Na presente pesquisa foi abordado o conceito de conservação e reúso de água na indústria alimentícia, buscando mostrar a potencialidade de redução do consumo desse recurso. Foram avaliadas questões relacionadas à disponibilidade hídrica nos mananciais superficiais e subterrâneos quanto à sua quantidade e qualidade adequadas para consumo, além da questão legal da cobrança pelo uso da água. Essas provavelmente passarão a ser relevantes num futuro próximo, pressionando as indústrias a buscar meios para minimizar o consumo e gerar menos efluente. O objeto de estudo foi uma indústria de abate de frangos e por tratar-se de setor alimentício, com relação ao reúso de água, a avaliação limitou-se aos usos não potáveis. Embora a prática de reúso de água potável seja permitida em alguns países e existam regulamentações internacionais a respeito, no Brasil o tema ainda é recente sendo que até o momento há somente uma legislação dando diretrizes ao reúso não potável. Inicialmente foi avaliado o uso racional da água, identificando falhas operacionais, propondo melhorias e identificando perdas físicas. Na seqüência foram identificados os setores e os locais com maior consumo de água e geração de efluentes para depois estudar a adoção de técnicas de reúso de água. Dessa metodologia, foi possível obter uma redução global no consumo de água de 14,20% e um aumento na produção de 17,46%. Para aumentar a produção, foi avaliada a adoção de novas fontes de abastecimento. Pelos resultados obtidos, pode-se concluir que o programa de conservação e reúso de água é importante para a economia da indústria e seu desenvolvimento sustentável, e ao meio ambiente por preservar o recurso hídrico. / In this paper the application of water conservation and water reuse concepts in a food industry was studied, focusing the production improvement. It was analyzed issues related to water availability in surface and ground sources with respect to its quantity and quality for potable consumption, in addition to legal issues about charge of water use and effluent discharge, which will probably become very important in the near future, pushing industries for finding ways on how to minimize its water consumption and to generate less wastewater. The study was developed at a poultry processing plant, and because of it is a food industry, water reuse evaluation was limited for non potable applications. Although potable water reuse is allowed in some countries and there are international regulations about this practice, in Brazil this issue is recent, and up to now there is only a very general regulation that deals with non potable water reuse. At first it was evaluated rational water use strategies identifying operational fails, proposing improves and identifying physical losses. It was identified some sectors with high water consumption and wastewater generation, and so that, it also was evaluated practices of water reuse. Results showed a potential for 14.20% in water consumption reduction and a production increase of 17.46%. For more production increase, it was evaluated new water sources. With the results obtained it may be concluded that water conservation and water reuse programs are important for industry economy and its sustainability and for environment by preserving freshwater resources.

Estuda-se numericamente uma placa circular homogênea com furo centrado sob estado plano de deformação. A placa está fixa ao longo do contorno interno e está sob compressão radial uniforme ao longo do contorno externo. O material da placa é elástico-linear e anisotrópico. Apresenta-se a solução analítica do problema, a qual satisfaz as equações governantes de equilíbrio, no contexto da elasticidade linear clássica. Esta solução prediz o comportamento espúrio da auto-intersecção em uma região central da placa. Para evitar este comportamento, utiliza-se uma teoria que propõe encontrar um campo de deslocamento que minimize a energia potencial total do corpo sujeito à restrição de injetividade local para o campo da deformação correspondente. Esta teoria, juntamente com o método das penalidades interiores, permite encontrar uma solução numérica que preserva a injetividade. Esta solução corresponde a um campo de deslocamento radialmente simétrico. Estuda-se a possibilidade de encontrar uma solução rotacionalmente simétrica do problema restrito, em que o campo de deslocamento possua as componentes radial e tangencial, ambas funções somente do raio. Os resultados desta última modelagem mostram que a componente tangencial é nula, indicando que o campo de deslocamento é, de fato, radialmente simétrico. Mostra-se também que a solução do problema do anel converge para a solução do problema de um disco sem furo à medida que o raio do furo tende a zero. / This work concerns a numerical study of a homogeneous circular plate with a centered hole that is under a state of plane strain. The plate is fixed at its inner surface and is under uniform radial compression at its outer surface. The plate is linear, elastic, and anisotropic. An analytical solution for this problem, which satisfies the governing equations of equilibrium, is presented in the context of classical linear elasticity. This solution predicts the spurious behavior of self-intersection in a central region of the plate. To avoid this behavior, a constrained minimization theory is used. This theory concerns the search for a displacement field that minimizes the total potential energy of the body, which is a quadratic functional from the classical linear theory, subjected to the constraint of local injectivity for the associated deformation field. This theory together with an interior penalty method and a standard finite element methodology yield a numerical solution, which is radially symmetric, that preserves injectivity. Here, it is investigated the possibility of finding a rotationally symmetric solution to the constrained problem; one for which the associated displacement field has radial and tangential components, which are both functions of the radius only. The numerical results show, however, that the tangential component is zero. It is also shown that, as the radius of the hole tends to zero, the corresponding sequence of solutions tends to the solution of a solid disk.

Em um ambiente competitivo, sistemas estruturais devem ser projetados levando-se em conta, além da funcionalidade, o custo total de construção e operação da estrutura, bem como a sua capacidade de geração de lucro. Os custos estão diretamente ligados ao risco que a construção e operação da estrutura oferecem. O risco deve ser entendido como o produto de um custo esperado de falha pela probabilidade de que essa falha aconteça. A segurança da estrutura está diretamente relacionada com os coeficientes de segurança adotados em projeto. Verifica-se, portanto, que a minimização do custo total de um sistema estrutural passa, necessariamente, por uma otimização do nível de segurança para o qual o sistema é projetado. Diante desses fatos, neste trabalho realiza-se a busca do coeficiente de segurança parcial ótimo que minimiza o custo esperado total de sistemas estruturais: a chamada otimização de risco baseada em confiabilidade. Para tanto, foi desenvolvido um programa computacional em Fortran que encontra o coeficiente de segurança ótimo. Tal programa está acoplado a um programa de análise de confiabilidade estrutural desenvolvido na EESC/USP e a um programa comercial de elementos finitos. O trabalho inclui alguns estudos de caso, entre eles o de uma torre de telefonia sujeita a cargas de vento e de tornado. Esses estudos mostram que quando parcelas não estruturais dominam o custo, um projeto super-dimensionado não representa grande perda econômica, enquanto um projeto sub-dimensionado pode causar enormes prejuízos. O trabalho aponta que a confiabilidade ótima é altamente dependente das conseqüências e custos de falha. Mostra também que casualidades que possuem grande incerteza e grandes conseqüências de falha tendem a dominar o projeto. O estudo indica que, em situações de projeto diferentes (e.g., carregamentos diferentes), é razoável trabalhar-se com níveis de confiabilidade distintos. Além disso, mostra que a falta de percepção do risco pelas partes envolvidas em um projeto pode levar a contratos inadequados. Finalmente, o estudo revela que para uma estrutura submetida a carregamentos que variam com o tempo, como tornados, o custo e a confiabilidade ótimos são altamente dependentes da vida útil adotada para o projeto. / In a competitive environment, structural systems must be designed considering not only their function, but also their total costs of construction and operation and their ability to generate profit. The costs are directly linked to the risk resulting from construction and operation of the structure. Risk is defined as the product of failure cost by failure probability. The safety of the structure is directly related to safety coefficients adopted in design. Hence, the minimization of the total cost of a structural system necessarily involves an optimization of the safety level for which the system is designed. Based on these facts, the present study investigates the partial safety factor which minimizes the total expected cost of specific structural systems. This is referred to as reliability-based risk optimization. A Fortran computer code is developed to find the optimum safety factor. This code works together with a structural reliability analysis program developed at EESC/USP and with a commercial finite element program. Some case studies are presented, including the design of a steel frame communications tower, subjected to extreme storm and tornado wind loads. These studies show that when non-structural terms dominate the cost function, it is not too costly to over-design, but an under-designed project can cause huge money losses. The study shows that optimum reliability is strongly dependant on limit state exceedance consequences. It also shows that events with high uncertainty and high failure consequences generally dominate the design, and that for different design situations (e.g., multiple hazards) it is reasonable to work with different reliability levels. Moreover, it shows that when risk is not properly understood, it is also not properly dealt with by the parties involved, leading to inadequate contracts. Finally, the study shows that for structures under time-varying loads, such as tornados, the optimum reliability is strongly dependent on the selected design life.

As proposições deste trabalho tiveram como objetivo fundamental orientar e/ou melhorar um sistema organizado de RSS (Resíduos de Serviços de Saúde), em qualquer estabelecimento gerador, com a finalidade de controlar, reduzir com segurança e economia, os riscos associados aos RSS. Para o desenvolvimento de tais aspectos, foi escolhido o Hospital Unimed, unidades I e II, por ser de porte médio. No desenvolvimento do trabalho, foram considerados três aspectos fundamentais: a organização do sistema de manuseio dos resíduos sólidos, os aspectos técnicos-operacionais, os recursos humanos necessários, determinando assim responsabilidades bem definidas com o intuito de reduzir ao máximo os riscos para a saúde e meio ambiente, atendendo as especificações exigidas pela legislação e colaborando assim com toda a comunidade para uma qualidade de vida cada vez melhor. / The proposals of this work had as fundamental objective to orientate and/or to improve a system organized by HSW (HeaIth Service Wastes), in any generator establishment generated with the aim of controlling, reducing with insurance and economy the risks linked to HSW. To deveIopment of such aspects, Hospital UNIMED was chosen, Units I and lI, because it is a medium size hospital. In the development of this work, three fundamentaIs aspects were considered: The organization of the handIe system of the solids wastes, technical - operational aspects, the human resources necessaries, so determining well defined responsibiIities with the objective of reducing at rnaximum the health and environmentaI risks, taking into consideration the specifications demanded by the legislation and collaborating with all the community for a much better quality of life.

Em conseqüência da constatação do consumo elevado de águas nas indústrias sucroalcoleiras, gerando efluentes líquidos que impactam o meio ambiente, considerando os avanços na implantação da cobrança pelo uso da água, este trabalho aborda várias alternativas de minimização e reuso de águas nas indústrias sucroalcooleiras, objetivando a redução da poluição na fonte e minimização da captação de água superficial, reutilizando os efluentes dentro do processo produtivo. Também são apresentados os resultados de um estudo de caso realizado em uma indústria, na qual foi realizada uma pesquisa do processo industrial, para determinar o consumo de água e a qualidade de efluentes e propor alternativas para minimização da captação de água e geração de efluentes. / It is a fact that the sugar and ethanol industry in Brazil has a high level of water consumption and consequent production of effluents, with a negative impact to the environment. Also, the environmental legislation indicates a continuous raise in the charge for the usage of water from natural sources. As a consequence of the present situation, this work brings up several alternatives for the minimization and reuse of water at sugar and ethanol industries, aiming the reduction of pollutants at their source and the minimization of water uptake from the available supplies, by reusing the effluents inside the production process itself. It is also presented the results from a case study carried out in an industry where the production process was analyzed in the point-of-view of water usage and effluent generation. Alternatives for water uptake and effluent generation minimization are therefore proposed.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2016-12-19T12:23:36Z No. of bitstreams: 1 pedrobelchior.pdf: 465178 bytes, checksum: 997aa94857f2f7478cb38dc9980463d3 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-02-02T11:10:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pedrobelchior.pdf: 465178 bytes, checksum: 997aa94857f2f7478cb38dc9980463d3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-02T11:10:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pedrobelchior.pdf: 465178 bytes, checksum: 997aa94857f2f7478cb38dc9980463d3 (MD5) Previous issue date: 2013-03-01 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As soluções de energia mínima são de nidas como as soluções que indicam valor ín fimo para imagem do funcional energia associado a uma classe de problemas variacionais não lineares −∆u = g(u) u ∈ H1(RN) Oobjetivodestetrabalhoémostrarqueatravésdassoluçõesdeenergiamínimadaequação não linear acima, o valor do passo da Montanha sem a condição de Palais Smaile é um ponto crítico. Para isto provaremos que sob certas hipóteses para a função g e sob um vínculo é possível obter uma solução positiva para o problema acima, esfericamente simétrica e decrescente com o raio. Em seguida mostra-se que a solução sujeita a esse vínculo é a que possui o menor valor no funcional energia dentre todas as soluções do problema acima aplicadas no mesmo funcional. Neste contexto, garante-se a existência de pelo menos uma solução de energia mínima. Os resultados citados foram estudados em [2] e [1]. / The least energy solutions are de ned as solutions that indicate infi mum value to the energy functional image associated with a class of nonlinear variational problems −∆u = g(u) u ∈ H1(RN) The objective of this work is to show that through least energy solutions of nonlinear equation above, the Mountain pass value without the Palais Smale condition is critical point. For this, we will prove that under certain hypotheses on the function g and under a constraint assumption is possible to obtain a positive solution for the above problem, spherically symmetric and decreasing with the radius. Then the solution of the problem subject to this constraint has the lowest value in the energy functional among all solutions of the above problem applied in the same functional. In this context, it guarantee the existence of at least one solution of the least energy. The above results were obtained in [2] and [1]. Key Words: Least Energy, Mountain Pass, Minimization, Minimum of the Action.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-29T15:09:36Z No. of bitstreams: 1 pedrobelchior.pdf: 465178 bytes, checksum: 997aa94857f2f7478cb38dc9980463d3 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-29T19:48:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pedrobelchior.pdf: 465178 bytes, checksum: 997aa94857f2f7478cb38dc9980463d3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-29T19:48:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pedrobelchior.pdf: 465178 bytes, checksum: 997aa94857f2f7478cb38dc9980463d3 (MD5) Previous issue date: 2013-03-01 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As soluções de energia mínima são definidas como as soluções que indicam valor ínfimo para imagem do funcional energia associado a uma classe de problemas variacionais não lineares -Δu = g(u) u ∈ H1(RN). O objetivo deste trabalho é mostrar que através das soluções de energia mínima da equação não linear acima, o valor do passo da Montanha sem a condição de Palais Smaile é um ponto crítico. Para isto provaremos que sob certas hipóteses para a função g e sob um vínculo é possível obter uma solução positiva para o problema acima, esfericamente simétrica e decrescente com o raio. Em seguida mostra-se que a solução sujeita a esse vínculo é a que possui o menor valor no funcional energia dentre todas as soluções do problema acima aplicadas no mesmo funcional. Neste contexto, garante-se a existência de pelo menos uma solução de energia mínima. Os resultados citados foram estudados em [2] e [1]. / The least energy solutions are defined as solutions that indicate infimum value to the energy functional image associated with a class of nonlinear variational problems -Δu = g(u) u ∈ H1(RN). The objective of this work is to show that through least energy solutions of nonlinear equation above, the Mountain pass value without the Palais Smale condition is critical point. For this, we will prove that under certain hypotheses on the function g and under a constraint assumption is possible to obtain a positive solution for the above problem, spherically symmetric and decreasing with the radius. Then the solution of the problem subject to this constraint has the lowest value in the energy functional among all solutions of the above problem applied in the same functional. In this context, it guarantee the existence of at least one solution of the least energy. The above results were obtained in [2] and [1].

This Master s Dissertation presents the development of a methodology to optimize the modulation of dispatch of Small Hydro Power Plants (SHPs). The main objective is to minimize the cost of supplying contracts, which comprise both the contracts of energy and the contracts of the use of the transmission and distribution systems by the power utilities. The application of the proposed methodology is technically subject to the operative constraints of the SHPs as well as to the constraints of the substations located in the connection points among utilities and the transmission system. The methodology is also based on the regulation of the Brazilian electrical system. The flow duration curves are taken in order to optimize the dispatch and the load curves from periods of the highest annual demands are considered to represent the distribution system behavior. We used the technique of genetic algorithms to the simulations with real data, from a Brazilian power utility are applied in order to analyze the economic and technical results and then proven the methodology. / Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de uma metodologia para a otimização da modulação do despacho de Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs), com objetivo de minimizar os custos da contratação do suprimento, que compreende a contratação da energia e a contratação do uso dos sistemas de transmissão e ou distribuição, para as concessionárias de distribuidoras de energia elétrica. A aplicação da metodologia proposta, tecnicamente, está sujeita ao atendimento das restrições operativas das PCHs, bem como, das subestações localizadas no ponto de conexão das distribuidoras com a rede básica. A metodologia leva em consideração a regulação do setor elétrico. Para a otimização do despacho, é considerada a vazão afluente do aproveitamento hidrelétrico das PCHs, obtida a partir da curva de permanência de vazões. Representando o comportamento do sistema de distribuição foi usada a curva de carga, no período em que foi registrada a maior demanda anual. Para validação da metodologia, foi utilizada a técnica de algoritmos genéticos para as simulações com dados reais, de uma distribuidora do sul do Brasil foram utilizados e os resultados técnicos e econômicos foram comprovados.

O problema de minimização com restrições lineares e importante, não apenas pelo problema em si, que surge em várias áreas, mas também por ser utilizado como subproblema para resolver problemas mais gerais de programação não-linear. GENLIN e um método eficiente para minimização com restrições lineares para problemas de pequeno e médio porte. Para que seja possível a implementação de um método similar para grande porte, é necessário ter um método eficiente, também para grande porte, para projeção de pontos no conjunto de restrições lineares. O problema de projeção em um conjunto de restrições lineares pode ser escrito como um problema de programação quadrática convexa. Neste trabalho, estudamos e implementamos métodos esparsos para resolução de problemas de programação quadrática convexa apenas com restrições de caixa, em particular o clássico método Moré-Toraldo e o \"método\" NQC. O método Moré-Toraldo usa o método dos Gradientes Conjugados para explorar a face da região factível definida pela iteração atual, e o método do Gradiente Projetado para mudar de face. O \"método\" NQC usa o método do Gradiente Espectral Projetado para definir em que face trabalhar, e o método de Newton para calcular o minimizador da quadrática reduzida a esta face. Utilizamos os métodos esparsos Moré-Toraldo e NQC para resolver o problema de projeção de GENLIN e comparamos seus desempenhos / The linearly constrained minimization problem is important, not only for the problem itself, that arises in several areas, but because it is used as a subproblem in order to solve more general nonlinear programming problems. GENLIN is an efficient method for solving small and medium scaled linearly constrained minimization problems. To implement a similar method to solve large scale problems, it is necessary to have an efficient method to solve sparse projection problems onto linear constraints. The problem of projecting a point onto a set of linear constraints can be written as a convex quadratic programming problem. In this work, we study and implement sparse methods to solve box constrained convex quadratic programming problems, in particular the classical Moré-Toraldo method and the NQC \"method\". The Moré-Toraldo method uses the Conjugate Gradient method to explore the face of the feasible region defined by the current iterate, and the Projected Gradient method to move to a different face. The NQC \"method\" uses the Spectral Projected Gradient method to define the face in which it is going to work, and the Newton method to calculate the minimizer of the quadratic function reduced to this face. We used the sparse methods Moré-Toraldo and NQC to solve the projection problem of GENLIN and we compared their performances

Problemas de escalonamento cuja função objetivo é o consumo de energia tem sido cada vez mais estudados. Neste trabalho, estudamos o problema conhecido, em inglês, por Dynamic Speed Scaling, um problema de escalonamento de tarefas bem definidas em processadores de velocidade variável, cujo consumo de energia é função da velocidade. Além disso, relacionamos este problema com outro conhecido como MOSP, sigla em inglês para Multi-Organization Scheduling Problem. Neste, queremos escalonar tarefas de múltiplas organizações independentes respeitando certas restrições individuais. Provamos, neste trabalho, que este novo problema é NP-Completo e desenvolvemos várias heurísticas eficientes cujos testes experimentais mostram economia de energia significativa. / We studied, in this work, the problem of scheduling a set of well-defined tasks in a variable speed processor with the objective of minimizing the energy consumption, that is given as a function of the processor\'s speed, field known as Dynamic Speed Scaling. Also, we relate this problem to another known as MOSP (Multi-Organization Scheduling Problem), problem in which several independent organizations share tasks and resources to achieve a better global solution, but also respecting selfish restrictions. For the combined problem, we show that it is NP-Complete and designed several efficient heuristics that achieves good results in a experimental setup.