consumo de alcalinidade nos dois processos, materiais calcários podem ser utilizados como alcalinizantes para garantir as eficiências de remoção do nitrogênio. Com base nessa constatação, esta pesquisa propôs a aplicação da nitrificação seguida da desnitrificação autotrófica em único reator contendo enxofre elementar e calcário dolomítico na remoção de nitrogênio de efluente anaeróbio proveniente de frigorífico avícola. Devido às lacunas presentes na literatura sobre a aplicação da desnitrificação autotrófica a partir do enxofre elementar em efluentes reais, esse estudo foi dividido em três etapas. Na primeira etapa, avaliou-se o desempenho da desnitrificação autotrófica em quatro reatores anóxicos de leito fixo de enxofre elementar e calcário dolomítico nas proporções de 4:0, 3:1, 1:1 e 1:3. Os reatores foram submetidos à alimentação de carga nitrogenada constante de 0,114 kg N m³ -1 d-1 em cinco condições de alcalinidade inicial (1000, 800, 600, 400 e 200 mg CaCO3 L-1). Os reatores apresentaram comportamento semelhante nas cinco condições experimentais avaliadas. As maiores eficiências de desnitrificação (entre 84,8 e 94,9%) foram observadas nas três primeiras condições, com taxa de desnitrificação de 0,102±0,002 kg NOx m³ -1 d-1 e consumo aparente de alcalinidade superior a 244,8 mg CaCO3 L-1. As eficiências de desnitrificação tenderam a diminuir em função do decréscimo da alcalinidade inicial a partir da terceira condição experimental (600 mg CaCO3 L-1) devido ao consumo excessivo e ao incremento insuficiente de alcalinidade (<180 mg CaCO3 L-1) a partir do calcário dolomítico. Na segunda etapa, o reator anóxico com composição de leito na relação de 1:3, em condição inicial de alcalinidade de 600 mg CaCO3 L-1, foi operado em TDH de 14, 10 e 6 horas. O reator apresentou eficiências de desnitrificação de 94,4±2,0 e 94,9±2 e 71,1±7,8% e taxas de desnitrificação de 0,115±0,007, 0,164±0,007 e 0,217±0,025 kg NOx m³ -1 d-1 para os TDH de 14, 10 e 6 horas, respectivamente. No TDH de 6 horas, a sobrecarga aplicada e a limitada transferência de massa, devido ao acúmulo de gases no leito, podem ter contribuído para diminuição do desempenho do reator. A terceira etapa abordou estratégias de alimentação com mistura de efluentes amonificado e nitrificado em diferentes proporções de 1:3 (E1), 1:1 (E2) e 3:1 (E3) em reator anóxico-aeróbio de leito fixo de enxofre elementar: calcário dolomítico de 1:3 em condição inicial de alcalinidade de 1000mg CaCO3L-1. O reator apresentou eficiências de remoção de nitrogênio amoniacal e total de 67,3±6,4 e 64,2±6,3% para a condição E1, 63,4±6,4 e 53,1±7,1% para E2 e 14,2±4 e 33,8±1,7% para E3. A geração de sulfeto de hidrogênio a partir, principalmente, do efeito de desproporção do enxofre no compartimento anóxico, pode ter contribuído para a inibição parcial das bactérias nitrificantes. A dificuldade em manter o processo de nitrificação foi caraterizada como fator limitante na remoção de nitrogênio. As baixas eficiências de remoção de nitrogênio total indicaram que a nitrificação seguida da desnitrificação autotrófica, a partir do enxofre elementar em único reator, não foi adequada para remover compostos nitrogenados de efluente anaeróbio de frigorífico avícola

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-01-27T17:33:00Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Kamila Almeida dos Santos - 2015.pdf: 15571589 bytes, checksum: 4409744d6740773c19322b95c96e75cd (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-01-28T11:52:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Kamila Almeida dos Santos - 2015.pdf: 15571589 bytes, checksum: 4409744d6740773c19322b95c96e75cd (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-28T11:52:55Z (GMT). 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Using the hydrodynamic model HECRAS were created various flood scenarios with return periods of 15, 25, 50 and 100 years for the project rainfall; there was aid of a geographic information system, using ArcMap 10.0 to the high-resolution orthophoto city and DEM made from airborne laser scanner, with this material extracted the geometry of the basin. In hydrodynamic modeling crafted the model was run in unsteady flow considering the full Saint Venant equation. In addition to the hydrodynamic modeling was carried out a simulation on the INPE simplified model called HAND, which turned out to be an inexpensive tool, easily accessible and with quality results. With the results obtained (flood hydrograph and flood patches concerning the different return times) flood areas were shown in different scenarios created, and you can compare them. The results showed that the flood spot along the basin have become significantly larger as the return periods grow. In urbanized streams were no major changes than the changes that occurred in streams away from the urban area. Streams that are outside the urbanized area focuses on the alert, they are natural streams and showed that will not support the volume of water resulting from this work. / O processo de urbanização que está ocorrendo nas cidades brasileiras tem se mostrado desorganizado e com isso as inundações estão se tornando um fenômeno recorrente. O crescimento da impermeabilização no solo urbano diminui a quantidade de água infiltrada no solo durante o período de chuva, os córregos não conseguem suprir a demanda da água nos canais, além de receber do escoamento superficial uma grande quantidade. Nesse contexto a modelagem hidrodinâmica é uma ferramenta importante para avaliar os sistemas de drenagens e prever os efeitos da inundação. Dessa forma o presente trabalho foi aplicado na bacia hidrográfica do Ribeirão Anicuns, no município de Goiânia, onde uma parte considerável da bacia se encontra em área urbanizada. Utilizando o modelo hidrodinâmico HEC-RAS foram criados vários cenários de inundação com os tempos de retorno de 15, 25, 50 e 100 anos para a chuva de projeto; houve auxílio de um Sistema de Informações Geográficas, utilizando o programa ArcMap 10.0 a ortofoto do município de alta resolução e o MDT feito a partir de laser scanner aerotransportado, com esse material se extraiu a geometria da bacia hidrográfica. Na modelagem hidrodinâmica trabalhada o modelo foi executardo no regime não permanente, considerando a equação de Saint Venant completa. Além da modelagem hidrodinâmica foi realizada uma simulação no modelo simplificado HAND do INPE, onde se mostrou ser uma ferramenta barata, de fácil acesso e com resultados de qualidade. Com os resultados obtidos (hidrogramas de cheia e manchas de inundação referente aos diferentes tempos de retorno) foram mostradas áreas de inundação nos diferentes cenários criados, sendo possível compara-los. Os resultados mostraram que a mancha de inundação ao longo da bacia se tornaram significativamente maiores a medida que os tempos de retorno cresciam. Nos córregos urbanizados houve mudanças maiores do que as mudanças que ocorreram nos córregos afastados do perímetro urbano. Nos córregos que estão fora da área urbanizada foca o alerta, são córregos naturais e mostraram que não suportarão o volume de água resultante deste trabalho.

A hidrocefalia é uma doença ocasionada pelo distúrbio na formação, circulação ou absorção do líquido cefalorraquidiano (líquor) que acarreta na elevação da pressão intracraniana. O tratamento mais usual para a disfunção é a derivação ventrículo-peritoneal (DVP) responsável pela drenagem do líquor do ventrículo até o abdômen do paciente, através do implante de um cateter ventricular, uma válvula neurológica e um cateter peritoneal. Desse modo, o presente estudo apresenta o conceito de uma nova válvula neurológica com um mecanismo inovador para alteração da pressão de funcionamento, com um menor custo produtivo e de possível aceitação pelo Sistema Único de Saúde (SUS). A norma ISO 7197 forneceu as diretrizes atendidas no desenvolvimento da válvula neurológica ajustável e as informações para a construção das bancadas de testes, utilizadas para a realização dos ensaios hidrodinâmicos no protótipo do dispositivo valvular. Foram pesquisados os biomateriais empregados na fabricação de válvulas neurológicas comerciais, para a proposição dos materiais necessários para a construção da válvula ajustável por acionamento mecânico proposta. O aparato utilizado nos testes hidrodinâmicos apresentou incertezas experimentais, que não comprometem os resultados e a avaliação do desempenho in vitro do dispositivo testado. O protótipo da válvula resistiu aos testes de vazamento e de refluxo de fluido. As pressões de abertura e de fechamento apresentaram-se adequadas para o início e a interrupção do escoamento na DVP. Também foi obtido o comportamento do diferencial de pressão, em função da vazão, para as quatro classes de funcionamento disponíveis no protótipo testado. A avaliação hidrodinâmica do protótipo da válvula ajustável por acionamento mecânico apresenta resultados satisfatórios no controle da drenagem de líquor, frente a todos os ensaios hidrodinâmicos realizados. / Hydrocephalus is a disease caused by disturbance in formation, circulation or absorption of cerebrospinal fluid (CSF) which causes high intracranial pressure. The most common treatment for the dysfunction is the ventricle-peritoneal shunt responsible for drainage of cerebrospinal fluid from the patient\'s ventricle to the abdomen, through the implant of a ventricular catheter, a neurological valve and a peritoneal catheter. Thus, the present study introduces the concept of a new valve with an innovative mechanism to change the working pressure, with a lower cost of production and possible acceptance by the Brazilian Health System. ISO 7197 provided the guidelines met in the development of adjustable neurological valve and the information for the construction of testing rigs, used for hydrodynamic testing on the valve device prototype. Biomaterials used in manufacturing commercial neurological valves have been researched for proposition of materials needed for the proposed adjustable neurological valve by mechanical drive. The apparatus used in hydrodynamic tests presented experimental uncertainties, which do not compromise the results and evaluation of in vitro performance of the device tested. The prototype of the valve withstood the leak and the fluid backflow testing. The opening and closing pressures were suitable for the beginning and the interruption of the flow in the ventricle-peritoneal shunt. It was also obtained the behavior of the pressure differential, due to the flow, for the four classes of operation available in the prototype tested. Hydrodynamic evaluation of the prototype of the adjustable valve by mechanical drive shows satisfactory results in the control of CSF drain, dealing with all hydrodynamic tests carried out.

Orientadores: Edvaldo Sabadini, Rosângela Barros Zanoni Lopes Moreno / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T12:17:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_RobertaKamei_D.pdf: 3168201 bytes, checksum: 311be9e2895bc6d972563662136638fa (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O presente trabalho descreve o potencial das micelas gigantes como aditivos para facilitar operações de gravel-pack. O objetivo da operação de completação gravel-pack é obtenção de um filtro de areia ou cerâmica (gravel) capaz de conter areia da formação durante a produção de um poço de petróleo. As micelas gigantes podem ser utilizadas na fase de preenchimento do gravel-pack, com a finalidade de produzir um sistema capaz de reduzir as perdas de carga geradas pelo fluxo turbulento do fluido (por redução de atrito hidrodinâmico), melhorar a homogeneidade da distribuição de areia na dispersão e, consequentemente, viabilizar a operação em cenários de janela operacional estreita. O fênomeno de redução de atrito hidrodinâmico está relacionado com a menor energia requerida para o escoamento de líquidos em regime turbulento, quando certas macromoléculas estão dissolvidas. Estudos indicam que a redução de atrito hidrodinâmico pode estar diretamente relacionada à flexibilidade e ao tamanho de macromoléculas, que podem interagir com os vórtices e evitar a dissipação da energia. Soluções de alguns surfactantes, em determinadas condições, podem formar micelas alongadas (gigantes). O sistema resultante possui algumas características de soluções poliméricas, sendo capaz de produzir o mesmo efeito, sem, no entanto, sofrer degradação mecânica devido ao bombeamento ou cisalhamento prolongado. Foram desenvolvidos estudos fundamentais a partir de medidas reológicas, calorimétricas e de espalhamento dinâmico de luz para investigar a estabilidade térmica e mecânica de micelas gigantes formadas por surfactantes catiônicos e ânions aromáticos. Em seguida, foram avaliadas as melhores composições, nas quais se obtiveram significativos níveis de redução de atrito hidrodinâmico em condições de temperaturas de fundo de poço, em soluções de alta salinidade e usando-se micelas gigantes formadas por surfactantes comerciais. Os resultados desses estudos fundamentais foram utilizados para avaliar o desempenho das micelas gigantes em circuitos de escoamento. Também foi verificado o efeito da presença das micelas gigantes no arraste do grão de areia, em condições próximas às das operações de gravel-pack / Abstract: This thesis describes the potential of wormlike micelles as additives to improve gravel-pack operations. The aim of the completion operation of grave-pack is to create a sand or ceramic filter able to contain the sand formation during the gravel-pack operation in order to produce a system capable of reducing friction losses on a fluid in turbulent flow (by drag reduction), to improve the homogeneity of the distribution of sand dispersion and thus facilitate the operation in case of narrow window scenarios. The phenomenon of drag reduction is related to the lower energy required for liquid transports in turbulent flow when certain macromolecules are dissolved. Studies indicate that drag reduction can be directly related to the flexibility and size of the macromolecules, which can interact with the vortices and prevent dissipation of energy. Solutions of some surfactants, under certain conditions, can form long micelles (wormlike micelles). The resulting system has some characteristics of polymer solutions, being able to produce the same effect, however without suffering degradation due to pumping or high shear. Fundamental studies were conducted using rheological, calorimetric and dynamic light scattering measurements in order to investigate the thermal and mechanical stability of wormlike micelles formed by cationic surfactants and aromatic anions. Then, the best compositions were evaluated, which were obtained significant levels of drag reduction under bottom hole temperature, in solutions of high salinity and using wormlike micelles formed by commercial surfactants. The results of these fundamental studies were used to evaluate the performance of wormlike micelles in flow loops. We also checked the effect of the presence / Doutorado / Físico-Química / Doutora em Ciências

Orientador: Wei-Liang Qian / Resumo: O sucesso da descrição hidrodinâmica das colisões de íons pesados relativísticos desempenha um papel vital para entender as propriedades da matéria QCD. A essência da evolução hidrodinâmica, em geral, foi atribuída à resposta dinâmica às condições iniciais flutuantes. Em particular, as características observadas nas correlações de duas partículas, referidas como ``cume'' e ``ombro'', mostraram ser reproduzidas com sucesso por simulações hidrodinâmicas com condições iniciais flutuantes evento a evento, mas não por condições iniciais médias. Posteriormente, leva ao entendimento atual, através de extensos estudos de análise hidrodinâmica/transporte baseada em eventos por eventos, que as correlações de duas partículas para o momento transversal inferior podem ser interpretadas principalmente em termos de harmônicos de fluxo $ v_n $. Notavelmente, o fluxo triangular, $ v_3 $, é atribuído principalmente à aparência da estrutura do ``ombro'' no lado externo da partícula acionadora. Além disso, entende-se que esses coeficientes harmônicos estão intimamente associados aos correspondentes $ \varepsilon_n $, as anisotropias da distribuição inicial de energia. No entanto, a linearidade entre $ v_n $ e $ \varepsilon_n $ se torna menos evidente para harmônicos maiores que $ n = 2 $. Isso sugere que as próprias flutuações de evento a evento carregam informações importantes, além da linearidade observada. Se alguém se restringe apenas à análise das relações/correlações médias de eventos entr... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

O presente trabalho reporta o esforço empenhado para relacionar nível d\'água e vazão, fazendo uso exclusivamente de medições de nível, em campo, durante a passagem de ondas de cheia através de um trecho de canal prismático situado no perímetro urbano da cidade de São Carlos, SP denominado Córrego do Gregório. Montagens para coleta de dados em campo foram testadas e foi utilizada a modelagem hidrodinâmica 1-D para a resolução das equações de Saint-Venant, através do método implícito de quatro pontos de Preissmann. Apesar do potencial do método, já apontado por alguns autores, o presente trabalho reporta dificuldades na realização de medições e também problemas na modelagem de trecho de canal com características muito particulares. Várias análises foram realizadas tais como a verificação do número de passos de tempo necessário para minimização dos efeitos da condição inicial imposta (IQ1), a verificação da celeridade de uma onda de cheia analisando os picos dos eventos e assim determinar o coeficiente de cisalhamento de Manning proposto por Aricò, Nasello e Tucciarelli (2009) e o método implícito na resolução das equações de SV proposto por Jin, Coran e Cook (2004), que funciona como um filtro baseado no número de Froude (condição do tipo de escoamento) também foi testado. Durante o evento do dia 23/03/2013 foi estimado as velocidades em campo. Para cada um dos 12 eventos registrados foi realizado uma simulação utilizando o modelo hidrodinâmico e o melhor resultado foi utilizado em uma segunda simulação para comparar as lâminas d\'água observadas e calculadas. Ao analisar o quanto os valores de erros máximos absolutos (ERMAX1 e ERMAX2) representam em relação ao máximo registro obtido no evento, em porcentagem, têm-se eventos com 3,6% até valores absurdos de 27,1%. Assim, trata-se de um trabalho teórico-experimental que oferece subsídios importantes para futuros trabalhos nessa direção. / This work reports the committed effort to relate water level and flow, using exclusively field measurements of level, during the passage of flood waves through a prismatic channel stretch located on the surroundings of São Carlos - SP called stream of Gregório. Assembles for data gathering in the field were tested and it was used 1-D hydrodynamic modeling for solving equations of Saint-Venant, through the four points Preissmann implicit method. Despite the potential of this method, as pointed out by some authors, this study reports difficulties in performing measurements and to model a channel stretch with very particular characteristics. Several analyzes were performed such as checking the number of time steps needed for minimizing the effects of the initial condition imposed (IQ1), verifying the celerity of a full wave analyzing the peaks of events and so to be able to determine the Manning friction coefficient proposed by Arico et al. (2009) and the implicit method to solve the S-V equations proposed by Jin, Coran e Cook (2004), which acts as a filter based on the Froude number (condition-type flow), was also tested. During the event of the day 23/03/2013 was estimated speeds in the field. For each of the 12 recorded events a simulation was made using a hydrodynamic model and the best result was used in a simulation to compare the second water depths observed and calculated. By analyzing how the values of maximum absolute errors (ERMAX1 and ERMAX2) account for the highest recording obtained at the event, in percentage, have been events with 3.6% until absurd values from 27.1%. So, it is a theoretical-experimental that offers important information for future work in this direction.

Do ponto de vista da hidrodinâmica clássica, o problema de impacto hidrodinâmico configura-se como um problema de contorno com fronteiras móveis cuja posição deve ser determinada simultaneamente à solução da equação de campo. Essa característica traz dificuldades para obtenção de soluções analíticas e numéricas. Nesse sentido, o presente trabalho propõe o desenvolvimento de um método numérico específico para analisar o problema de impacto hidrodinâmico de corpos sólidos rígidos contra a superfície livre da água. A solução da equação dinâmica não linear do problema de impacto depende da determinação do tensor de massa adicional a cada instante de tempo, o qual depende da posição e atitude do corpo no instante considerado. Um método variacional específico é empregado, através do qual os coeficientes de massa adicional são determinados com erro de segunda ordem, na posição considerada. Tal método é exemplo de técnicas numéricas dessingularizadas, através das quais o potencial de velocidade é aproximado em um espaço finito-dimensional formado por funções-teste derivadas de soluções potenciais elementares, tais como pólos, dipolos, anéis de dipolos, de vórtices, etc. O problema potencial de impacto hidrodinâmico, que se caracteriza pela dominância das forças de inércia, é formulado admitindo-se a superfície líquida como equipotencial, o que permite a analogia com o limite assintótico de frequência infinita do problema de radiação de ondas causada pelo movimento de corpos flutuantes. O método desenvolvido é então aplicado ao caso de impacto vertical de corpos axissimétricos, formulando o problema sob o chamado modelo de von Kármán generalizado (GvKM). Nesse modelo as condições de contorno na geometria exata do corpo são satisfeitas, porém os efeitos do empilhamento de água junto às raízes do jato, que se forma ao longo da intersecção com a superfície livre, não são considerados no caso geral. Resultados numéricos do coeficiente de massa adicional para uma família de esferoides são apresentados e tabulados para o pronto uso em análise e projeto. Além disso, considerações acerca da inclusão do efeito de empilhamento de água junto às raízes do jato, ou seja, da elevação da superfície livre são também feitas para o caso de esferas, fazendo uso de abordagens analíticas encontradas na literatura especializada. / In terms of classical hydrodynamics, the hydrodynamic impact problem is characterized as a boundary problem with moving boundary which position must be determined simultaneously with the solution of the field equation. This feature brings difficulties to get analytical and numerical solutions. In this sense, the purpose of this work is to present a variational method technique specifically designed for the hydrodynamic impact problem of axisymmetric rigid bodies on the free surface. The solution of the nonlinear dynamic equation of the impacting motion depends on the determination of the added mass tensor and its derivative with respect to time at each integration time step. This is done through a variational method technique that leads to a second-order error approximation for the added mass if a first-order error approximation is sought for the velocity potential. This method is an example of desingularized numerical techniques, through which the velocity potential is approximated in a sub-space of finite dimension, formed by trial functions derived from elementary potential solutions, such as poles, dipoles, and vortex rings, which are placed inside the body. The potential problem of hydrodynamic impact, characterized by the dominance of inertial forces, is here formulated by assuming the liquid surface as equipotential, what allows the analogy with the infinity frequency limit in the usual free surface oscillating floating body problem. The method is applied to the vertical hydrodynamic impact of axisymmetric bodies within the so-called Generalized von Kármán Model (GvKM). In such approach, the exact body boundary condition is full-filled and the wet correction is not taken into account. Numerical results for the added mass coefficient for a family of spheroids are presented. Moreover, considerations are made on the effects of the free surface elevation for the specific case of an impacting sphere, through analytical approaches.

O presente trabalho reporta o esforço empenhado para relacionar nível d\'água e vazão, fazendo uso exclusivamente de medições de nível, em campo, durante a passagem de ondas de cheia através de um trecho de canal prismático situado no perímetro urbano da cidade de São Carlos, SP denominado Córrego do Gregório. Montagens para coleta de dados em campo foram testadas e foi utilizada a modelagem hidrodinâmica 1-D para a resolução das equações de Saint-Venant, através do método implícito de quatro pontos de Preissmann. Apesar do potencial do método, já apontado por alguns autores, o presente trabalho reporta dificuldades na realização de medições e também problemas na modelagem de trecho de canal com características muito particulares. Várias análises foram realizadas tais como a verificação do número de passos de tempo necessário para minimização dos efeitos da condição inicial imposta (IQ1), a verificação da celeridade de uma onda de cheia analisando os picos dos eventos e assim determinar o coeficiente de cisalhamento de Manning proposto por Aricò, Nasello e Tucciarelli (2009) e o método implícito na resolução das equações de SV proposto por Jin, Coran e Cook (2004), que funciona como um filtro baseado no número de Froude (condição do tipo de escoamento) também foi testado. Durante o evento do dia 23/03/2013 foi estimado as velocidades em campo. Para cada um dos 12 eventos registrados foi realizado uma simulação utilizando o modelo hidrodinâmico e o melhor resultado foi utilizado em uma segunda simulação para comparar as lâminas d\'água observadas e calculadas. Ao analisar o quanto os valores de erros máximos absolutos (ERMAX1 e ERMAX2) representam em relação ao máximo registro obtido no evento, em porcentagem, têm-se eventos com 3,6% até valores absurdos de 27,1%. Assim, trata-se de um trabalho teórico-experimental que oferece subsídios importantes para futuros trabalhos nessa direção. / This work reports the committed effort to relate water level and flow, using exclusively field measurements of level, during the passage of flood waves through a prismatic channel stretch located on the surroundings of São Carlos - SP called stream of Gregório. Assembles for data gathering in the field were tested and it was used 1-D hydrodynamic modeling for solving equations of Saint-Venant, through the four points Preissmann implicit method. Despite the potential of this method, as pointed out by some authors, this study reports difficulties in performing measurements and to model a channel stretch with very particular characteristics. Several analyzes were performed such as checking the number of time steps needed for minimizing the effects of the initial condition imposed (IQ1), verifying the celerity of a full wave analyzing the peaks of events and so to be able to determine the Manning friction coefficient proposed by Arico et al. (2009) and the implicit method to solve the S-V equations proposed by Jin, Coran e Cook (2004), which acts as a filter based on the Froude number (condition-type flow), was also tested. During the event of the day 23/03/2013 was estimated speeds in the field. For each of the 12 recorded events a simulation was made using a hydrodynamic model and the best result was used in a simulation to compare the second water depths observed and calculated. By analyzing how the values of maximum absolute errors (ERMAX1 and ERMAX2) account for the highest recording obtained at the event, in percentage, have been events with 3.6% until absurd values from 27.1%. So, it is a theoretical-experimental that offers important information for future work in this direction.

Nessa tese, estudamos o limite hidrodinâmico de um sistema estocástico de neurônios cujas interações são dadas por potenciais de Kac que imitam sinapses elétricas e químicas, e as correntes de vazamento. Esse sistema consiste de $\\ep^$ neurônios imersos em $[0,1)^2$, cada um disparando aleatoriamente de acordo com um processo pontual com taxa que depende tanto do seu potential de membrana como da posição. Quando o neurônio $i$ dispara, seu potential de membrana é resetado para $0$, enquanto que o potencial de membrana do neurônio $j$ é aumentado por um valor positivo $\\ep^2 a(i,j)$, se $i$ influencia $j$. Além disso, entre disparos consecutivos, o sistema segue uma movimento determinístico devido às sinapses elétricas e às correntes de vazamento. As sinapses elétricas estão envolvidas na sincronização do potencial de membrana dos neurônios, enquanto que as correntes de vazamento inibem a atividade de todos os neurônios, atraindo simultaneamente todos os potenciais de membrana para $0$. No principal resultado dessa tese, mostramos que a distribuição empírica dos potenciais de membrana converge, quando o parâmetro $\\ep$ tende à 0 , para uma densidade de probabilidade $ho_t(u,r)$ que satisfaz uma equação diferencial parcial nâo linear do tipo hiperbólica . / We study the hydrodynamic limit of a stochastic system of neurons whose interactions are given by Kac Potentials that mimic chemical and electrical synapses and leak currents. The system consists of $\\ep^$ neurons embedded in $[0,1)^2$, each spiking randomly according to a point process with rate depending on both its membrane potential and position. When neuron $i$ spikes, its membrane potential is reset to $0$ while the membrane potential of $j$ is increased by a positive value $\\ep^2 a(i,j)$, if $i$ influences $j$. Furthermore, between consecutive spikes, the system follows a deterministic motion due both to electrical synapses and leak currents. The electrical synapses are involved in the synchronization of the membrane potentials of the neurons, while the leak currents inhibit the activity of all neurons, attracting simultaneously their membrane potentials to 0. We show that the empirical distribution of the membrane potentials converges, as $\\ep$ vanishes, to a probability density $ho_t(u,r)$ which is proved to obey a nonlinear PDE of Hyperbolic type.