Esta dissertação apresenta a aplicação de um método para otimização multivariada de um processo químico, no qual são utilizadas técnicas de projetos de experimentos, modelos de regressão e função de perda multivariada para a definição do ajuste ótimo do processo de clorometilação a um custo de pesquisa mínimo. O estudo foi realizado com duas matérias-primas diferentes, DHS e DHS-S, pois atualmente é a partir delas que o produto Butóxido de Piperonila é obtido, e a origem dessas matérias-primas, a pureza e seus preços são diferenciados. O interesse da pesquisa está em encontrar um ajuste ótimo para os fatores controláveis quantidade de produtos no reator, proporção de DHS ou DHS-S, temperatura de reação e tempo de reação com vistas a melhorar a produtividade, a qualidade e reduzir o custo de produção. O trabalho mostra de forma estruturada as diversas etapas envolvidas na aplicação prática de uma otimização multivariada. Um projeto fatorial completo foi escolhido para realização dos experimentos, e os dados foram tratados estatisticamente através de modelos de regressão.Os objetivos específicos da pesquisa foram alcançados, possibilitando uma melhoria na qualidade do produto clorometilado, um aumento na produtividade do processo para a matéria-prima DHS-S em 18,25% e uma redução no custo de produção para a matéria-prima DHS de 1,11% e para a matéria-prima DHS-S de 5,11% / This paper presents the application of a method for multivariate optimization of a chemical process, emphasizing techniques of design of experiments, and models of regression and quadratic loss function for identifying excellent adjustment of process, with a minimum research cost considering multiple quality characteristics simultaneously. The study was realized considering two different raw materials, DHS and DHS-S, because nowadays Piperonyl Butoxide is obtained from them, and their purity and prices are different. The interest of the research is to find the optimum adjustment for the controllable factors quantity of products on reactor, DHS or DHS-S proportion, reaction temperature and reaction time to improve the productivity, the quality and to reduce the production costs. This paper shows, in a structured manner, several steps involved on the practice application of the multivariate optimization. A full factorial project was chosen for the experiments, and the data were treated statistically by models of regression. The specific objectives of the research were attained, permitting an improvement in the Chloromethyl quality, an increase in the productivity of the process for the DHS-S raw material in 18.25% and a reduction in the production cost for the DHS raw material of 1.11% and for the DHS-S raw material of 5.11%.

Submitted by EDUARDO BATISTA DE MORAES BARBOSA null (ebmb@yahoo.com) on 2016-07-22T20:43:38Z No. of bitstreams: 1 Thesis-Full.pdf: 4249671 bytes, checksum: 293e98d71cda47dab135797fedb06e6f (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-07-25T17:18:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 barbosa_ebm_dr_guara.pdf: 4249671 bytes, checksum: 293e98d71cda47dab135797fedb06e6f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-25T17:18:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 barbosa_ebm_dr_guara.pdf: 4249671 bytes, checksum: 293e98d71cda47dab135797fedb06e6f (MD5) Previous issue date: 2016-07-01 / A configuração de parâmetros de algoritmos, em especial, das meta-heurísticas, nem sempre é trivial e, frequentemente, é realizada ad hoc de acordo com o problema sob análise. A fim de resolver o problema de sintonização de meta-heurísticas, a presente pesquisa propõe uma metodologia que combina o uso de técnicas estatísticas robustas (ex.: Planejamento de Experimentos) e métodos eficientes de Inteligência Artificial (ex.: Algoritmos de Corrida). A ideia central desta metodologia é um método heurístico, denominado Algoritmo de Corrida Orientada por Heurística (HORA), capaz de explorar o espaço de busca para perseguir diferentes alternativas na vizinhança de uma configuração de parâmetros promissora e encontrar sistematicamente boas configurações candidatas para diferentes algoritmos. Em síntese, o método HORA concentra as buscas sobre configurações candidatas promissoras, criadas dinamicamente em um processo iterativo, e utiliza uma técnica estatística robusta para avaliar as diferentes alternativas e descartar aquelas de qualidade inferior, assim que reunir evidências estatísticas suficientes contra elas. A partir dos resultados de diversos estudos computacionais, em que diferentes meta-heurísticas foram aplicadas sobre dois problemas clássicos de otimização combinatória, apresentam-se evidências estatísticas que as sintonizações obtidas pelo HORA são competitivas em relação ao método de Corrida e seu tempo no processo de sintonização é amplamente vantajoso. Em um estudo complementar, um algoritmo já bem configurado da literatura foi sintonizado por meio da metodologia proposta e os resultados da nova sintonização foram comparados com a literatura. Os resultados demonstram que a sintonização obtida pelo HORA pode encontrar soluções de melhor qualidade em relação à sintonização original. Portanto, a partir dos resultados apresentados nesta pesquisa conclui-se que a metodologia para sintonização de meta-heurísticas por meio do método HORA é uma abordagem promissora que pode ser aplicada sobre diferentes meta-heurísticas para resolução de uma diversidade de problemas de otimização. / The fine-tuning of the algorithms parameters, specially, of the meta-heuristics, it is not always trivial and often is performed by ad hoc methods according to the problem under analysis. In order to solve the problem of tuning metaheuristics, this research proposes a methodology combining statistical robust techniques (e.g.: Design of Experiments) and efficient methods from Artificial Intelligence (e.g.: Racing Algorithms). The key idea of this methodology is a heuristic method, called Heuristic Oriented Racing Algorithm (HORA), which explores the search space looking for alternatives near of a promising candidate and consistently finds good candidates configuration for different algorithms. Briefly, HORA focuses its searches over the promising candidates configuration, dynamically created in an iterative process, and employs a robust statistical method to evaluate and discarding them, as soon as gather enough statistical evidence against them. The results of several studies, where different metaheuristics were applied to solve two classical combinatorial optimization problems, present statistical evidences that the settings obtained by HORA are competitive to the Racing Algorithms and its time in the fine-tuning process is widely advantageous. In a complementary study, an already well setting algorithm from the literature was tuned by means of the proposed methodology and the new settings were compared with the literature. The results show that the fine-tuning from HORA can find better quality solutions than the original ones. Therefore, from the results presented in this study it is concluded that the methodology for fine-tuning of metaheuristics by means of HORA is a promising approach, which can be applied on different metaheuristics to solve a diversity of optimization problems.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tiago Schaefer Capa .pdf: 31591 bytes, checksum: aea45bda8b826710ab4bea7689cf30cc (MD5) Previous issue date: 2007-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The objective of this work is to study the application of the experiments factorial planning for the mortar s prodution composed by cement, sand and water; as well as to verify the possibility of use of the statistical techniques for the properties improvement of the mortar in function of the factories analysis that compose the mortar. Each one of the three factories was assessed in two levels, resulting in a factorial experiment 23. The river sand used was processed at laboratory to control of the proportion of fine and thick particles. The levels used in the experiment for the proportion fine/thick of the sands were 1/9 and 6/3. The composition considered for the cement:sand proportion, in volume, were 1:3 and 1:2,5 and the water/cement factor, in weight, were of 0,55 and 0,6. For to define formulation conditions, were shaped mortar cylindrical of 5x10 cm for compressive strength. The main results were used to analyze the influence of each factor in the mortar perfermance, to define which has larger influence. Also the analysis of the interaction, or interference was considered, among the factories. Were assessed the porosity and absorption of water properties yet. These results can be used for the process optimization by the control of the variables that really matters for the product. In the experiments development was possible to observe that a great interaction exists among the factors, what hinders the definition of the levels to be considered how parameter lower and higher, not allowing the use of levels with very distant values, without interfering in important mortar s properties as consistence, that hinders to molding the cylinders. The results also allowed the effect's analysis of each factor on the answer and the trust of the obtained numbers. / O objetivo deste trabalho é estudar a aplicação de planejamento fatorial de experimentos à produção de uma argamassa composta por cimento, areia e água. Procura se também verificar a possibilidade de utilização da técnica para a melhoria das propriedades da argamassa em função da análise das variáveis que a compõem. Cada um dos três fatores foi avaliado em dois níveis, definindo-se assim um experimento fatorial 23. A areia de rio empregada foi processada em laboratório para permitir o controle da proporção de partículas finas e grossas. Os níveis utilizados no experimento para a proporção fino/grosso da areias foram 1/9 e 6/3. Os traços considerados para a proporção em volume de cimento: areia foram 1:3 e 1:2,5 e os níveis, em massa, do fator água/cimento foram de 0,55 e 0,6. Para as condições de formulação definidas, foram moldados corpos de prova cilíndricos de 5x10 cm para ensaios de compressão. Os resultados foram utilizados para analisar a influência de cada fator na resistência à compressão, definindo qual parâmetro tem maior influência. Também foi considerada a análise da interação, ou interferência, entre os fatores. Foram avaliadas ainda as propriedades de porosidade e a absorção de água. Estes resultados podem ser utilizados para otimização do processo pelo controle dos fatores que sejam efetivamente responsáveis pela melhoria do desempenho do produto. No desenvolvimento dos experimentos foi possível observar que existe uma grande interação entre os fatores, o que dificulta a definição dos níveis a serem considerados como parâmetro inferior e superior, não permitindo o uso de níveis com valores muito distantes, sem interferir em propriedades de aplicação importantes como consistência, que impede a conformação dos corpos de prova para ensaio. Os resultados permitiram também a análise do efeito de cada fator sobre a resposta e a confiança dos dados obtidos.

Submitted by KAROL DE ALMEIDA SANTOS null (karol3950@terra.com.br) on 2017-07-19T23:03:31Z No. of bitstreams: 1 KAROL SANTOS Versão Final - Dissertação.pdf: 2073101 bytes, checksum: 6858063cd1c39edc996f97557b1f5471 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-07-20T17:55:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_ka_me_guara.pdf: 2073101 bytes, checksum: 6858063cd1c39edc996f97557b1f5471 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-20T17:55:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_ka_me_guara.pdf: 2073101 bytes, checksum: 6858063cd1c39edc996f97557b1f5471 (MD5) Previous issue date: 2017-07-06 / A Engenharia apresenta como uma de suas características, a necessidade de investigação de sistemas, para se obter o máximo de resultado destes. E Planejamento de Experimento é um método, que pode suportar esta necessidade, porém a complexidade intrínseca ao método cria barreiras no entendimento, e consequentemente no uso, podendo se considerar a estatística um dos agentes mais significativos, portanto faz-se necessário utilizar abordagens mais eficientes, para o ensino deste método. As tradicionais abordagens pedagógicas não se mostram suficientes para favorecer a assimilação da essência do Planejamento de Experimento, pois ou seu foco se direciona quase que totalmente a estatística ou, quando se usa recursos tecnológicos, a ferramenta se torna protagonista, por se tratar de softwares complexos para análises, e adequado ao uso por especialistas. Assim essa dissertação vem com o objetivo de propor um software com características essencialmente didáticas, que venha a preencher esta lacuna, o qual foi denominado “The Cake”, metáfora que faz alusão à variabilidade total de um experimento, e que tem suas partes tomadas pelos efeitos controláveis e incontroláveis. Desta forma, este software foi desenvolvido, buscando interfaces amigáveis e similares aos livros texto, para ser de fácil uso e proporcionar interação com o usuário, e apresentar as análises de maneira gradativa. / The Engineering presents as one of its characteristics, the need of investigation of systems, in order to obtain the maximum result of these. Design of Experiments is a method that can support this need, but the intrinsic complexity of the method creates barriers in its understanding, and consequently on the use and statistic can be considered one of the most significant agents, therefore it is necessary to use more efficient approaches, for the teaching of this method. The traditional pedagogical approaches are not sufficient enough to favor the assimilation of the essence of Design of Experiments, since its focus is almost entirely on statistics or, when using technological resources, the tool becomes a protagonist because it is software complex for analysis, and suitable for use by specialists. So this dissertation comes with the objective of proposing software with characteristics essentially didactic that will fill this gap, which was denominated "The Cake", metaphor that alludes to the total variability of an experiment, and that has its parts taken by the controllable and uncontrollable effects. In this way, this software was developed, searching for friendly interfaces and similar to text books, to be easy to use and provide user interaction, and present the analyses in a gradual way.

Submitted by FRANCISCO MACIEL MONTICELI null (francisco_monticelli@hotmail.com) on 2017-08-15T16:18:26Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Francisco_M_Monticeli.pdf: 22030385 bytes, checksum: 6b57793ae92e8109811a1ce2e8318122 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-08-22T17:27:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 monticeli_fm_me_guara.pdf: 22030385 bytes, checksum: 6b57793ae92e8109811a1ce2e8318122 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-22T17:27:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 monticeli_fm_me_guara.pdf: 22030385 bytes, checksum: 6b57793ae92e8109811a1ce2e8318122 (MD5) Previous issue date: 2017-07-04 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O compósito híbrido surgiu com o objetivo de reduzir a quantidade de materiais de elevado custo e, ao mesmo tempo, manter as elevadas propriedades mecânicas. Além disso, viu-se a possibilidade de, em se usando reforços diferentes, obter um novo material que evidenciasse as vantagens dos reforços e diminuísse as desvantagens simultaneamente. Um importante fator durante o processamento de compósitos poliméricos para aplicação estrutural é o controle da formação de vazios, pois estes atuam como concentradores de tensão. O objetivo deste trabalho foi produzir compósitos híbridos utilizando diferentes disposições de tecidos de fibra de vidro e carbono, sem perda significativa de propriedades mecânicas. Para a produção do compósito, a pré-forma foi inicialmente caracterizada quanto à impregnação, sendo, para isto desenvolvido um modelo analítico geral que determina o parâmetro de permeabilidade dos compósitos híbridos. O modelo foi validado através de teste de permeabilidade e a qualidade dos laminados (híbridos, e não híbridos) foi certificada pelo processamento dos compósitos e pela quantificação da fração volumétrica de vazios. Este projeto propôs, ainda, a melhoria da análise de vazios pela técnica de porosimetria de Hg com auxílio do planejamento de experimentos. Assim foi possível determinar a fração volumétrica de poros abertos e fechados, a distribuição do diâmetro dos poros e a distância entre os poros dos compósitos, em uma análise conjunta com as técnicas de digestão ácida e microscopia óptica. A pré-forma de carbono apresentou elevada taxa de resistência ao fluxo; por outro lado, observou-se um comportamento oposto para a pré-forma de vidro. Contudo, as pré-formas híbridas apresentaram um efeito híbrido positivo, resultado de uma sinergia que proporcionou um maior valor de permeabilidade. Consequentemente, pode-se conseguir uma otimização do tempo de injeção, considerando uma combinação de tecidos de vidro e carbono equilibrados. O modelo analítico foi capaz de prever o comportamento da frente de fluxo mostrando um valor superestimado de 10%. A técnica de porosimetria de Hg foi validada para análise de poro em compósito avançados com valores próximos obtidos pelas técnicas de digestão ácida e de microscopia óptica. Em função dos resultados obtidos dos valores de diâmetro dos poros, que foi semelhante para todos os compósitos, concluí-se que este ocorre em função do tipo de processo e da resina. Do mesmo modo, a distância e a fração de poros abertos dependem diretamente da quantidade de poros presente no material. Os resultados encontrados indicaram que os compósitos híbridos estudados neste trabalho são materiais promissores para a aplicação aeronáutica, combinando as excelentes propriedades mecânicas da fibra de carbono com a viabilidade do ciclo de injeção da fibra de vidro. Com isso, o laminado híbrido 2 foi o compósito ideal para um processamento com fração de vazios próximo ao uso aeronáutico, resultando em uma redução de custo de matéria prima e tempo de processamento. / Hybrid composite arose with the aim of reducing high cost materials and, at the same time, maintaining mechanical properties suitable for use. In addition, using different reinforcements, a new material could be obtained which would evidence the advantages of the reinforcements and decrease the disadvantages simultaneously. An important factor, during the processing of polymeric composites for structural application, is the voids formation control, since they act as stress concentrators. The aim of this work was to produce hybrid composites using different stacking of glass and carbon fabrics without significant loss of mechanical properties. For the composite manuftacturing, the preform was initially characterized as the impregnation, for which a general analytical model was developed that determines the permeability parameter of the hybrid composites. In addition, the model was validated by conducting permeability test and the quality of several laminates (hybrid, and non-hybrid) was certified by processing them, and voids were quantified thereof. This project also proposed the improvement of voids analysis by the Hg porosimetry technique with the support of design of experimental. Therefore, it was possible to determine the volumetric fraction of open and closed voids, pore diameter distribution and the distance between voids, in an ensemble analysis with acid digestion and optical microscopy. Carbon preform presented high flow resistance; on the other hand, an opposite behavior was observed for the glass preform. The hybrid architecture presented a positive hybrid effect, which means a synergy that provided a higher permeability value. Therefore, optimization in injection time can be achieved, considering a combination of balanced glass and carbon fabrics. The analytical model was enabled to predict the flow front behavior by showing an overestimated value of 10%. The Hg porosimetry technique was validated for advanced composite voids analysis with similar results obtained by acid digestion techniques and optical microscopy. Based on the results obtained from pore diameter values, which were similar for all composites, it was concluded that this occurs as a function of the type of process and the resin. Although, the distance and the open pores fraction depend directly on the amount of pores along the laminate. Hybrid composites have proven to be a promising material in which it combines the excellent mechanical properties of carbon fiber with the viability of the fiberglass injection cycle. With that, hybrid 2 laminate is the ideal composite for a processing with voids fraction close to the aeronautical use requirement with reduction of high-cost material and processing time. / FAPESP: 2015/19967-4

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-02-22T21:48:48Z No. of bitstreams: 1 CarlosAntonioDeAlbuquerquePinheiro_DISSERT.pdf: 22871335 bytes, checksum: ce4b9e60852cadad85bb17326e4f1ca4 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-02-23T23:43:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CarlosAntonioDeAlbuquerquePinheiro_DISSERT.pdf: 22871335 bytes, checksum: ce4b9e60852cadad85bb17326e4f1ca4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-23T23:43:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarlosAntonioDeAlbuquerquePinheiro_DISSERT.pdf: 22871335 bytes, checksum: ce4b9e60852cadad85bb17326e4f1ca4 (MD5) Previous issue date: 2014-09-25 / Este trabalho descreve a s?ntese e aplica??o de catalisadores de ferro homog?neos e heterogeneizados na rea??o de alquila??o do tolueno com propeno, empregando planejamento de experimentos. O complexo homog?neo foi obtido atrav?s da s?ntese do ligante org?nico seguida da complexa??o de cloreto de ferro(II). Quanto aos complexos heterogeneizados, inicialmente foram sintetizados suportes inorg?nicos (SBA-15, MCM-41 e Al-MCM41). Em seguida sintetizou-se novamente o ligante org?nico, que atrav?s de funcionaliza??o com o cloropropiltrimetoxisilano (CPTMS), foi ancorado ao suporte previamente calcinado. A estes ligantes ancorados, foi complexado cloreto de ferro(II), previamente solubilizado em tetrahidrofurano (THF). A caracteriza??o do ligante org?nico foi realizada atrav?s de resson?ncia magn?tica nuclear (RMN) e espectroscopia na regi?o do infravermelho (IV). Os suportes foram caracterizados por difra??o de raios-x (DRX), an?lises texturais por adsor??o/dessor??o de nitrog?nio (antes e depois do ancoramento), an?lise de termogravimetria (TG) e espectroscopia na regi?o do infravermelho (IV). A quantidade de metal foi quantificado atrav?s de espectrofotometria de absor??o at?mica (AAS). Os complexos foram testados em rea??es catal?ticas empregando-se sesquicloreto de etilalum?- nio (EASC) como co-catalisador, respons?vel pela ativa??o do complexo catal?tico, em reator de a?o, sob agita??o mec?nica. As condi??es reacionais variaram entre 4 e 36 ?C, para diversas raz?es alum?nio/ferro, sempre sob 6 atmosferas de press?o de propeno e com 30 minutos de tempo reacional. Os produtos das rea??es catal?ticas foram analisados atrav?s de cromatografia gasosa (CG). Os catalisadores se mostraram ativos tanto em meio homog?neo como heterogeneizados nos suportes. O complexo catal?tico homog?neo apresentou frequ?ncia de rota??o (FR) de at? 8,63 ?103 ? h ?1 , enquanto que, em algumas condi??es, os complexos ancorados apresentaram melhores resultados, com FR de at? 8,08 ?103 ? h ?1 . Adicionalmente, foi poss?vel determinar uma equa??o, para o sistema homog?neo, que relaciona a quantidade de produto em fun??o da temperatura reacional e da raz?o alum?nio/ferro. / This work describes the synthesis and aplication of homogeneous and heterogenized iron catalysts in the alkylation reaction of toluene with propene, empolying experimental design. The homogenous complex was obtained trough the synthesis of the organic ligand folowed by the complexation of the iron(II) chloride. As to the heterogenized complexes, first were synthetized the inorganic supports (SBA-15, MCM-41 and Al-MCM-41). Then, it was synthetized the ligand again, that through funcionalization with chloropropyltrimethoxysilane (CPTMS), was anchored on the support previously calcinated. To these anchored ligands, was complexed the iron(II) chloride, previously solubilizated in tetrahydrofuran (THF). The organic ligand characterization was accomplished trough nuclear magnetic resonance (NMR) and Infrared spectroscopy (IV). The supports were characterized with x-ray diffraction (DRX), texture analysis with nitrogen adsorption/desorption (before and after the anchoring), termogravimetric analysis (TG) and infrared (IV). The metalic content was quantified trough the atomic absorption spectrophotometry (AAS). The complexes were tested in catalytic reactions emolying ethylaluminium sesquichloride (EASC) as co-catalyst in steel reactor, under mecanic stirring. The reaction conditions ranged from 4 to 36 ?C, with many aluminum/iron ratios. The catalysts were actives in homogeneous and heterogenized ways. The homogenous catalytic complex showed a maximum turnover frequency (TOF) of 8.63 ?103 ? h ?1 , while, in some conditions, the anchored complexes showed better results, with TOF of until 8.08 ?103 ? h ?1 . Aditionally, it was possible to determine an equation, to the homogenous catalyst, that describes the product quantity in function of reacional temperature and aluminum/iron ratio.

O método de identificação por minimização do erro de predição está relacionado com um problema de otimização não convexo. É comum utilizar algoritmos iterativos para resolver o problema de otimização. Contudo, os algoritmos iterativos podem ficar presos em mínimos locais da função custo ou convergir para a borda do domínio de busca. Uma análise da função custo e condições suficientes para garantir a convergência dos algoritmos iterativos para o mínimo global são apresentadas neste trabalho. Observa-se que estas condições dependem do espectro do sinal de entrada utilizado no experimento. Este trabalho apresenta ferramentas para melhorar a convergência dos algoritmos para o mínimo global, as quais são baseadas na manipulação do espectro do sinal de entrada. / The Prediction Error Method is related to a non-convex optimization problem. It is usual to apply iterative algorithms to solve this optimization problem. However, iterative algorithms can get stuck at a local minimum of the cost function or converge to the border of the searching space. An analysis of the cost function and sufficient conditions to ensure the convergence of the iterative algorithms to the global minimum are presented in this work. It is observed that this conditions depend on the spectrum of the input signal used in the experiment. This work presents tools to improve the convergence of the algorithms to the global minimum, which are based on the manipulation of the input spectrum.

O presente trabalho estuda a degradação fotocatalítica da nicotina em solução aquosa, um alcaloide altamente tóxico que tem sido detectado em efluentes, águas subterrâneas e água mineral. Os experimentos foram realizados em um reator batelada sob irradiação ultravioleta, tendo sido avaliadas três principais variáveis: concentração inicial do contaminante, concentração de catalisador e pH inicial da solução. Foram realizados dois planejamentos de experimentos para os catalisadores comerciais ZnO e TiO2, com o objetivo de encontrar a melhor condição para promover a degradação da nicotina em água. Outros catalisadores, preparados a partir de resíduos industriais e laboratoriais, foram testados nas condições otimizadas. O método analítico empregado para quantificar a nicotina nas amostras foi a cromatografia líquida de alta eficiência, o que permitiu registrar a formação de intermediários e subprodutos de reação. Os resultados experimentais demostraram que a degradação da nicotina por fotocatálise heterogênea é um processo bastante eficiente. Em ambos os planejamentos, o pH foi a variável que exerceu o maior efeito sobre a degradação, sendo este fortemente positivo. Já a concentração inicial de nicotina exerceu efeito negativo sobre a resposta e a concentração de catalisador em suspensão exibiu um ponto ótimo, que correspondeu a 0,91 g.L-1 para o ZnO, e 1,20 g.L-1 para o TiO2. Ensaios foram realizados nas condições otimizadas encontradas, onde cerca de 98% da molécula foi degradada utilizando ZnO em suspensão e 88% empregando TiO2, em uma hora de reação. A degradação fotocatalítica da nicotina demonstrou seguir uma cinética de pseudoprimeira ordem dentro do tempo de reação de 60 minutos, para os dois catalisadores comerciais. Entre os catalisadores não convencionais que foram testados, aquele que demonstrou o maior percentual de degradação foi obtido a partir de resíduo de uma indústria petroquímica, cerca de 43%. / The present work studies the photocatalytic degradation of nicotine in aqueous solution. This alkaloid is highly toxic and it has been detected in wastewater, groundwater and mineral water. The experiments were performed in a batch reactor under ultraviolet radiation. Three main variables of process were evaluated: initial concentration of pollutant, catalyst concentration and initial pH of the solution. Two experimental designs were performed for commercial catalysts ZnO and TiO2. The purpose was to find the best condition to promote the nicotine degradation in water. Other catalysts prepared from industrial and laboratory waste were tested under the optimized conditions. Analytical method used to quantify nicotine and its degradation products in all samples was high performance liquid chromatography. Experimental results showed that nicotine degradation by heterogeneous photocatalysis is a very efficient process. In both designs, initial pH was the most significant variable which has a strong positive effect. Initial nicotine concentration showed a negative effect, and catalyst concentration exhibited an optimal value for both commercial catalysts: 0,91 g.L-1 using ZnO, and 1,20 g.L-1 with TiO2. At the best conditions, about 98% of the molecule was degraded using ZnO and 88% with TiO2. Photocatalytic nicotine degradation followed a pseudo first order kinetic until 60 minutes of reaction for both commercial catalysts. Among the non-conventional catalysts tested, the one prepared from a petrochemical industry residue exhibited the highest photocatalytic degradation, about 43%.

Este trabalho tem o objetivo de quantificar os efeitos da manutenção periódica de motores de tratores agrícolas sobre a potência medida na sua tomada de potência - TDP, e sobre o consumo de combustível. Para isso, utiliza-se o método de planejamento de experimentos, com um fatorial completo 25 sem repetição, totalizando 32 ensaios independentes. Para o experimento, utiliza-se um trator agrícola de rodas, com motor 6 cilindros, de 6,8 litros, com sistema de combustível de injeção direta, com uma bomba injetora rotativa, turboalimentado e com intercooler. Os parâmetros de controle são escolhidos com base na experiência do autor e seus níveis são definidos experimentalmente. São eles: a) condição externa do radiador, b) condição do filtro de combustível, c) condição do filtro de ar, d) qualidade do combustível e e) condição do óleo de motor. É possível constatar que os parâmetros com maior influência na potência são a condição do filtro de ar, condição do óleo do motor e uma interação de segunda ordem entre a qualidade do combustível e o óleo do motor. Eles são responsáveis por variações na potência de, respectivamente, 2,7%, 2,4% e 1,7%, referenciados na condição ideal de teste. O consumo de combustível não apresenta variação significativa em relação a nenhum dos fatores estudados, o que leva a concluir que não existe relação entre ele e a manutenção periódica do trator nos termos propostos por este trabalho. Por fim, mostra-se que a correta manutenção, desde sua condição extrema até sua condição ideal, aumenta em até 7% a potência útil disponibilizada pelo equipamento para o trabalho do campo. / This study aims to quantify the effects of periodic maintenance of agricultural tractors’ engines on the power measured at its power takeoff - PTO, and its fuel consumption. To do this, we use the design of experiments method, 25 full factorial without replication, totaling 32 independent assays. For the experiment, we use an agricultural wheel tractor, with 6 cylinder engine, 6,8 liters, rotary fuel pump and direct injection fuel system, turbocharged with intercooler. The control parameters are chosen based on the author's experience and their levels are defined experimentally. They are: a) external condition of radiator, b) fuel filter condition, c) air filter condition, d) quality of the fuel and e) engine oil condition. It can be seen that the parameters with the greatest influence on power are the air filter condition, engine oil condition and a second-order interaction between fuel quality and engine oil. They are responsible for variations in power, respectively of, 2.7%, 2.4% and 1.7%, results based on ideal condition. Fuel consumption presents no significant variation in relation to any of the factors studied, which leads to the conclusion that there is no relation between it and the periodic maintenance of the tractor the way it is proposed by this work. Finally, it is shown that with the correct maintenance, since the extreme condition to the ideal condition, increases up to 7% the power provided by the equipment to work in the field.

No Brasil, tanto o agronegócio quanto a fabricação de celulose trazem resultados relevantes para a economia. Sob uma perspectiva de sustentabilidade, as indústrias beneficiadoras de materiais vegetais geram grande volume de resíduos, os quais podem servir de fonte de celulose, configurando-se numa alternativa atraente para gerar lucros e diminuir impactos ambientais negativos. O objetivo geral desta dissertação é realizar um estudo exploratório de extração de celulose a partir de resíduo do processo produtivo de empresa beneficiadora de material vegetal, sob perspectiva das dimensões ambiental e econômica da sustentabilidade. O estudo foi desdobrado em cinco etapas: i) identificação na literatura das diretrizes para os processos produtivos sustentáveis, por meio das abordagens que tratam da sustentabilidade; ii) identificação dos processos industriais de extração de celulose e suas características operacionais; iii) definição da empresa para realização do estudo, a sazonalidade e o volume disponível dos resíduos vegetais provenientes do processo de beneficiamento de vegetais; iv) adaptação do processo industrial de extração de celulose para uso com resíduos vegetais e atendimento às restrições da fábrica definida para o estudo e v) realização de testes de extração com o uso de projeto de experimentos para posterior caracterização da polpa de celulose obtida do resíduo. Neste último, foi empregado um Projeto Fatorial Composto de Segunda Ordem (PSCO) com Metodologia de Superfície Resposta (MSR) para analisar a influência dos fatores controláveis sobre as variáveis de resposta. Os fatores controláveis foram definidos de acordo com dados da literatura específica e foram analisadas as variáveis de resposta que caracterizam polpa de celulose, aplicáveis a fins sanitários, como Número Kappa, capacidade de absorção, velocidade de absorção e densidade. Resultados indicaram que limitações quanto ao uso de altas temperaturas no processo de extração é um fator relevante, para atingir maiores teores de deslignificação. Os estudos mostraram a influência do uso de aditivo de processo, antraquinona, carga alcalina e tempo de polpeamento, bem como, tratamento de hidrólise ácida no resíduo na qualidade da polpa. / Agribusiness and pulp production bring both relevant results to the Brazilian economy. In a sustainable perspective, the wastes of Industries that benefit vegetable materials may serve as pulp’s source, configuring itself as an attractive alternative for profit generation and reduction of negative environmental impacts. The aim in this dissertation is to carry out an exploratory study of pulp extraction from the waste of productive process of a firm which processes vegetal material, under the perspective of environmental and economic dimensions of sustainability. The study was unfolded in five steps: i) identification, in literature, the guidelines for sustainable productive processes, through approaches that embrace sustainability; ii) identification of industrial processes of pulp extraction and respective operational features; iii) definition of an industrial unit to perform the study, as well as the seasonality and the availability of vegetal wastes coming from the vegetable process; iv) adaptation of the industrial process of pulp extraction for using with vegetable wastes, and attendance to constraints of the current process in the industrial unit chosen for the study; and v) the performance of extraction tests using a project of experiments for further characterization of the cellulose pulp resulting from the waste. It was employed a Factorial composite second-order design in a Surface Response Methodology (SRM) in order to analyze the influence of the controlled variables over the response variables. Variables of the extraction process were defined according with the specific literature’s data, and response variables, adequate to the cellulose pulp characterization as Kappa Number, capability, absortion speed and apparent density were analyzed. Results indicate that constraints related to the high temperature used in the equipment available for extraction is a relevant factor in the process for obtaining higher contents of delignification. Studies show the influence of using additive process, anthraquinone, load time and alkaline pulping, as well as treatment of hydrolysis in the waste of pulp quality. The remarkable difference in the quality of vegetable waste after hydrolysis treatment indicates that a pretreatment stage of such waste is interesting, since the fiber is resistant and requires high alkali and addictive charges.