O oxicorte produz superfícies que variam entre um padrão semelhante à usinagem até outro em que o corte é praticamente sem qualidade. Além das condições de equipamentos e habilidade de operadores, estas possibilidades são conseqüências da correta seleção de parâmetros e variáveis de trabalho. O processo baseia-se numa reação química fortemente exotérmica, que gera parte de calor necessário para sua ocorrência juntamente com o restante do calor proveniente da chama do maçarico. A proporção entre estes valores é fortemente dependente, entre outros fatores, da espessura do material utilizado. Este trabalho mostra como calcular a quantidade de energia gerada no oxicorte, com duas metodologias de diferentes autores, estuda de que maneira fatores como a variação da concentração do oxigênio e a temperatura inicial das chapas cortadas podem variar o balanço térmico e simula, com a utilização de Redes Neurais Artificiais, alguns dos dados necessários para a realização destes cálculos. Para isto foram cortadas chapas de aço carbono ASTM A36 de 12,7 a 50,8 mm, com diferentes concentrações de O2 (99,5% e 99,95%) e diferentes temperaturas de pré-aquecimento das chapas (30 e 230±30ºC). As superfícies cortadas foram caracterizadas, os óxidos produzidos identificados e os resultados foram correlacionados com o uso de tratamento matemático e técnicas de inteligência artificial. Para a realização do trabalho alguns aspectos não existentes em literatura foram superados como o desenvolvimento de uma metodologia para a caracterização dos óxidos de Fe por meio de difração de raios X com o método de Rietveld, a utilização de redes neurais artificiais para estimativa de resultados no processo oxicorte e a comparação entre diferentes redes neurais artificiais, que são também aspectos inéditos apresentados nos sete artigos técnicos publicados no decorrer deste trabalho. Os resultados apresentam: uma metodologia para a análise da eficiência energética do processo, o desenvolvimento de técnicas que, com o emprego de inteligência artificial simulam o comportamento de aspectos do processo, o que por fim possibilita a simulação da análise de sua eficiência energética. / Oxygen cutting process produces surfaces that vary from a machine cut finishing to one of virtually no quality at all. Besides equipment conditions and operators\' skills, these possibilities result from the correct selection of work parameters and variables. The process is based on a highly exothermic chemical reaction that generates part of the heat needed for its occurrence, along with the rest of heat resultant from the flame of the blowpipe. The ratio between these values depends highly on the thickness of the material used. This work shows how to calculate the amount of energy generated in the cutting process. Based on two methodologies of different authors, this research studies how factors such as the change in the oxygen concentration and the pre heating temperature of plates can vary the heat balance and simulates, with the use of Artificial Neural Networks, some of the data needed to perform these calculations. ASTM A36 carbon steel plates, from 12.7 to 50.8 mm thick, with different oxygen concentration (99,5% e 99,95%) and preheating temperatures (30 and 230 ±30ºC) were cut. The cut surfaces and the produced oxides were characterized and the results were correlated with the use of mathematical treatment and artificial intelligence techniques. In order to carry out this work some previously inexistent aspects in literature have been developed, such as a Fe oxides characterization methodology with X-ray diffraction and Rietveld method; the use of artificial neural networks to simulate the results in the oxygen cutting process and the comparison between different artificial neural networks, which are unpublished aspects of this work that can be seen in seven technical papers published while this work was in progress. Results show: a methodology for the analysis of the energy efficiency of the process; the development of techniques that, together with artificial intelligence, simulate the results of aspects of the process; which finally allows the simulation analysis of the energy efficiency of the process.

O Enxame de Dique de Florianópolis (EDF) é parte do sistema de alimentação das lavas da Província Magmática Paraná-Etendeka (PEMP), de idade eocretácea, que constitui a segunda maior província de basaltos continentais do mundo em área preservada. Nas exposições do extremo norte da Ilha de Santa Catarina, predominam largamente diques básicos (microgabros) de direção NNE, quimicamente equivalentes aos basaltos do tipo Urubici, do qual devem constituir o sistema de alimentação, como indicado por evidências estruturais, geoquímicas e geocronológicas. Esses diques são cortados por diques mais jovens e menos espessos (em parte de direção NNW), mas também existem diques NNW que não mostram relações de corte. Foram considerados parte de um mesmo sistema conjugado de fraturas, o que está em conformidade com a interpretação de reativação de estruturas prévias do embasamento. A componente principal de maior compressão, ?1, tem direção NE-SW. Cálculos da dilatação crustal realizados neste trabalho indicam valores mínimos em torno de 5,4% quando da colocação dos diques (~ 134 Ma). Outros tipos de diques básicos menos expressivos podem ser distinguidos especialmente pelos conteúdos de P2O5(%) e Sr (ppm), e são semelhantes ao magma-tipo Pitanga, do qual no entanto se diferenciam por razões de elementos traço, como (Tb/Yb)N levemente mais alto, em relação ao magma-tipo em sua área de ocorrência. Diques ácidos de composição dacítica são subordinados, e ocorrem no centro de diques compostos, cujas bordas podem ser de microgabros tipo Pitanga ou, em um caso, andesito. Os dacitos mostram semelhanças com rochas vulcânicas Chapecó, que se diferenciam por razões de elementos traço e isotópicas, por exemplo, maiores razões (La/Yb)N e maiores 87Sr/86Sr(i). Modelagem geoquímica de elementos traços mostram que os dacitos podem ser geneticamente associados aos microgabros por processos de fracionamento de ca. 65-70% de um cumulato com ~45% de plagioclásio, ~40% de clinopiroxênio e ~15% de magnetita acompanhados de assimilação (massa de assimilado/cristalizado= 0,1) de granitos neoproterozoicos encaixantes. Os melhores resultados são obtidos para os microgabros que formam borda dos diques compostos, caracterizados por teores intermediários de Sr e altos de P2O5, mas os testes com outras composições de microgabros, incluindo o tipo de alto Sr-P2O5 (Urubici), também proporcionaram resultados satisfatórios. / The Florianópolis Dike Swarm (FDS) is part of the lava feeding system of the Paraná-Etendeka Magmatic Province (PEMP), of eocretaceous age, which is the second largest province of continental basalts in the world in preserved área. The northern part of the Santa Catarina Island show basic dikes (microgabbros) of NNE-trends, chemically equivalent to basalts of Urubici type, which should constitute the feeding system, as indicated by structural, geochemical and geochronological evidences. These dikes are cut by lower occurence younger dikes (in part of NNW direction), but there are also NNW dikes that do not show crosscut relations. They were considered part of the same conjugate system of fractures, which is in accordance with the interpretation of reactivation of previous structures of the basement. The main component of higher compression, ?1, has NE-SW direction. Calculations of the crustal dilation, performed in this study, indicate minimum values of around 5.4% (~ 134 Ma). Other types of less expressive basic dikes can be distinguished specially by the contents of P2O5 (%) and Sr (ppm). They are similar to the Pitanga magma-type, but differ on ratios of trace elements such as (Tb/Yb)N slightly higher, relative to the magma-type in its area of occurrence. Acidic dykes of dacitic composition are subordinate and occur in the center of composite dikes, whose borders may be of Pitanga type of microgabbro or, in one case, andesite. Dacites show similarities with Chapecó volcanic rocks, but they differ for ratios of trace and isotopic elements, for example, higher ratios (La / Yb)N and higher 87Sr / 86Sr(i). Geochemical modeling of trace elements shows that dacites can be genetically associated to microgabbros by fractionation processes of 65-70% of a cumulus with ~ 45% of plagioclase, ~ 40% of clinopyroxene and ~ 15% of magnetite accompanied by assimilation (assimilated / crystallized mass = 0.1) of host neoproterozoic granites. The best results are obtained from microgabbros that form the edge of the composite dikes, characterized by intermediate levels of Sr and high P2O5. However, the tests with other compositions of microgabbros, including the type of high Sr-P2O5 (Urubici), also yielded satifactory results.

Modelamento médico é uma técnica utilizada por cirurgiões no auxílio da diagnose, comunicação com o paciente, estudos pré-operatórios, definição e simulação de procedimentos cirúrgicos, visando diminuir o tempo cirúrgico e de convalescença do paciente. Em aplicações mais recentes, esta técnica tem sido utilizada no desenvolvimento de próteses personalizadas, possibilitando que reconstituições de grande complexidade sejam feitas de maneira rápida e segura. Resumidamente, a técnica consiste em produzir um protótipo em terceira dimensão do tecido ou deformidade em estudo. Utiliza-se hoje de modernas tecnologias como tomografia computadorizada e prototipagem rápida entre outras, representando um exemplo significativo de integração entre diferentes áreas do conhecimento. Este trabalho apresenta e discute o modelamento médico no que se refere às suas aplicações, enfocando a integração entre as tecnologias de prototipagem rápida, engenharia reversa (RE) e projeto e engenharia assistidos por computador (CAD/CAE). É feita uma descrição dos procedimentos de geração dos modelos médicos usando técnicas de prototipagem rápida a partir de dados obtidos de tomografia computadorizada, e um estudo de sua precisão dimensional e geométrica. São explorados os recursos possibilitados pela integração com sistemas CAD/CAE, e apresentadas aplicações reais das técnicas na área de cirurgias craniofaciais, evidenciando as vantagens de sua utilização e validando os procedimentos propostos. / Medical modeling is a technique used by surgeons in the diagnosis, communication with the patient, preoperative studies, definition and simulation of surgical procedures. It helps to reduce the operative and convalescence time. It consists of producing a prototype in third dimension of the tissue or deformity in study. In some more recent applications, this technique has been used to develop customized prosthesis, enabling that quite complex reconstructions can be made in a safe and fast way. Nowadays, it uses modern technologies as the computer tomography and rapid prototyping, and it represents significant example of integration among different areas of the knowledge. This work presents the medical modeling and discusses its applications, with emphasis in the integration of the technologies of rapid prototyping, reverse engineering (RE) and computer aided design and engineering (CAD/CAE). It is made a description of the procedures to generate the medical models using rapid prototyping techniques starting from computer tomography data, and a study regarding the dimensional and geometric precision of the medical models generated by rapid prototyping. The advantages of the integration with CAD/CAE technologies are shown and a case study is developed aiming to validate the proposed procedures.

A Klippe Carrancas, frente do Sistema de Nappes Carrancas, está posicionada na borda sul do Cráton do São Francisco. A klippe é composta por rochas do Grupo Carrancas e estruturada da base para topo por quartzitos puros a micáceos, gradando verticalmente para estaurolita-granada-cloritóide-clorita filito ou cianita-estaurolita-granada xisto cinza porfiroblástico, dependendo das condições do metamorfismo. O metamorfismo gravado nas rochas aumenta para sudeste, da fácies xisto verde superior, na Serra da Estância, até a transição das fácies anfibolito-eclogito na Serra das Bicas, próximo a cidade de Carrancas. Os mapas metamórficos precedentes indicam a posição da isógrada da estaurolita nas proximidades de Itutinga, extremo leste da Serra do Pombeiro, e a ausência de biotita na Serra de Carrancas. A presente investigação reconheceu, a sudoeste de Itumirim, rochas com paragêneses da fácies xisto verde (cianita + clorita + cloritóide + muscovita + quartzo) e na Serra da Estância da fácies anfibolito inferior, zona da estaurolita, que é alcançada com a quebra do cloritóide em presença de cianita (granada + estaurolita + clorita +muscovita + quartzo ± cloritóide ± cianita). Na Serra do Pombeiro as condições da fácies anfibolito médio são alcançadas com o desaparecimento da clorita. Nas Serras de Carrancas e das Bicas ocorre paragênese da fácies anfibolito médio formada por cianita + estaurolita + granada + quartzo + muscovita. A influência da composição química da rocha no desenvolvimento das paragêneses foi avaliada em modelagem usando pseudosseções nos sistemas químicos KFMASH e MnKFMASH. O Mn aumenta consideravelmente o campo de estabilidade da granada. A previsão das associações minerais presentes no restante da região foi examinada a partir da composição química de algumas amostras, havendo boa concordância com os dados de campo. Aliadas às pseudosseções, técnicas de geotermobarometria, via razões catiônicas e geotermobarometria otimizada, permitiram determinar com boa confiabilidade as condições de metamorfismo para rochas dos dois extremos metamórficos descritos na Klippe Carrancas. Os resultados obtidos da comparação dos campos de estabilidade das paragêneses das amostras no sistema MnKFMASH, com os intervalos P-T da geotermobarometria otimizada forneceram condições de pico metamórfico para a Serra da Estância em 10,0 ±1,7 kbar e 577 ±8°C. Para a Serra das Bicas o pico metamórfico foi alcançado em 12,9 ±1,0 kbar e 608,5 ±19,5°C, com paragênese retro-metamórfica estabilizada em 7,0 ±2,2 kbar e 541,5 ±25,5°C. As associações minerais das amostras estudadas (estaurolita-granada-clorita-cloritóide-muscovita-quartzo - Serra da Estância; cianita-estaurolita-granada-quartzo-cianita - Serra das Bicas) são paragêneses típicas das fácies xisto-verde superior e anfibolito, respectivamente. No entanto, os resultados da geotermobarometria otimizada indicam que as rochas foram expostas a regimes mais elevados de pressão, colocando-as na transição com a fácies eclogito. Como as rochas são pelitos verdadeiros, de composição química restrita, as associações minerais de fácies anfibolito persistem em condições de maior pressão. / The Carrancas Klippe, front of the Carrancas Nappe System, is positioned at the southern edge of the São Francisco Craton. The klippe is composed of rocks from Carrancas Group and is structured from base to top by a pure to micaceous quartzite, grading vertically to a staurolite-garnet-chloritoid- chlorite phyllite or a gray porphyroblastic kyanite-staurolite-garnet schist, depending on the conditions of metamorphism. The metamorphism recorded in these rocks increases to the southeast, from upper greenschist facies in the Serra da Estância to the transition to eclogite facies on Serra das Bicas, nearby Carrancas town. Previous metamorphic maps indicate the position of the staurolite-in isograd near Itutinga town, at far east of the Serra do Pombeiro, and the absence of biotite in the Serra de Carrancas. In this research it was recognized that to the southwest of Itumirim town, the rocks bear greenschist facies paragenesis (kyanite + chlorite + chloritoid + muscovite + quartz) and in Serra da Estância a low amphibolite facies, in the staurolite zone, which is achieved with the breakdown of chloritoid in the presence of kyanite (garnet + staurolite + chlorite + muscovite + quartz ± chloritoid ± kyanite). At Serra do Pombeiro conditions of intermediate amphibolite facies are reached with the disappearance of chlorite. On Serra de Carrancas and Bicas occurs intermediate amphibolites facies paragenesis, formed by kyanite + staurolite + garnet + quartz + muscovite. The influence of bulk composition in the development of some parageneses was evaluated using pseudo-section modelling in KFMASH and MnKFMASH systems. Mn increases the stability field of garnet. The prediction of mineral associations present in the rest of the region was done using the bulk composition of some samples, which show good agreement with field data. Allied to pseudo-sections, isopleth-geothermobarometry and optimal geothermobarometry allowed to determine, with good reliability, the metamorphic peak conditions for rocks of the two metamorphic extremes described in the Carrancas Klippe. The results of comparing the stability fields of the parageneses in the MnKFMASH system of the samples, with P-T intervals from optimal geothermobarometry, provide reliable conditions for the metamorphic peak. In Serra da Estância, peak metamorphic conditions were at 10.0 ± 1.7 kbar and 577 ± 8?. For Serra das Bicas, metamorphic peak conditions were reached at 12.9 ± 1.0 kbar and 608.5 ± 19.5°C, with retro-metamorphic paragenesis stabilized at 7.0 ± 2.2 kbar and 541.5 ± 25.5°C. The mineral associations of the studied samples (staurolite-garnet-chlorite-chloritoid-muscovite-quartz - Serra da Estância; kyanite-staurolite-garnet-quartz-kyanite - Serra das Bicas) are typical parageneses of the greenschist facies and upper amphibolites facies, respectively. However, the results of optimal geothermobarometry indicate that the rocks were exposed to higher pressure regimes, reaching the transition to eclogite facies. Since the rocks are true pelites, with restricted bulk composition, the mineral associations of amphibolite facies persist through conditions of greater pressure.

A Província Alcalina Rio Verde - Iporá, na borda norte da Bacia do Paraná é caracterizada pela presença de intrusões alcalinas com forte assinatura aeromagnética e gravimétrica, apresentando-se como anomalias quase circulares. O trabalho refinou o levantamento gravimétrico na região sudoeste de Goiás, incluindo um levantamento de detalhe sobre as intrusões de Morro do Engenho (ME) e uma intrusão a poucos quilômetros a NE de Morro de Engenho (A2), com informações gravimétricas e aeromagnéticas, e sobre a anomalia gravimétrica próxima à cidade de Britânia, sem informação de anomalia aeromagnética. As anomalias gravimétricas variam de 15 a 30 mGal com relação ao campo gravimétrico regional, enquanto que as anomalias aeromagnéticas são da ordem de ±3000nT. Foram feitas também medidas das propriedades petrofísicas de amostras da área. Os resultados da inversão 2D e 3D dos dados gravimétricos e 3D dos dados magnéticos indicam que os corpos alongam-se dentro da crosta superior até a profundidade máxima de 10 km e diâmetro da ordem de 8 km, com geometria aproximadamente cilíndrica. Os dados gravimétricos e aeromagnéticos de ME foram tratados de forma conjunta por modelamento direto (2,5D) onde foi incluída a magnetização remanescente, os resultados obtidos indicam que o volume do corpo anômalo é da ordem de 980 km3. / The Alkaline Province Rio Verde - Iporá, in the north border of the Paraná Basin is characterized by the presence of alkaline intrusions with strong gravity and magnetic signature. This project implemented a gravity survey in the Southwest of Goiás, including a detail one on Morro do Engenho Complex (ME), and one a few kilometers towards NE from ME over an aeromagnetic anomaly known as A2, and over a gravity anomaly close to Britânia city. ME and A2 have magnetic anomaly. The gravity anomalies vary from 15 to 30 mGal in relation to the regional gravity field, while the magnetic anomalies are of the order ±3000nT. Measurements of petrophysical properties of samples from the area were also done. The results present the inversion of the gravity and magnetic data, suggesting that the bodies are inside of the superior crust until the maximum depth of 10 km, in a cylindrical form with 8 to 10 km in diameter. 2.5D direct modeling was also done for ME including remanent magnetization and was performed at the two data sets together, the obtained results indicate that the close volume of the anomalous body it is 980 km3.

Submitted by Fabricia Fialho Reginato (fabriciar) on 2015-07-23T01:11:46Z No. of bitstreams: 1 FelipeBrochier.pdf: 2248315 bytes, checksum: 51a12fbb2e530bf08f1847557932b381 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-23T01:11:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FelipeBrochier.pdf: 2248315 bytes, checksum: 51a12fbb2e530bf08f1847557932b381 (MD5) Previous issue date: 2014-02 / Nenhuma / Este trabalho tem como objetivo otimizar o custo operacional dependente dos parâmetros de vazão de ar do condensador, número de aletas e de circuitos do condensador, frequência do compressor e parâmetros do dispositivo de expansão de um sistema de um condicionador de ar do tipo split hiwall unitário com vazão variável de refrigerante (VRV). Para a otimização foram consideradas as freqüências de ocorrência de quatro condições de temperatura do ambiente externo na cidade de Porto Alegre. O condicionador de ar abordado neste trabalho troca calor utilizando um ciclo de compressão de vapor de simples estágio, tendo como fluido de trabalho o refrigerante R-410A. O sistema completo, composto de um compressor, um condensador, um evaporador e tubo capilar, foi modelado analiticamente utilizando o software EES (Engineering Equation Solver) e ajustado de acordo com testes realizados em calorímetro. Para a otimização, um algoritmo genético foi programado no próprio EES. Após a otimização do custo operacional em função dos parâmetros físicos de projeto, o COP aumentou em até 12 % na condição de ar externo a 35 °C. A otimização em função dos parâmetros de controle mostrou aumento ainda mais significativo do COP do sistema. Também é feita uma comparação entre os valores de COP de um sistema de vazão constante de ar e refrigerante e um sistema com vazão variável de ar e refrigerante. / This work aims to optimize the operational cost of an air conditioning system with variable refrigerant flow (VRF). The cost is dependent of the following parameters: condenser air flow, number of condenser fins and circuits, compressor frequency and the expansion device. The optimization considered the frequencies of occurrence of four distinct ambient temperatures in the city of Porto Alegre. The air conditioner presented in this work exchange heat using a single stage vapor compression cycle, with the refrigerant R-410A as the working fluid. The complete system comprises a compressor, a condenser, an evaporator and a capillary tube and was analytically modeled using the EES (Engineering Equation Solver) software. The parameters were fitted according to results obtained in a calorimeter and for optimization, a genetic algorithm was programmed using the same software. After the optimization of the operational cost as a function of the project parameters, the COP was raised up to 12% in external ambient air at 35 °C. The optimization of the operational cost as a function of the control parameters showed even a more significant system COP raise. A comparison between the COP of a constant air and refrigerant flow system and a variable air and refrigerant flow system was also performed.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-11-14T14:29:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_ModelamentoAnalogicoPolarizacao.pdf: 13582992 bytes, checksum: fa63979c47566c691d7b485a22f72961 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-11-17T15:24:32Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_ModelamentoAnalogicoPolarizacao.pdf: 13582992 bytes, checksum: fa63979c47566c691d7b485a22f72961 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-17T15:24:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_ModelamentoAnalogicoPolarizacao.pdf: 13582992 bytes, checksum: fa63979c47566c691d7b485a22f72961 (MD5) Previous issue date: 1990 / O método de polarização induzida, consagrado como ferramenta de prospecção de sulfetos metálicos e indiretamente, do ouro em associações polimetálicas, vem crescendo em outras aplicações como prospecção de águas subterrâneas, investigações de interesse à Engenharia Civil e ao uso de ocupação do solo. Neste trabalho, inicialmente, faz-se uma visualização geral do método IP, suas aplicabilidades, metodologia de trabalhos, arranjos de campo, fundamentos teóricos, vantagens e desvantagens etc. O objetivo principal, entretanto, é o modelamento analógico em laboratório, no sentido de simular-se as condições encontradas na natureza. Para tanto, utilizou-se de modelos geométricos simples, cilindros e placas. Na confecção destes modelos, utilizou-se cimento, areia quartzitica e grafita. Como a grafita apresenta um intenso fenômeno IP, variou-se o teor de grafita contido nos modelos. Assim, para diferentes formas e medidas dos modelos, variou-se também o conteúdo de partículas polarizáveis. As medidas foram feitas no sentido de verificar-se o comportamento da resposta IP quanto a forma, conteúdo de grafita, profundidade e direção do modelo estudado. / The Induced Polarization method, a well known tool for sulphide exploration and indirectly for gold searching in pollymetalic associations is experiencing also an increasing application in underground water exploration and civil engineering problems. A review on the basic theory, applicabilities, field methodologies, advantages and disadvantages is presented. The aim of the present study, however, is to develop a methodology for IP analog modelling. The choice was for simple geometric shapes such as cylinder and thin sheets, built with quartzitic sand and disseminated graphite in a standard cement. The grade of graphite was controlled and varied for different model geometries. The results are discussed in terms of IP response as a function of geometry, graphite content, depth and strike of the models.

[pt] O desenvolvimento de novos processos de redução capazes de utilizar como matérias primas resíduos minero-metalúrgicos, ou baseados na aglomeração a frio de misturas auto-redutoras (Fastmet, ITmk3, Tecnored) tem mostrado ser uma alternativa aos processos convencionais, sendo o principal deles o alto forno. Neste contexto, torna-se importante uma análise aprofundada dos processos operando com aglomerados auto-redutores, tais como os que utilizam os reatores RHF e os fornos de cuba. O presente trabalho objetivou o desenvolvimento de um modelo matemático capaz de simular as condições da zona de redução sólida de um forno de cuba (região superior), que utiliza aglomerado auto-redutor como carga ferrosa. Este modelo permite considerar três fases (sólida e duas fases gasosas) interagindo simultaneamente, via a transferência de quantidade de movimento, energia e massa. Sua fenomenologia foi representada por equações de transporte, resolvidas com base no método de volumes finitos. A solução computacional foi feita através de código desenvolvido em linguagem de programação Fortran e a geração gráfica dos resultados realizada através do programa Tecplot. As fases consideradas no modelo desenvolvido foram: i) fase sólida: constituída por briquetes autoredutores e o combustível sólido (booster - fração adicionada juntamente com a carga de aglomerados) e, ii) fase gasosa: formada pelo chamado gás exterior, constituído por um conjunto de gases que reagem na parte externa dos aglomerados (principalmente pelo gás de baixo, oriundo da parte inferior do forno, e pelo sopro nas ventaneiras secundárias - V2) e pelo denominado gás interior, constituído pelo conjunto de gases gerados no interior do aglomerado auto-redutor, resultantes de uma série de reações previstas em sua fenomenologia. O modelo considera 25 reações dentre as quais estão as reações de redução, gaseificação do carvão e combustão do carvão, CO, voláteis, enxofre e do polissacarídeo, alem da formação do FeS. Foi possível estudar a influência da variação da vazão da V2, da temperatura e da vazão do gás de baixo, da taxa de alimentação do briquete e da perda de calor pelas paredes do forno. Os resultados, apresentados graficamente, foram: temperaturas do sólido, do gás exterior e do gás interior; as condições de redução na atmosfera gasosa (CO do gás exterior, CO do gás interior, CO2 do gás exterior, CO2 do gás interior); a distribuição dos óxidos de ferro préreduzidos e do Fe metálico e a distribuição do grau de redução. Além disso, parâmetros operacionais tais como produção, tempo de residência dos sólidos, volume das fases gasosas, assim como sua composição foram calculados pelo modelo. A partir dessas informações foi possível obter a metalização e, o volume, a temperatura e a composição media do gás de topo. Finalmente, eles demonstraram que a simulação computacional desenvolvida é uma poderosa ferramenta para análise dos parâmetros operacionais da auto-redução em forno de cuba, de custo relativamente baixo e capazes de otimizar o processo estudado. / [en] The development of new reduction processes capable to use as raw materials mining and metallurgical residues, or based in cold agglomeration of self reducing mixtures (Fastmet, ITmk3, Tecnored) is regarded nowadays as an alternative to conventional processes, being the principal of these the blast furnace. In this context it becomes vital to analyze the behavior of processes operating with self-reducing agglomerates, as those utilizing the RHF and shaft furnaces. The present work aims at the development of a mathematical model capable to simulate the solid state reduction zone conditions of a shaft furnace (upper zone) that utilizes self-reducing agglomerates as the iron source. This model is capable of treating three phases, interacting simultaneously and transferring momentum, energy and mass. The set of phenomenological transport equations are treated through the finite volume method. The computational solution is achieved by the means of a software code developed in Fortran programming language and further, the graphical generation of the results, carried through the Tecplot program. The considered phases for the model are firstly the solid phase consisting in self-reducing agglomerates and a solid fuel (booster - added together with the agglomerate). Secondly, the gaseous phase, formed by a external gas, which constitutes on a set of gases that react in the external part of the agglomerates (mainly made out by the low gas - mixture of gases coming from the bottom part of the furnace, blended with the gases blew in the secondary level of tuyeres - V2), and a internal gas, another gaseous phase, consisting on the set of gases generated inside the self-reducing agglomerate as the result of a series of foreseen reactions. The model takes into account 25 reactions, amongst which are the reduction reactions, gasification of the coal, the combustions of coal, CO, volatiles, sulfur and polysaccharide and considering also the FeS formation. The model permitted the study of the V2 temperature, low gas temperature, low gas flow, agglomerate feed rate and wall heat lost influence on the process. The results, here graphically presented, are: solid, external gas and internal gas temperatures; reduction conditions in the gaseous atmosphere (CO in external gas, CO in internal gas, CO2 in external gas, CO2 of the internal gas); profile of pre-reduced iron oxides and Fe metallic and; distribution profile of the reduction degree. Moreover, operational parameters such as production, the residence time of solids, the volume of the gas phase, as well as its composition had been calculated by the model. From this information it was possible to compute the metallization, the volume, the temperature and the composition of the top gas. Those results confirmed that the computational simulation is a powerful tool for the shaft furnace operational parameters analysis.

Submitted by Camilla Gandine Gonçalves null (camilla.gandine@yahoo.com.br) on 2016-08-23T02:19:17Z No. of bitstreams: 1 TESE_CAMILLA GANDINE GONCALVES_22082016.pdf: 2592904 bytes, checksum: 8d046da87d339892a84ca5bd145a19ec (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-08-24T17:36:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 goncalves_cg_dr_guara.pdf: 2592904 bytes, checksum: 8d046da87d339892a84ca5bd145a19ec (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-24T17:36:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 goncalves_cg_dr_guara.pdf: 2592904 bytes, checksum: 8d046da87d339892a84ca5bd145a19ec (MD5) Previous issue date: 2016-08-02 / O objetivo deste trabalho é estudar a oscilação do molde na produção de tarugos por lingotamento contínuo e a sua consequência na qualidade do produto final, através de modelamento matemático. A oscilação do molde origina um defeito superficial conhecido como marca de oscilação. O modelo da formação das marcas considera três partes: térmica, mecânica dos fluidos e mecânicos dos sólidos. São consideradas as fases sólida e pastosa, até certa fração sólida, como resistentes aos esforços advindos da oscilação, e que o raio do menisco é não estacionário. Verifica-se que o aumento do curso de oscilação do molde aumenta a profundidade das marcas de oscilação, o aumento da frequência de oscilação tem comportamento ascendente até um ponto máximo, seguido de descendente, enquanto o aumento da velocidade de lingotamento aumenta a profundidade das marcas, desde que a frequência e curso sejam mantidos constantes. O estripamento negativo aparenta ser função de todas as demais variáveis de processo. / This work aims to study the mold oscillation in continuous casted billets and its consequence on the final product quality throw mathematical modeling. The mold oscillation causes a surface defect known as oscillation marks. The model of oscillation marks formation is divided in three parts: thermal, fluid mechanics and mechanics of solids. Two phases, solid and mushy steel above to a certain solid fraction are considered as having mechanical strength, and the meniscus radius is non stationary. It appears that the increasing in stroke increases the depth of the oscillation marks, increasing the oscillation frequency is upward behavior up to a maximum point, followed by descending, while increasing the casting speed increases the depth of oscillation marks, if frequency and stroke is kept constant. The negative strip time appears to be a function of all other process variables.

Submitted by SHAIELY FERNANDES DOS SANTOS null (fer.shay@gmail.com) on 2017-07-04T16:04:57Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final_corrigida.pdf: 6609770 bytes, checksum: cf68b44bd226d8bbeb5bf8ce1f2066e6 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-07-04T18:34:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_sf_me_rcla.pdf: 6609770 bytes, checksum: cf68b44bd226d8bbeb5bf8ce1f2066e6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-04T18:34:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_sf_me_rcla.pdf: 6609770 bytes, checksum: cf68b44bd226d8bbeb5bf8ce1f2066e6 (MD5) Previous issue date: 2017-06-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A ampla variedade de aplicações de cobre estimula a exploração de áreas mineralizadas. A prospecção de sulfetos por meio de métodos geofísicos, como a Eletrorresistividade e a Polarização Induzida (IP), são altamente promissores devido ao contraste de resistividade elétrica e cargabilidade, onde depósitos com sulfetos disseminados ou filoneanos são caracterizados por baixa resistividade e alta polarizabilidade. Esse trabalho realizou estudo de prospecção geofísica por meio de aquisição tomográfica em ocorrência mineral de cobre, na região de Caçapava do Sul (RS). Foram realizadas três linhas de aquisição por meio da técnica de tomografia elétrica em arranjos Dipolo-dipolo, Schlumberger e Wenner com 400 metros de comprimento e 5 metros de espaçamento entre eletrodos, dispostas de forma perpendicular à estruturação geral da área, representada com um grande sinclinal, de alta complexidade geológica e estrutural, em cuja crista foram reconhecidas galerias de pesquisa com carbonatos e sulfetos de cobre. Os resultados indicam que o arranjo dipolo-dipolo melhor realça e detalha as feições em regiões com estruturas inclinadas e fraturas. Os modelos de inversão 2D e modelamento 3D apresentam regiões centrais e laterais com alta resistividade e alta cargabilidade com indicativo de provável zona de stockwork com sulfetos alojados. Zonas periféricas com moderada resistividade e moderada cargabilidade inferem possíveis áreas com presença de argilização, zonas com alta cargabilidade e baixa resistividade são prováveis zonas de sulfetação e as possíveis zonas de silicificação com altos valores de resistividade e baixos de cargabilidade, observadas nas adjacências das prováveis zonas mineralizadas. / The wide variety of copper applications encourages the exploration of mineralized areas. Sulfide prospecting by means of geophysical methods, such as electrical resistivity and induced polarization (IP), are highly promising due to the contrast of electrical resistivity and chargeability, where deposits with disseminated sulfides or filoneans are characterized by low resistivity and high polarizability. This work carried out a study of geophysical prospecting by means of tomographic acquisition in mineral copper occurrence, in the region of Caçapava do Sul (RS). Three acquisition lines were performed by means of electrical tomography technique using a Dipole-dipole, Schlumberger and Wenner arrangements, with a length of 400 meters and a spacing of 5 meters between the electrodes, arranged in perpendicular layout to the general structure of the area, represented by a large synclinal, of high geological and structural complexity, where research galleries with carbonates and copper sulfides were recognized in the ridge. The results indicate that the dipole-dipole arrangement best highlights and details features in regions with sloped structures and fractures. The 2D inversion models and 3D modeling indicate central and lateral regions with high resistivity and high chargeability with indicative of probable stockwork zone with housed sulfides. Peripheral zones with moderate resistivity and moderate chargeability infer possible areas with presence of argilization, zones with high chargeability and low resistivity are likely to be zones of sulfation and possible silicification zones with high resistivity values and low chargeability values, observed in the vicinity of the probable mineralized zones.